Vliegtuigtechniek – Page 8 – Weblog Bernard Gerard

Het elektrische vliegtuig van ir. Gologan (en van anderen)

Ik lag dus op vrijdag 22 januari ziek op de bank TV te kijken (wat ik in gezonde toestand meestal niet doe), zie ik eerst De Heer (zie vorig artikel) en dan op ARTE het elektrische vliegtuig van dr. Ir. Calin Gologan. Er werd veel lof over gesproken.

Nu ben ik als secretaris van het Platform de 10 Geboden voor Eindhoven Airport altijd geïnteresseerd in technische ontwikkelingen die het leven van omwonenden van vliegvelden aangenamer maken. Gologan heeft dat als een van zijn doelen expliciet geformuleerd en de man verdient dus al bij voorbaat sympathie. Maar, werkt het ook? Het antwoord blijkt enerzijds-anderzijds.

Dr. Gologan
Gologan heeft een eigen bureau, PC-Aero GmbH, dat adviezen geeft en ontwerpen maakt t.b.v. luchtvaartgeïnteresseerden. Hij is een vakman. Na enig vallen en opstaan (een showvlucht voor sponsors eindigde voor Venetie in zee, maar zonder noodlottige gevolgen) heeft bij eerst de Electra One gebouwd (die op uitsluitend accu’s vloog), en daarna de Electra One Solar (die op accu’s en – in gunstige omstandigheden voor 30% – op zonnecellen vloog. Er staan hogere ambities op stapel, zoals een tweezitter.

Enerzijds heeft Gologan een mooi en (voor zover ik dat beoordelen kan) goed vliegtuig gebouwd. Zijn piloot is er op 25 juni 2015 mee van Unterwössen in Duitsland over de Gross Glockner naar Lienz in Tirol gevlogen, en een week later van Lienz naar Zell am See (en toen was het bepaald geen goed weer).
Anderzijds weegt de eenzitsversie van het vliegtuig (met accu’s) 180kg en mag er maar 100 kg lading mee (de piloot inbegrepen). Dan vliegt het met een kruissnelheid van 140km/uur maximaal 500km (aldus de specificaties van PC_Aero zelf). De op stapel staande tweezitter kan 200kg meenemen en vliegt 80km/uur (maar wel veel verder).
Je kunt er dus wel mee vliegen, maar de vraag is wat je daar precies aan hebt.

De E-Genius van de Universiteit van Stuttgart
Gologan is niet de enige die een elektrisch vliegtuig gebouwd heeft. De Universiteit van Stuttgart heeft bijvoorbeeld de E-Genius gebouwd, welk ontwerp door de universiteit zelf een “motorsegler” genoemd wordt. Ook dat ding heeft boven de Alpen gevlogen. Het is een tweezitter die tot 200kg kan meenemen en 140-200 km/uur kruissnelheid vliegt.

De specificaties van de E-Genius lijken eigenlijk best wel veel op die van de toekomstige tweezits-versie van de Elektra Ons Solar. Dat is geen toeval, want het zijn beide in essentie goede zweefvliegtuigen met een elektromotor, die geheel of grotendeels gevoed wordt uit een accu. Het glijgetal van beide is 34 (ter vergelijking: het glijgetal van groot verkeersvliegtuig wordt meestal op 15 a 20 geschat, van een Cessna ergens rond de 7 en van een albatros is 22 a 23).

De E-Fan van Airbus
In Stuttgart zijn ze begonnen met waar nog een andere mededinger, Airbus, al vanaf het begin af aan naar toe werkt, namelijk een hybride vliegtuig. De elektromotoren worden aangevuld met een fossiele brandstof-motor, die onder het vliegen de accu’s bijlaadt. Je kunt het verge-
lijken met een range extender in een elektrische auto of met een hybride auto. Voordeel is dat je aan minder beperkingen gebonden zit.

Met de Airbus E-fan zijn ze onlangs over het Kanaal gevlogen. Het nog puur een onderzoeksvliegtuig. De site van Airbus is vooral scheutig met propaganda, maar Wikipedia geeft dat het ding volledig op accu’s vliegt, een kruissnelheid heeft van 160km/h en een glijgetal van 16.
Het vervolg-project E-Fan 4.0 moet dieselelektrische vierzitter worden en in 2019 zijn eerste vlucht maken. In 2030 zou (naar men zegt) er een regionaal vliegtuig zijn voor 70 tot 90 passagiers dat elektrisch opstijgt en dan dieselelektrisch vliegt.

Heb je er als omwonende van Schiphol en Eindhoven Airport wat aan?
Dit verhaal, met respect voor de technische prestaties, is terughoudend geschreven waar het om de praktische bruikbaarheid gaat voor de omgeving van een groot vliegveld, waar veel mensen onder praktische omstandigheden op vakantie of zakenreis gaan in vliegtuigen die als regel 900km/uur vliegen.
Ik zie nog niet dat dit verhaal in 2020, als zowel rond Schiphol als rond vliegveld Eindhoven het regime verandert, een rol gaat spelen.
Of hybride vliegtuigen een rol spelen in 2030, zal sterk van de omstandigheden afhangen, zoals de koolstofprijs, de strengheid van de luchtvaartregulering, of er een goede directe treinverbinding naar een bestemming gaat. Misschien is het iets voor een verbinding als Amsterdam of Eindhoven – Heathrow of Glasgow of Dublin of Oslo of in die geest. Koffiedik kijken.

Ik heb de mening dat puur elektrisch vliegen niet veel nut lijkt te gaan krijgen, maar dieselelektrisch misschien wel, eerder neergelegd in Siemens-vliegtuig vliegt hybride elektrisch

Het kan sowieso geen kwaad aan te sturen op een zo scherp en
duurzaam mogelijke regulering.

Provincie werkt mee aan UFS-onderzoek rond vliegveld Eindhoven, dringt aan op ontzwaveling van kerosine

Persbericht Eindhoven, 2 januari 2016

Provincie werkt mee aan ultrafijn stof onderzoek rond vliegveld Eindhoven, en dringt aan op ontzwaveling van kerosine

Het College van Gedeputeerde Staten van Noord-Brabant (GS) is bereid om mee te werken aan onderzoek naar ultrafijn stof (UFS) rond vliegveld Eindhoven. Dat blijkt uit het antwoord op eerdere, door de SP gestelde, vragen.
Immers, zo redeneren GS, bij Schiphol leveren de vliegtuigen een UFS-
bijdrage die te vergelijken valt met die van wegverkeer in binnen-
stedelijk gebied. De situatie rond vliegveld Eindhoven kan slechts door nader onderzoek worden vastgesteld. GS zullen daarom het ministerie van I&M vragen om Eindhoven te betrekken bij het toekomstige vervolgonderzoek van het RIVM. Verder wijzen GS op de beschikbaarheid van het Eindhovense AiREAS-systeem.
GS bekijken later of dit extra geld mag kosten.

UFS-contouren rond Schiphol met (op schaal) de regio Eindhoven ingetekend. In gedachten ligt hier de Eindhovense baan op de Kaagbaan. — UFS-contouren rond Schiphol met (op schaal) de regio Eindhoven ingetekend. In gedachten ligt hier de Eindhovense baan (groene streep) op de Kaagbaan.

Ultrafijn stof ontstaat onder andere omdat kerosine zwavel bevat. Het is een soort rode diesel. Deze vervuiling zou met technische middelen eenvoudig en goedkoop op te lossen zijn, maar daartoe zijn internationale afspraken nodig.
GS zullen aan het Rijk laten weten de ontzwaveling van kerosine van groot belang voor leefbaarheid en milieu te vinden.

GS vinden het voorbarig om nu al scherpere technische toelatingseisen te stellen aan civiele vliegtuigen op Eindhoven Airport. Ze vinden nader onderzoek nodig of dat kan en zo ja, welke eisen. Defensie wordt uit-
genodigd mee te doen aan gesprekken over dit onderwerp.

GS verwijzen naar het nog op te richten uitvoeringsoverleg, zoals dat in het Aldersadvies vastgesteld is. De voorwaarden waaronder dit uitvoeringsoverleg zal gaan functioneren, worden nu vastgesteld.
Dit alles verklaren GS (dd 15 december 2015) in antwoord op vragen van de SP (dd 27 november 2015) over de productie van ultrafijn stof (UFS) door de civiele en militaire straalmotoren op vliegveld Eindhoven. Eigen analyses van de SP, gebaseerd op het in september jl gepubliceerde RIVM-onderzoek bij Schiphol, hadden aannemelijk gemaakt dat het vliegverkeer in dicht op de baan gelegen woongebieden als Wintelre, Zand-Oerle, Veldhoven-de Kelen en Eindhoven-Zandrijk tot fors hogere UFS-concentraties moest leiden.
Andere onderzoeken naar de luchtvervuiling door het vliegen komen tot vergelijkbare uitspraken.

Nadere inlichtingen bij Willemieke Arts, SP-woordvoerder mobiliteit, 040-2454879, warts@brabant.nl

Zie ook
Antwoord op vragen dd jan 2015
Tekst van de bijbehorende vragen dd nov 2015
De volledige tekst van het antwoord van GS dd dec 2015–>Beantwoording door GS van SP-vragen dd nov2015 over UFS en EhvA

Sterfteschattingen door luchtverontreiniging luchtvaart

Er is al veel onderzoek gedaan aan de milieu-effecten van de emissies van het vliegverkeer en de gevolgen daarvan voor de volksgezondheid. De nieuwste loot aan deze stam is een onderzoek “Global, regional and local health impacts of civil aviation emissions”. Dat is op 26 februari 2015 gepubliceerd in Environmental Research Letters. Het is een Open Access publicatie en u vindt hem hier –> Global, regional and local health impacts of civil aviation emissions_febr2015 .

Het is het eerste onderzoek dat uitspraken doet op alle schaalniveau’s: orde van grootte 1 km, 10, 1000 en 10000. Dat is van belang, want de wetmatigheden onder pakweg 3000ft hoogte (ongeveer 1 km) zijn anders dan op kruishoogte. Beide hebben belangrijke gezondheidseffecten.
De emissies van grote hoogte waaien ver weg en combineren o.a. met ammoniak uit de veeteelt, met pieken in India en China. De emissies van de LTO-fase (Landing and Take Off) zijn veel lokaler.

De studie doet uitspraken op beide niveaus. Daartoe wordt de omgeving van de bestudeerde 968 luchthavens in de wereld (goed voor 94% van het brandstofverbruik), waar mogelijk, met gedetailleerde modellen geanalyseerd en wordt de rest van de wereld op een grovere schaal ingedeeld. Dat leidt tot ingewikkelde rekenmodellen.

De verdachten zijn ozon en PM2.5 . Dat zijn alle deeltjes kleiner dan 2.5μm: druppeltjes zuur, roetachtige stoffen, kristalletjes ammoniumzouten etc. Beide categorieën zijn gevaarlijk. De aanname is dat binnen de categorie PM2.5 alle bestanddelen even gevaarlijk zijn.

Het eindresultaat van de studie valt te vangen in enkele slagzinnen:

Mondiaal kost de door het vliegen veroorzaakte luchtvervuiling jaarlijks 16000 mensen voortijdig het leven, 4000 door de LTO-fase en 12000 door vliegen op kruishoogte. Hetzelfde anders uitgedrukt: 5000 binnen 20km van de beschouwde vliegvelden en 11000 erbuiten.
Van die 16000 komt 87% van PM2.5 en 13% van ozon.
Bij een discountvoet van 2% richt de door de luchtvaart veroorzaakte luchtvervuiling jaarlijks voor $21 miljard schade aan. Dat is (bij die discountvoet) grofweg de helft van de via de klimaatroute veroorzaakte schade en ruim 10* zoveel als de door luchtvaartgeluid en vliegtuig-
ongevallen veroorzaakte schade. (De schade door geluid wordt overigens bepaald door de waardedaling van vastgoed en staat – met een grote onzekerheidsmarge – voor $1,6 miljard in de studie).

Diverse vlieggerelateerde kosten over het jaar 2006 (Barrett, 2015, EnvResLetters)

De studie doet ook uitspraken op schaal van werelddelen. Daarvan noem ik alleen Europa.
Vanwege de bevolkingsdichtheid en het grote aantal vliegvelden heeft de LTO-fase hier verhoudingsgewijze veel meer impact.
Van de 5000 mensen, die mondiaal voortijdig overlijden en die binnen 20km van een luchthaven leven, woont 38% in Europa (dus 1900).
Van de mondiale, door de emissies van de luchtvaart veroorzaakte, economische schade van $21 miljard draagt Europa zowat de helft (10 miljard).

In een straal van 20km rond Schiphol en Eindhoven Airport
De studie doet geen uitspraak over afzonderlijke vliegvelden. De hierna volgende rekenexercitie komt dus voor mijn eigen rekening en berust op simpele evenredigheden, die niet meer pretentie hebben dan tot een grove schatting te leiden.

Het aantal vluchten in Europa was in 2014 ongeveer 9,6 miljoen. Daarvan nam Schiphol er 0,44 miljoen voor zijn rekening, dus 4,6%. Dat percentage van de 1900 Europeanen, die jaarlijks voortijdig overlijden en binnen 20km van een vliegveld wonen, zou voor een cirkel met een straal van 20 km rond Schiphol op 87 uitkomen (met een flinke onzekerheidsmarge).
Omdat Eindhoven Airport ongeveer 1/12 deel van Schiphol is, moeten dat er in een straal van 20km rond Eindhoven Airport in 2014 ongeveer 7 a 8 geweest zijn. Alleen door het civiele vliegen – het militaire vliegen voegt er wat aan toe, maar waarschijnlijk minder.

Ik denk dat op de totale sterfte in een straal van 20 km rond het Eindhovense vliegveld die 7 a 8 geen groot getal is. De auto heeft heel wat meer gezondheidsschade op zijn geweten. Maar de emissies van de auto zullen op termijn dalen, terwijl die van het vliegen nog steeds exponentiëel stijgen.
Die acht zou wel ten dele te vermijden zijn als de trein een grotere rol in het internationale verkeer speelde, als mensen minder vaak op een verre vakantie gingen en als kerosine geen zwavel bevatte.

Als je op dezelfde manier met de schade om zou gaan, die het gevolg is van de gezondheidseffecten van de luchtvaart in een straal van 20km rond Eindhoven Airport, zou je uitkomen op ongeveer 1/12 * 0,046 * 4,09 miljard = een slordige 150 miljoen dollar (130 miljoen Euro) per jaar. Dit met een ruime onzekerheidsmarge.

Daarnaast kunnen ziektes ontstaan of verergeren waaraan mensen niet vervroegd dood gaan, maar wel lijden. Die cijfers worden niet in deze studie meegenomen. Dat is ongetwijfeld een veelvoud van die 8.

Geen bolletjesslikkers op Eindhoven Airport (update 1 sept 2015) en de Dreamliner

Arke wilde met de Dreamliner van Eindhoven Airport vanaf november 2015 twee maal per week rechtstreeks gaan vliegen op de Antillen. Voor Eindhoven Airport zou dat de eerste transatlantische verbinding zijn.

Het zei op de eerste plaats al wat dat dit bericht nu naar buiten komt, terwijl de besprekingen aan de Alderstafel in een zeer gevoelig stadium waren. Dat illustreert weer eens de werkelijke gang van zaken: vliegveld-
directeur Joost Meijs kent maar één gelijk, namelijk dat van hemzelf (bij voorkeur 120%), en aan de rest veegt hij zijn kont af.

Hier beet echter Joost Meijs in de hand die hem voedt. Ambtenaren van de ministeries van Veiligheid en Justitie, Financien en Infrastructuur en Milieu willen dat het kabinet dit voornemen gaat verhinderen. Het was niet de bedoeling dat dit interne ambtelijke oordeel uitlekte, maar dat is via Nieuwsuur toch gebeurd.
Het punt is dat er straks ook in Eindhoven op bolletjesslikkers gecontroleerd moet worden. Dat kost een hoop mankracht en geld, en de faciliteiten zijn er, hoe dan ook, nog niet in november. Gezien vanuit het perspectief van een arme Zuid-Amerikaan doet het vliegtuig zijn naam eer aan.

In de Eindhovense gemeenteraad hebben PvdA, Groen Links, SP en BBL een motie ingediend, waarin het College van B&W de opdracht krijgt te voorkomen dat de groei van Eindhoven Airport op deze manier vorm krijgt.
De motie is uiteindelijk niet in stemming gebracht, omdat burgemeester Van Gijzel (normaliter een echte vliegveldfanaat) zei dat hij niet de mogelijkheden had om hem uit te voeren. Hij zou het gevoelen in de motie wel doorgeven aan de minister. Van Gijzel zag de Antillenvluchten zelf ook niet zitten. Hij zag het belang voor Brainport niet en vond daarom de vluchten ‘niet prioritair’.

Op 1 september 2015 meldde het Eindhovens Dagblad dat de bolletjesvluchten toch niet doorgaan. Men zou het vliegveld voor de controle zo ongeveer op zijn kop moeten zetten en dat loont niet voor die paar vluchten per week.

Overigens is op zichzelf een Dreamliner een mooi nieuw vliegtuig. Het is een wide body (en hoort daarom niet op Eindhoven Airport), maar dat gezegd zijnde: het vliegtuig is 20% zuiniger dan zijn concurrenten en zo op het oog twee ACI-klassen stiller (maar ik heb nog geen definitieve ACI-aanduiding kunnen vinden) – dit alles althans volgens de reclame.
Narita Airport (Tokyo) classificeert hem als A.
Het type bewijst dat vliegtuigen door moderne techniek èn stiller èn zuiniger kunnen worden.

Laat Joost Meijs op dat gebied maar eens eisen gaan stellen.

Stille vliegtuigen vliegen al regulier op grote luchthavens (maar nog niet genoeg)

Het Platform de 10 geboden voor Eindhoven Airport (waarvan ik secretaris ben) vindt volkomen terecht dat de groei van de geluidshinder (en dus van het geluid zelf) achter moet blijven bij die van het aantal vliegbewegingen. Daarvoor zouden stillere vliegtuigen moeten worden ingezet. Ik heb eens uitgezocht hoe dat werkt en of dat kan. In hoofdlijnen is het antwoord ‘ja’. Het kan technisch en bestaande luchthavens hebben financiële instrumenten om het af te dwingen.

De geluidsclassificatiesystemen van vliegtuigen
Er zijn twee schalen in omloop, die van de International Civil Aviation Organization (ICAO) en die van de Airports Council International (ACI). De laatste bouwt voort op de eerste.

Beide hebben als variabele de grootheid EPNdB (Effective Perceived Noise dB). Daar zit, naast de gewone dB, ook spectrale informatie en de tijdsduur in. Deze grootheid is niet zelf te meten, maar moet uit de wel gemeten grootheden worden berekend op een manier die niet meteen na te vertellen is. Ik heb er met enig wantrouwen naar zitten gluren, maar nog geen tijd gehad om het echt te bestuderen.
Maar omdat ik op dit moment niet anders kan, ga ik er maar even van uit dat het snor zit.

Voor de certificering dienen in de EU te registreren civiele vlieg-
tuigen aan bepaalde regels te voldoen. Voor geluid is dat Annex 16, ‘chapter 3’ en ‘chapter 4’. In deze chapter-systematiek zit al een trage vooruitgang ingebouwd. Chapter 3 is op 1 januari 2006 voor nieuwe vliegtuigtypes (!) aangescherpt tot chapter 4 en die is vanaf 31 december 2017 voor nieuwe vliegtuigtypes (!) weer tot Chapter 14 voor straalverkeersvliegtuigen boven de 55 ton, zoals een Boeing 737 en een Airbus 320, die op Eindhoven Airport vliegen. De ICAO hanteert deze systematiek.
Voor een uitleg zie bijvoorbeeld http://www.icao.int/Meetings/Green/Documents/day%201pdf/session%202/2-Dickson.pdf

De ACI vertrekt vanuit ICAO-chapter 3 als nulpunt, maar daarachter wordt een fijnmaziger onderverdeling opgebouwd met stappen van 5 EPNdB. Chapter 3 – (0 tot 5) heet bij de ACI klasse E. Chapter Chapter 3 – (5 tot 10) heet klasse D. Enz.
Nu bleek dat sommige vliegtuigen zo stil waren, dat ze ‘van de schaal af vielen’. Je zou achter klasse A eigenlijk A+ en A++ moeten zetten, net als bij koelkasten. Dat is lastig en daarom hebben ze het systeem herdoopt tot klasse R1 t/m R8, waarbij F = R1, E = R2 enz t/m A+ = R7. Er bestaan nog geen R8-vliegtuigen.
Voor een uitleg zie –> ACI_Aircraft_Noise_Rating_Index_2010
Om het ingewikkeld te maken heeft precies hetzelfde systeem ook andere namen. Bovenstaande afbeelding komt uit CAP1119, een milieustudie ten behoeve van de Engelse vliegvelden Heathrow, Gatwick en Stansted. Chapter 3 high = E = R2, chapter 3 base = D = R3, enz t/m chapter 4 low = A = R6 en hoger.

De relevantie voor Eindhoven Airport
De afbeelding is relevant voor Eindhoven Airport wb de rijen A319 t/m A321 en B737. Dat zijn ‘narrow-body’ – jets (Voor de duidelijkheid: dit verhaal gaat dus slechts over deze ene categorie. Het gaat dus bijvoorbeeld niet over wide-body jets). Op Eindhoven Airport zijn, mede in het kader van de 1^ste fase van de Alderstafel, de klassen F, E en D uitgefaseerd (althans civiel). Het stiller maken van vliegtuigen op Eindhoven Airport betekent dus in praktijk dat op termijn ook klasse C uitgefaseerd zou moeten worden. Dat zal de vliegtuigmaatschappijen wel enige omschakeltijd kosten en dat is een van de redenen waarom het Platform de groei wil vertragen.

De afbeelding laat zien dat wat normale mensen een vliegtuigtype noemen, in praktijk een familie van vliegtuigtypes is. De A319, 320 en 321 worden gemakshalve collectief aangeduid als A320 en van de Boeing 737 zijn een groot aantal varianten in omloop, waarvan er hier drie zijn aangegeven.
De klasse-aanduidingen kunnen binnen een familie behoorlijk uiteenlopen. De A320-rij kan dus gelezen worden als dat in Engeland 33% van de A320’s in klasse C zit, 59% in klasse B en 8% in klasse A. Enzovoort.

De afbeelding laat ook zien dat een A320 gemiddeld stiller is dan een Boeing 737, waarbij dus de kanttekening gemaakt moet worden dat er luidruchtige A320’s zijn en stille Boeing 737’s. De spreiding binnen een type is groter dan de gemiddelde verschillen tussen de types. Deze verschillen tussen types bestaan echter wel en dat laten de metingen van Geluidsnet Best van Sensornet in Best Zuid zien (zie afbeelding hieronder). De A320’s, die in 2012 en 2013 feitelijk boven Best Zuid vlogen, waren gemiddeld over alle omstandigheden in die jaren 3dB(A) stiller dan de Boeing 737’s die in die tijd feitelijk boven Best Zuid vlogen.
Op deze meetlocatie bestond ongeveer driekwart van de vliegtuigen uit Boeing737’s en een kwart uit A320’s.
Die 3 dB(A) zijn ‘eenvoudige’ dB’s . Hoe dit zich verhoudt tot de
EPNdB, weet ik niet.

3 dB(A) meer komt overeen met een verdubbeling van het aantal vliegbewegingen van overigens identieke vliegtuigen. De Tweede Fase van het Aldersadvies komt erop neer dat het aantal vliegbewegingen stijgt van 30000 naar 43000, dus bijna anderhalf keer zo groot.
Zou dus deze groei gepaard gaan met het aanscherpen van de
geluidsklasse van op Eindhoven Airport vliegende toestellen met gemiddeld één klasse, dan zou de gemiddelde geluidsbelasting op de regio zelfs dalen. Als klasse C uitgefaseerd zou worden (waardoor dus alleen klasse B en A nog toegelaten werden) zou dat iets minder schelen omdat een kwart van de vliegtuigen al in categorie B zit. Maar gemiddeld zou de geluidsbelasting dan ongeveer gelijk blijven.
Het woord “gemiddeld’ staat hier dik gedrukt, omdat hinder en slaapverstoring bij omwonenden niet alleen van het gemiddelde afhangen, maar ook van de piekbelastingen. Het is niet a priori duidelijk wat het effect is (ten opzichte van nu) van bijna anderhalf keer zoveel pieken, die dan gemiddeld wel lager zijn, in combinatie met een lagere gemiddelde geluidsbelasting.
Vandaar dat de openingstijden van belang zijn. Kort door de bocht: pieken voor 23 uur leiden tot hinder, pieken na 23 uur leiden tot slaapverstoring. Slaapverstoring is erger.

Financiële instrumenten

Het is mogelijk om met financiële middelen luidruchtige vliegtuigen te ontmoedigen. Dit is bestaande praktijk die ook op Eindhoven Airport kan worden toegepast. Als illustratie het staatje dat Narita Airport (bij Tokyo) op het Internet gezet heeft. Daarin moet A737 B737 zijn, dat zal wel een typefout zijn.
Let wel dat het vliegveld van Tokyo de A320 als ‘B’ classificeert en de B737 als ‘C’, met in de kleine lettertjes de kanttekening dat dit een versimpeling is.

Vraag op VMBO-examen over zwavel in kerosine en biodiesel

Het lijkt wel of de examenopstellers mijn site volgen.

In het examen VMBO-GL en TL (zeg maar de Mavo) van 11 mei 2015 stond een vraag over vliegtuigbrandstof, waaronder over zwavel in kerosine en over het vervangen van kerosine door biodiesel uit frituurvet.

De vraag was “Wanneer niet-ontzwavelde kerosine wordt gebruikt, veroorzaakt de zwavel in deze brandstof schade aan het milieu. Leg uit dat zwavel bij verbranding schade aan het milieu veroorzaakt.”
Het voorgeschreven antwoordmodel wenst hier de woorden “zwaveldioxide” en “giftig” of “smog” of “luchtverontreiniging” te zien”.
Overigens is er nauwelijks zwavelvrije kerosine te koop. Dat is een misstand die snel verholpen moet worden. Zie ook Kun je zwavelvrije kerosine kopen? en Kun je zwavelvrije kerosine kopen ? (vervolg) .

Het examen citeert de NOS dat “voor een retourvlucht Amsterdam-Parijs 11000 liter frituurvet nodig is. Dat komt overeen met het afgewerkte frituurvet van 7700kg patat.” De leerlingen moeten uitrekenen dat dat overeenkomt met 51300 bakjes frites van 150 gr per stuk. Zeg dat er zowat 180 passagiers in een vliegtuig gaan, dan moeten die dus allemaal zowat 300 bakjes frites eten. Vraag is of ze dan nog in een vliegtuigstoel passen.

Het volledige examen en het correctiemodel kunnen worden opgevraagd via http://www.examenblad.nl/examen/natuur-en-scheikunde-ii-gl-en-tl/2015/vmbo-tl?topparent=vga6k854m5p9 .

Siemens-vliegtuig vliegt hybride elektrisch – update van eerdere artikelen

Ik heb in twee eerdere artikelen geschreven over elektrisch vliegen, een keer over de Solar Impuls en een keer over de nieuwe elektromotor van Siemens, die elektrisch vliegen kansrijk zou maken. Dat stond in
Duurzaam Nieuws.

Mijn stelling was en is over de Solar Impuls, dat het mooie techniek is en dat het ding inderdaad vliegt, maar dat je er niets aan hebt voor regulier vliegen met echte mensen en echte koffers in een drukcabine.

Mijn stelling over de motor van Siemens was en is dat het ongetwijfeld goede motoren zijn en mooie techniek, maar dat je er niet puur elektrisch mee kunt vliegen. Het hoofdprobleem zit niet in de motoren, maar in de benodigde zonnepanelen.
Ik heb op dit artikel een reactie gehad, die erop neer kwam dat je nooit nooit moest zeggen, en beloofd dat ik er verder naar zou kijken. Daar heb ik nu tijd voor gehad.

Het resultaat is dat elektrisch vliegen inderdaad niet mogelijk is vanwege de redenen die ik uitgelegd heb, maar dat hybride elektrisch vliegen wel mogelijk is. Daarmee is met een normaal uitziend vliegtuig een testvlucht gemaakt van een uur.
Het gaat om een één-motorig vliegtuig waarin een elektromotor gebouwd zit met een continuvermogen van 65kW, die gevoed wordt vanuit een accu die voor het opstijgen wordt volgegooid. Daarmee kan het vliegtuig starten (wat vol vermogen vraagt, dus beduidend meer dan 65kW). Als het vliegtuig op hoogte is en op zijn kruissnelheid kan overgaan, wordt de accu voortdurend bijgevuld vanuit een fossiele brandstof-motor die dus ook ongeveer 65kW output moet zijn. Verder kan de accu een beetje bijgevuld worden als het vliegtuig daalt.

De voorkant van het hybride vliegtuig van Siemens

Strikt genomen start het vliegtuig dus elektrisch en vliegt het fossiel, en zijn mijn eerdere beweringen waar.

Toch geef ik graag toe dat dit op zijn minst een mooi concept is en dat Siemens goed werk geleverd heeft, al moet de toekomst leren wat er in praktijk van terecht komt.
Ik zie in elk geval twee in het oog lopende voordelen:

1) het ding maakt bij de start weinig herrie. Naast de stad waar ik woon (Eindhoven) ligt een vliegveld dat voor veel geluidshinder zorgt. Nu komt die van oude militaire vliegtuigen en de vele straalverkeersvlieg-
tuigen die toeristen aan- en afvoeren (niet naar Eindhoven zelf, maar naar elders in Nederland). Het zou een zegen zijn als stille propellorvliegtuigen een deel van de Boeings 737 en Airbussen zouden vervangen – een utopie om van te dromen
2) De fossiele brandstof-motor kan gedimensioneerd zijn op het vermogen bij kruissnelheid. Hij hoeft niet het piekvermogen van de start te leveren. Daardoor kan de motor veel efficiënter worden afgesteld. Siemens zegt dat dat nu al 25% brandstof scheelt en dat zou zo maar waar kunnen zijn.

Ik zal het verder volgen. Reacties worden altijd op prijs gesteld.

Nieuwe elektromotor van Siemens voor vliegtuigen kansrijk?

Aan dit artikel is op 9 mei 2015 een update toegevoegd ( update 9 mei )

Ik heb eerder geschreven dat elektrische vliegtuigen mogelijk zijn, maar niet praktisch (zie hier over de Solar Impulse) , en dat kerosine nodig
blijft.

Nu komt Duurzaam Nieuws (30 maart 2015) met het bericht dat Siemens een nieuw type elektromotor ontwikkeld heeft, die voor hetzelfde gewicht 5* zoveel vermogen levert (lees –> Siemens ontwikkelt sterke elektromotor voor vliegtuigen_maart2015 het bericht). Concreet noemt het artikel een motor van 260kW continu, die 50kg weegt. Siemens meent dat je daarmee ooit kunt gaan vliegen. Nog sterker, eind 2015 is de eerste testvlucht gepland met een “hybride elektrisch vliegtuig“.

Nu wordt ik op deze weblog graag tegengesproken en Siemens is niet de eerste de beste, maar bij Solar Impuls staat ABB en dat is ook niet de eerste de beste.
Nu sidder ik so wie so al niet voor autoriteiten, ook niet als ze Siemens heten, dus ik ga het toch maar eens fact checken.
Ik kijk eerst of het Siemens-vliegtuig puur op zonlicht kan vliegen, en dat doe ik door de gegevens van de Solar Impuls erbij te betrekken.
Daarna kijk ik of elektrische energie significant kan meetellen bij een overigens fossiele aandrijving.

Puur op zonne-energie
Ik geloof meteen dat Siemens goede elektromotoren maakt en dat ze zichzelf hier hebben overtroffen. Maar de vraag is of de motor het hoofdprobleem is dat moest worden opgelost.
De Solar Impuls vliegt rond met 270m2 zonnepaneel à 23% rendement, die dus in ideale omstandigheden goed zijn voor ca 0,23kW/m2 * 270m2 = 62kW vermogen. De vier motoren van de Solar Impuls draaien elk 13,5kW maximaal en 11,2kW etmaalgemiddeld. Zeg maar samen rond de 50kW continu. De Solar Impulse houdt dus een beperkt deel van de dag een restant over voor de besturingsfuncties en om de accu’s op te laden (die samen overigens 633kg wegen). De details van de energie-
balans hangen af van de details van de vlucht, maar grofweg lijkt het een consistent systeem. Het dingt heeft feitelijk gevlogen (bij mooi weer).
De Solar Impuls heeft voor zijn zonnepanelen-oppervlakte nu al een spanwijdte nodig van 72 m (dat is meer dan een Boeing 747). Verder moet iets, dat in essentie een zweefvlieguig met hulpmotor is, om aerodynamische redenen relatief smalle vleugels hebben. Het lijkt dus niet goed mogelijk een nog grotere vleugeloppervlakte te maken. Evenmin
lijkt het mogelijk om op korte termijn ultradunne film – zonnecollectoren te maken met een rendement dat ver boven de 23% ligt. Dus lijkt het niet goed mogelijk dat welk zonnevliegtuig op dit moment dan ook boven de (pakweg) 70kW elektrisch continuvermogen uitkomt.
De nieuwe motor van 260kW is niet relevant, omdat de bottleneck elders zit: in de totale oppervlakte en het rendement van de zonnepanelen.

Op basis van genoemde specificaties kan de Solar Impuls de wereld rondvliegen met de snelheid van een auto, één piloot als menselijke bagage in een onverwarmde cockpit zonder overdruk, en dagen de tijd.
Ik geloof niet dat het Siemens-vliegtuig als puur elektrisch vliegtuig reguliere comfortabele lijnvluchten met passagiers en vracht kan uitvoeren.

In combinatie met motoren op fossiele brandstof?
Als het hybride mag, en als het moet met echte mensen en koffers erin, gehuld in een drukcabine, en ongeveer presterend als bestaande
vliegtuigen?

Dan moet het vliegtuig veel zwaarder zijn, veel kleinere vleugels hebben en veel sneller gaan, en dat vraagt om veel grotere vermogens. Een ouwe F27 bijvoorbeeld had een vermogen van grofweg 1500kW, een BombardierQ400 van 6800kW en een Cessna Citation rond de 1000 a 1500kW. Zonnepanelen zouden daarvan (vanwege de kleinere vleugels) slechts een klein deel kunnen leveren (bijvoorbeeld 20kW). Kortom, de zonne-energie levert dan ca 1 a 2% van wat nodig is en het kost je vanwege de accu’s extra gewicht. Je kunt dat natuurlijk hybride noemen, maar dan rek je het begrip wel heel erg op.
Zie voor een update op dit onderdeel ( update 9 mei ).

Conclusie
Ik zie niet dat de nieuwe Siemens-motor praktisch elektrisch vliegen mogelijk maakt. Het is vast een hele mooie motor, maar de hoofdproblemen zitten elders.

Hoezeer het mij ook spijt, van fossiel vliegen zijn we voorlopig niet (en waarschijnlijk nooit niet) af.
Als het goed is, is in 2050 het verbruik van fossiele brandstof teruggebracht tot bijv. de helft van die in 2005, en wordt dat laatste restje zeer selectief gebruikt voor wat niet anders dan fossiel kan. En ik denk dat het vliegen daarbij hoort.

Kun je zwavelvrije kerosine kopen ? (vervolg)

Het eerste deel van dit verhaal ( Kun je zwavelvrije kerosine kopen? ) beschreef dat, als je op dit moment zwavelvrije kerosine wilt kopen (van belang voor de luchtkwaliteit rond vliegvelden), je aangewezen bent op synthetische kerosine (in de volksmond wat slordig aangeduid als biodiesel). Die is meestal zwavelvrij, terwijl de gangbare kerosine 400 – 800 ppm zwavel bevat. In feite is gangbare kerosine rode diesel waarvan het afval in het rondte gespoten wordt.
Synthetische kerosine is vaak, maar niet altijd, van biologische oorsprong en kan duurzaam zijn (maar dat hoeft niet of niet geheel).

In het tweede deel van dit verhaal de vraag hoeveel synthetische kerosine je kunt kopen. Het toeval wil dat ik vanuit mijn contacten bij de Werkgroep Toekomst Luchtvaart (een denktank van bewoners rond Schiphol) attent gemaakt werd op de publicatie Sustainable Fuels UK Roadmap (december 2014) van de belangen-organisatie Sustainable Aviation www.sustainableaviation.co.uk . Daarin een redelijke schets van de ontwikkelingen op de synthetische kerosinemarkt. Ik heb me eerder bezig gehouden met dit onderwerp vanwege de klimaataspecten van het vliegen (zie http://www.toekomstluchtvaart.nl/ en daar het rapport Luchtvaart en klimaat in de EU) . Het kon sowieso geen kwaad om weer eens een recente publicatie te lezen om te kijken of dit rapport bijgesteld moest worden. Dat is niet het geval.
Nu kwam er een tweede reden bij om dit rapport te lezen, namelijk het ultrafijn stofverhaal en een belangrijke oorzaken daarvan, de zwavel in de kerosine. Het is te vinden op Sustainable Fuels UK Road-Map via www.sustainableaviation.co.uk/?s=fuels . Let wel dat het hier om een document gaat van belanghebbenden.
Ik heb een samenvatting met commentaar van de UK-publicatie geschreven.
Ik zal me hier beperken tot het korte antwoord. Dat is:

– op papier houden de producenten zich aan de duurzaamheidscriteria, die door erkende organisaties opgesteld zijn voor biobrandstof. Of ze dat in praktijk doen, onttrekt zich aan mijn waarneming.
Deze duurzaamheidscriteria maken overigens een wat rommelige indruk. Door de vele goede bedoelingen ziet men het bos niet meer (wat in dit geval als beeldspraak bedoeld is)

– op dit moment is er maar één bedrijf dat synthetische kerosine verkoopt op een schaal die ertoe doet (2 miljoen ton per jaar voor alle vormen van transport samen) en dat is Neste Oil met raffinaderijen in Finland, Rotterdam en Singapore. Solazymes in de VS komt met 100.000 ton per jaar op de tweede plaats. Daarna volgen alleen plannen, constructiefases of kleinschalige pilots. Neste Oil heeft brandstof, die aan alle vliegtuigspecificaties voldoet. Hun site http://www.nesteoil.com/ gaat uitgebreid in op de herkomst van hun grondstoffen.
Ik heb de directeur van Neste Oil horen spreken op de Avans Hogeschool in Breda. Hij zei dat ze diesel gemaakt hadden uit vissenkoppen.

Bij Neste Oil hoort nog een verhaal dat wellicht de voorsprong verklaart en de voordelen van een goede industriepolitiek illustreert. De directeur vertelde dat Neste Oil in meerderheid een Finse staatsonderneming is met onder meer militair-strategische doelen. Mocht er nog eens wat gebeuren, dan moesten de tanks bij -40 graad Celsius nog kunnen rijden. Ik twijfel er niet aan dat men die specificaties waar kan maken. En op 10 km hoogte is het altijd zo koud, dus dat komt goed uit.

Wie dus op dit moment zwavelvrije kerosine wil, moet dus Neste Oil bellen.

De raffinaderij van Neste Oil in Rotterdam

– Het is niet mogelijk om op ideologische gronden te verklaren dat je voor of tegen synthetische kerosine bent, zelfs niet als deze van biologische oorsprong is. Men moet het proces kennen dat er aan ten grondslag ligt. Politiek correcte uitspraken tegen biomassa geven misschien een goed gevoel, maar een soms een schadelijke uitkomst.

Continue reading Kun je zwavelvrije kerosine kopen ? (vervolg)

Kun je zwavelvrije kerosine kopen?

Op dit artikel is een vervolg geproduceerd, dat op deze site te vinden is op Kun je zwavelvrije kerosine kopen ? (vervolg)

TNO heeft onderzocht of je in het Amsterdamse Bos het ultrafijn stof kon meten dat straalmotoren op Schiphol uitblazen. Dat blijkt goed te kunnen en dat veroorzaakte een hoop opschudding.
De stofdeeltjes blijken voor een groot deel uit zwavelzuur te bestaan. Die stof ontstaat omdat kerosine tussen de 400 en 800 ppm (0,04-0,08gewichts%) zwavel bevat. De logische vraag is of er ook kerosine bestaat zonder zwavel en of je die in significante hoeveelheden kunt kopen. Het antwoord is:
– maak onderscheid tussen kerosine uit aardolie en synthetische kerosine (die soms duurzaam is)
– kerosine uit aardolie bevat altijd zwavel. Dat mag zelfs oplopen tot 3000 ppm.
– dat is volkomen overbodig. Kerosine is praktisch hetzelfde als diesel en diesel kan met de DHS-bewerking teruggebracht worden tot 10 ppm zwavel, want dat moet ook voor auto’s. Het zou ca een halve cent per liter meer kosten (een liter kost ongeveer 50 cent). Het vliegtuig vliegt zonder zwavel even goed.
– Synthetische kerosine is vaak zwavelvrij. Soms kun je deze kerosine duurzaam noemen. Synthetische kerosine kan uit biomassa komen, maar ook uit heel andere bronnen. Als het uit biomassa komt, kan het wel of niet duurzaam zijn. Om dit soort vragen te beantwoorden moet je je verdiepen in het productieproces.
Er is op aarde zeer veel meer kerosine uit aardolie als synthetische. Je kunt zwavelvrije kerosine kopen, maar niet in hoeveelheden die zoden aan de dijk zetten. Vooralsnog gaat het bij toepassingen meer om pilots en symbolische handelingen. Die kunnen echter waardevol zijn, mits goed overdacht.

De ontzwaveling van kerosine zou jaarlijks vele duizenden mensen een vroegtijdige dood besparen.

Voor de volledige tekst, die ik hierover voor Milieudefensie en de BMF gemaakt heb, lees meer Continue reading Kun je zwavelvrije kerosine kopen?