ส่องทิศทางการพัฒนาการบินที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า อะไรคืออุปสรรคสำคัญ ?

เครื่องบินลำหนึ่งซึ่งหาได้ยาก ลงจอดที่เมืองเบอร์เกน เมืองใหญ่อันดับสองของนอร์เวย์ เมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา

เอเลีย (Alia) บินได้ 100 ไมล์ (160 กิโลเมตร) ภายใน 55 นาทีด้วยพลังงานจากแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว

เครื่องบินไฟฟ้าลำนี้สร้างขึ้นโดยบริษัทด้านการบินและอวกาศของสหรัฐอเมริกาชื่อว่า เบตา เทคโนโลยีส์ (Beta Technologies) โดยมันถูกออกแบบมาเพื่อปฏิบัติการขนส่งสินค้าที่สามารถบรรทุกน้ำหนักได้มากถึง 560 กิโลกรัม (หรือราวครึ่งตัน)

เที่ยวบินนี้ได้จำลองเส้นทางขนส่งสินค้าที่วางแผนไว้ระหว่างเมืองชายฝั่งเมืองสตาวังเงร์และเมืองเบอร์เกน และจะมีการทดสอบบินในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนโยบายของประเทศนอร์เวย์ที่กำลังมุ่งหน้าสู่การบินที่ปล่อยมลพิษต่ำ

ผู้ควบคุมเครื่องบินในเที่ยวบินนี้คือ เจเรมี เดอกาจ์น เขากล่าวว่า "ถ้าขับรถจะใช้เวลาประมาณสี่ชั่วโมงครึ่ง แต่เราใช้เวลาบินเพียง 52 นาที"

คาเรียนเน เฮลลันด์ สตรานด์ ผู้อำนวยการจากบริษัทเอวินอร์ (Avinor) ผู้ดำเนินงานสนามบินของนอร์เวย์ กล่าวว่า "นี่เป็นก้าวสำคัญสำหรับนอร์เวย์ในฐานะเวทีทดสอบระดับนานาชาติ"

การทดสอบบินในนอร์เวย์ครั้งนี้เกิดขึ้นหลังจากการเร่งเดินสายทั่วยุโรป ซึ่งเริ่มต้นที่ประเทศไอร์แลนด์ โดย Alia (เอเลีย) ได้เปิดตัวในงานแสดงการบินที่ฟาร์นโบโรห์ และกรุงปารีส รวมถึงแวะที่เยอรมนีและเดนมาร์กด้วย

เอเลียสามารถบินได้ไกลถึง 400 กิโลเมตร (250 ไมล์) ด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว และใช้เวลาชาร์จไม่ถึง 40 นาที ด้วยการเสียบปลั๊ก เหมือนกับรถยนต์ไฟฟ้า

เครื่องบินรุ่นปีกตรึงเดียวกันนี้ สามารถปรับแต่งให้ใช้สำหรับการขนส่งทางการแพทย์หรือการโดยสาร ซึ่งมันมีที่นั่งได้สูงสุดถึง 5 ที่นั่ง

ในเดือน มิ.ย. ที่ผ่านมา เอเลียสาธิตการบินด้วยระบบไฟฟ้าครั้งแรกโดยมีผู้โดยสารนั่งไปด้วย และมุ่งหน้าเข้าสู่สนามบินเจเอฟเคในนครนิวยอร์ก

บริษัทเบตาฯ ซึ่งมีบริษัทแอมะซอน (Amazon) เป็นหนึ่งในผู้ลงทุน และมีบริษัทยูพีเอส (UPS) เป็นลูกค้า หวังว่าเครื่องบินของตนจะได้รับการรับรองจากสหรัฐอเมริกาภายในปีนี้

"ผมเชื่อมั่นว่าความก้าวหน้าครั้งใหญ่ครั้งต่อไปในอุตสาหกรรมการบินจะเกิดจากการขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้า" ชอว์น ฮอลล์ ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายรายได้ของบริษัทเบตา ซึ่งเคยเป็นนักบินรบมาก่อน กล่าว

"ตอนนี้เราสามารถลดต้นทุนการดำเนินงานได้อย่างมีนัยสำคัญ และยังเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมในแง่ของการลดการปล่อยคาร์บอน

เอเลียเป็นหนึ่งในโครงการที่ล้ำหน้าที่สุด ท่ามกลางบริษัทหลายสิบแห่งที่กำลังแสวงหาโอกาสในอุตสาหกรรมการบินที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า

แนวทางนี้ถือเป็นหนึ่งในวิธีลดรอยเท้าคาร์บอนของอุตสาหกรรมการบิน ซึ่งปัจจุบันมีส่วนในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของโลกถึง 3%

อย่างไรก็ตาม บริษัทพิพิสเทรล เวลิส อิเล็กโทร (Pipistrel Velis Electro) ยังคงเป็นเครื่องบินไฟฟ้าเพียงลำเดียวที่ได้รับการรับรองอย่างสมบูรณ์จากหน่วยงานของยุโรป แม้ว่าจะผ่านเกณฑ์นั้นมาแล้วตั้งแต่ห้าปีก่อน

ด้วยระยะทางบิน 185 กิโลเมตร และระยะเวลาบิน 50 นาที เครื่องบินของบริษัทพิพิสเทรลที่ผลิตในประเทศสโลวีเนีย ถูกจำกัดให้ใช้สำหรับการฝึกบินเท่านั้น เพราะไม่เหมาะสำหรับการรับส่งผู้โดยสารจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง

แต่ความสำเร็จเช่นนี้กลับถูกบดบังด้วยความล้มเหลวหลายครั้งในวงการการบินไฟฟ้า

แม้แต่บริษัทการบินยักษ์ใหญ่อย่างแอร์บัส (Airbus) ก็ยังถอยออกจากตลาดนี้ โดยในเดือน ม.ค. ที่ผ่านมา บริษัทประกาศว่าจะระงับการพัฒนาเครื่องบินไฟฟ้าซิตีแอร์บัส (CityAirbus) ไว้ก่อน

ระยะทางบินยังคงเป็นข้อจำกัดหลักของการบินด้วยระบบไฟฟ้า แม้แต่แบตเตอรีลิเธียมไอออนที่ดีที่สุดก็ยังมีขนาดใหญ่และน้ำหนักมาก รวมถึงมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าน้ำมันเครื่องบินอย่างมาก

กาย แกรตตัน ผู้เชี่ยวชาญด้านการบินและศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยแครนฟิลด์ ประเมินว่า "แบตเตอรียังไม่ได้มีการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญ" ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา

เขากล่าวว่า หากการบินไฟฟ้าจะสามารถทะยานขึ้นได้จริง จำเป็นต้องมี "การปฏิวัติ" ทางเคมีของแบตเตอรี

เนื่องจากข้อจำกัดเหล่านี้ บางฝ่ายจึงเริ่มมองหาเทคโนโลยีทางเลือก

เช่นเดียวกับที่รถยนต์ไฮบริดเคยเป็นก้าวสำคัญก่อนเข้าสู่ยุครถยนต์ไฟฟ้า ผู้ผลิตเครื่องบินก็เริ่มทดลองใช้เทคโนโลยีแบบไฮบริดเช่นกัน

หนึ่งในสตาร์ทอัพด้านการบินที่พยายามผลักดันเครื่องบินโดยสารไฟฟ้าคือบริษัทฮาร์ต แอโรสเปซ (Heart Aerospace)

บริษัทนี้เพิ่งย้ายการดำเนินงานทั้งหมดจากสวีเดนไปยังสหรัฐอเมริกา โดยฝ่ายบริหารระบุว่าการย้ายนี้จะช่วยให้สามารถมุ่งเน้นไปที่ "ทรัพยากร" ได้มากขึ้น และอยู่ใกล้ลูกค้ามากขึ้น ซึ่งหมายถึงสายการบินต่าง ๆ อย่าง เมซา (Mesa) และ ยูไนเต็ด (United)

บริษัทฮาร์ต แอโรสเปซ พัฒนาเครื่องบินต้นแบบขนาด 30 ที่นั่ง ชื่อว่าเอ็กซ์วัน (X1) ซึ่งบีบีซีได้เห็นก่อนที่จะถูกส่งไปยังประเทศสหรัฐอเมริกา

หากการทดสอบบินที่กำลังจะเกิดขึ้นเป็นไปตามแผนทุกอย่าง เครื่องบินลำนี้จะกลายเป็นเครื่องบินพลังงานแบตเตอรีที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่เคยบินมา

"มันมีแบตเตอรีหนักประมาณสองตัน" เบนจามิน สเตเบลอร์ ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยี กล่าว

บริษัทฮาร์ต แอโรสเปซ กำลังเลือกใช้การออกแบบที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงสำหรับการใช้งานจริง นั่นคือเครื่องบินแบบไฮบริดที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี แต่มีน้ำมันเครื่องบินเป็นพลังงานสำรอง

"คุณไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรีมากเท่าเดิม" สเตเบลอร์ กล่าว โดยบอกว่ามันช่วยให้เครื่องบินมีน้ำหนักเบาลง ราคาถูกลง และสามารถรองรับผู้โดยสารที่จ่ายเงินได้มากขึ้น

"สำหรับเส้นทางปกติ เครื่องบินจะบินด้วยระบบไฟฟ้า ตั้งแต่ขึ้นบินจนถึงลงจอด" เขาอธิบาย

"แต่ถ้าคุณต้องการบินในระยะทางที่ไกลขึ้น หรือมีเหตุให้ต้องเปลี่ยนเส้นทาง คุณสามารถสลับไปใช้ระบบน้ำมันเชื้อเพลิงได้"

เครื่องบินลำนี้สามารถบินด้วยระบบไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวได้ไกลถึง 200 กิโลเมตร ด้วยเทคโนโลยีแบบไฮบริด ซึ่งมีกำหนดจะเริ่มทดสอบบินในปี 2026 โดยบริษัทระบุว่า เครื่องบินจะสามารถบินได้ไกลถึง 400 กิโลเมตร พร้อมผู้โดยสาร 30 คน หรือบินได้ไกลสูงสุดถึง 800 กิโลเมตร เมื่อบรรทุกผู้โดยสาร 25 คน

"การบินโดยสารสาธารณะนั้นจำเป็นต้องมีพลังงานสำรองจำนวนมาก" ศาสตราจารย์แกรตตันกล่าว

"ดังนั้น การผสมผสานและการใช้เชื้อเพลิงธรรมดาเพื่อกักเก็บพลังงานสำรอง จึงเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล" ศาสตราจารย์ผู้เคยสนับสนุนแนวทางนี้มาก่อน กล่าวเสริม

ไม่ใช่แค่บริษัทฮาร์ต แอโรสเปซ ที่อยู่ในสนามนี้

บริษัทสตาร์ทอัพด้านอากาศยานจากสหรัฐอเมริกาอย่าง อิเล็กตรา (Electra) คาดว่าเครื่องบินไฮบริดขนาด 9 ที่นั่งของตนเองจะสามารถขึ้นบินได้ภายในปี 2029 โดยใช้พลังงานจากน้ำมันเครื่องบินร่วมกับพลังงานไฟฟ้า

ขณะที่ บริษัทเบตา เทคโนโลยีส์ ก็เดินหน้าพัฒนาเครื่องบินไฮบริดเช่นกัน ทั้งเพื่อการป้องกันประเทศและการใช้งานพลเรือน โดยเครื่องบินรุ่นแรกถูกสร้างขึ้นในปี 2023 และภายในปีนี้ บริษัทมีแผนจะผลิตเครื่องบินที่นอกจากจะเป็นระบบไฮบริดแล้ว มันยังสามารถบินได้แบบอัตโนมัติอีกด้วย

"เราตื่นเต้นกับเทคโนโลยีไฮบริดไหม ? ร้อยเปอร์เซ็นต์เลย !" ฮอลล์ กล่าว

"มันเป็นวิธีที่จะทำให้บินได้ไกลขึ้นในวันนี้ และยังเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก"

ฮอลล์กล่าวเพิ่มเติมว่า การวางรากฐานด้วยระบบไฟฟ้าเต็มรูปแบบเป็นสิ่งจำเป็นก่อน "จะค่อย ๆ เสริมด้วยเทคโนโลยีไฮบริด"

ระบบไฮบริดปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่าการบินแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ มอเตอร์ไฟฟ้ายังช่วยให้การขึ้นบินและลงจอดในพื้นที่เมือง เงียบลงอย่างมาก

อนาคตของอุตสาหกรรมการบินยังคงไม่ชัดเจนว่าจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร

เชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เช่น เชื้อเพลิงการบินแบบยั่งยืน หรือ เอสเอเอฟ (Sustainable Aviation Fuel-SAF) ได้รับความสนใจจากนักลงทุน เช่นเดียวกับระบบที่ใช้ไฮโดรเจน

เทคโนโลยีทั้งหมดเหล่านี้ยังต้องพิสูจน์ให้เห็นถึงความสามารถในการใช้งานเชิงพาณิชย์และความปลอดภัย ซึ่งยังมีงานอีกมากที่ต้องทำ

"นี่เป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างมาก ทั้งการทำให้การบินใช้พลังงานไฟฟ้า และกำจัดคาร์บอนออกไป" สเตเบลอร์ กล่าว