Baterias podem alimentar energeticamente os aviões, mas o peso deles limitará o quão longe poderão voar.
As startups estão a explorar como os aviões elétricos podem tornar as viagens aéreas mais sustentáveis. Respondem por cerca de 3% das emissões mundiais de gases de efeito estufa. O problema é que a aeronave elétrica de hoje só poderia transportar com segurança você e cerca de uma dúzia de outros passageiros por apenas cerca de 48 quiómetros, de acordo com uma análise recente.
O fator limitante é a bateria, principalmente a quantidade de energia que pode ser armazenada num pequeno espaço. Se você já teve que dobrar as pernas num assento apertado na janela ou foi cobrado extra por bagagem com excesso de peso, provavelmente está familiarizado com as intensas restrições de espaço e peso nos aviões.
As baterias de hoje não têm a densidade de energia necessária para energizar nada além dos aviões mais leves. E, mesmo assim, a viagem deles será tão longa quanto um demorado passeio de bicicleta.
As baterias vêm acumulando mais energia em espaços menores há cerca de 30 anos, e melhorias contínuas podem ajudar os aviões elétricos a se tornarem uma opção mais viável para voar. Mas eles ainda não existem e, em última análise, o futuro dos aviões elétricos pode depender do futuro do progresso na tecnologia de baterias.
Energizando
A perspectiva do voo elétrico é atraente de várias maneiras. A aviação contribui com uma parcela crescente das emissões globais de gases de efeito estufa que causam mudanças climáticas, e aviões movidos a bateria podem ajudar a acelerar a descarbonização em um setor em crescimento.
As reduções de emissões podem ser significativas. Um avião movido a bateria carregado com energia renovável poderia economizar quase 90% de emissões em comparação aos aviões atuais que funcionam com combustíveis de aviação, diz Jayant Mukhopadhaya, analista de transporte do International Council on Clean Transportation (ICCT). (As emissões restantes são em grande parte decorrentes da produção da bateria, que provavelmente precisaria ser substituída a cada ano para a maioria dos aviões.)
As baterias também são uma maneira eficiente de usar a eletricidade. Num avião elétrico, cerca de 70% da energia usada para carregar uma bateria conseguiria energizar o avião. Existem algumas perdas na bateria e no motor, mas essa eficiência é alta em comparação com outras opções que estão sendo consideradas para descarbonizar os voos. Com hidrogénio e combustível sintético, por exemplo, a eficiência pode ser tão baixa quanto 20 a 30%.
Dado o potencial, várias startups esperam ter pequenos aviões elétricos a fazer viagens relativamente curtas antes do final da década.
A Heart Aerospace, uma startup sediada na Suécia, está entre as empresas que tentam capitalizar a promessa de baterias para comercializar aviões elétricos. Os seus aviões de 19 lugares começarão os testes de voo em 2024 e poderão voar comercialmente até 2026, de acordo com o CEO Anders Forslund.
“O nosso objetivo é criar a maneira mais acessível, rápida e ecológica de se locomover pelo mundo”, diz Forslund.
A empresa planeia começar em nichos de mercado, como saltar pelos fiordes da Escandinávia. Essas rotas são difíceis de substituir pelo transporte terrestre e, em alguns países, como a Noruega, podem ter alguma ajuda do governo.
Forslund diz que essas viagens são apenas o começo, e o objetivo é expandir o voo regional globalmente. Mesmo com a tecnologia atual de baterias, afirma a empresa, os seus aviões podem voar cerca de 400 quilómetros, ou 250 milhas. Essa é a distância entre Nova York e Boston ou Paris e Londres.
Os requisitos de bateria para voar, mesmo nessas viagens curtas, são bastante substanciais. Os aviões de 19 lugares da Heart transportarão cerca de 3,5 toneladas de baterias a bordo, para uma capacidade combinada comparável à de oito a 10 veículos elétricos.
A Wright Electric, uma startup sediada nos EUA, está a olhar em aviões ainda maiores. A empresa, que planeia modernizar aeronaves de 100 assentos com baterias para rotas curtas, também prevê voar até 2026.
Turbulência
Alguns especialistas na indústria estão céticos de que tais aviões poderiam ser bem-sucedidas sem grandes melhorias nas baterias. “A tecnologia da bateria ainda não é tão avançada”, diz Mukhopadhaya.
Num relatório recente do ICCT, Mukhopadhaya e os seus colegas descobriram que o alcance das aeronaves elétricas seria severamente limitado com a tecnologia de armazenamento de energia existente. “Ficamos surpresos com o quão terrível era o alcance, francamente”, avisa.
Usando estimativas para densidades de bateria atuais e restrições de peso do avião, os analistas estimaram que aeronaves de 19 assentos movidas a bateria teriam um alcance máximo de velocidade de cruzeiro de cerca de 260 quilómetros, significativamente menor do que a alegação da empresa de 402 quilómetros.
Forslund argumenta que as estimativas de especialistas externos não dão uma perspectiva verdadeira da tecnologia da empresa, já que eles não estão a par de detalhes sobre a bateria e o design do avião. (A empresa planeia projetar a sua própria aeronave em vez de adaptar um modelo existente para funcionar com baterias.)
Os requisitos de reserva de combustível podem limitar severamente o verdadeiro alcance dos aviões elétricos. Um avião precisa de capacidade extra para circular o aeroporto por 30 minutos, caso não possa pousar imediatamente, e também deve ser capaz de chegar a um aeroporto alternativo a 100 quilômetros de distância em caso de emergência.
Quando leva tudo isso em consideração, o alcance útil de um avião de 19 lugares vai de cerca de 260 quilômetros a cerca de 48 quilômetros. Para uma aeronave maior como os aviões de 100 assentos que Wright está a construir, são menos de 10 quilômetros.
“Esse requisito de reserva é, no fim das contas, o grande assassino”, diz Andreas Schafer, diretor do laboratório de sistemas de transporte aéreo da University College London, no Reino Unido.
O futuro do voo
Em resumo, diz Schafer, o futuro dos aviões elétricos depende do futuro das melhorias nas baterias.
De acordo com a análise do ICCT, as baterias precisariam basicamente dobrar a densidade de energia para permitir as rotas curtas que as startups estão a procurar. Essa melhoria provavelmente se aproxima do limite das baterias de íons de lítio, que são usadas hoje com veículos elétricos e eletrónicos de consumo. Mesmo com esse tipo de progresso, as aeronaves elétricas só poderiam substituir aeronaves tradicionais suficientes para reduzir menos de 1% das emissões da indústria da aviação até 2050.
Para que os aviões elétricos desempenhem um papel mais significativo na descarbonização das viagens aéreas, a densidade de energia pode precisar quadruplicar, diz Schafer. Isso pode exigir novos tipos de baterias para chegar à comercialização.
Enquanto isso, outras tecnologias, como combustíveis alternativos e hidrogénio verde, têm densidades de energia muito mais altas, por isso são candidatas mais prováveis para voos mais longos, desde que possam ser produzidas economicamente em escala.
Aviões elétricos podem subir ao céu em breve, talvez até antes do final da década. Mas provavelmente não serão capazes de nos levar muito longe. Por enquanto, a menos que haja um fiorde no caminho, pode simplesmente andar de bicicleta ou apanhar o comboio.
MIT Technology Review