Coromatic levererar markström till Saab Gripen E

Glöm batteridrivna flygplan

Läs krönikan på webben

Jag gillar batteridrivna apparater och jag har en hyfsat stor uppsättning av borrmaskiner, sågar, häcksaxar och till och med en batteridriven högtryckstvätt. Men jag inser naturligtvis att batteridrivna prylar har grundläggande begränsningar jämfört med sådana som drivs av bensinmotorer eller via nätsladd. Ett batteri på ett halvt kilo innehåller trots allt bara energi motsvarande ett halvt snapsglas bensin. Och alla dumheter som sägs om batteridrivna flygplan – kan inte folk räkna?

Det är som vanligt viktigt att skilja mellan sådant som fungerar och sådant som inte fungerar. Det finns gott om tillfällen där en batteridriven apparat är helt överlägsen en nätansluten apparat eller en apparat med bensinmotor. Att hitta en hundra meter lång förlängningssladd är till exempel inte så lätt och att tvingas dra igång en tvåtaktsmotor varje gång man skall borra ett hål är minst sagt hopplöst.

Samma sak gäller andra vägen. En snöslunga, jordfräs eller trädgårdstraktor med en motor på uppåt tio hästkrafter går att köra ett par timmar innan man behöver fylla på mera bensin (fyra liter). En batteridriven motsvarighet med samma prestanda skulle kräva ett jättedyrt hundrakilos batteri på 15 kWh och en laddtid på någon timma mellan varven. I och för sig tänkbart, men hopplöst tungt och dyrt för normalt bruk.

Så här ser det ut. Det finns alltid folk som påstår att allt kan drivas med batterier och på sätt och vis har de rätt. Däremot har de helt fel när de påstår att allt kan drivas med batterier på ett praktiskt och ekonomiskt sätt.

Flygplan med batterier
Det mest uppenbara stolpskottet är nog batteridrivna flygplan. I ett par år har media översvämmats av artiklar om framtiden för elektriska flygplan och alla de fantastiska klimatfördelar vi kommer att nå när elflygplanen tar över om fem år eller så. Inte en enda journalist verkar äga en miniräknare eller ha koll på de mest grundläggande data för hur ett flygplan fungerar.

För av alla dumma batteriapplikationer är nog elflygplanet det allra dummaste. Inget är så totalt beroende av förhållandet mellan energi och vikt som ett flygplan. En energibärare som är dubbelt så tung per energienhet medför att flygsträckan halveras och en energibärare som är trettio gånger så tung per energienhet gör att flygsträckan blir en trettiondel. Enkelt och elakt.

Det är väldigt lätt att jämföra prestanda mellan ett elflygplan och ett flygplan drivet av en konventionell motor Det är bara att titta på energiinnehåll och verkningsgrad. Elflygplanets kombination av motor och batteri har en total verkningsgrad runt 80 procent. Med ett ordinärt Tesla-batteripaket (85 kWh/540 kg) hamnar vi på ca 8 kg per användbar kWh.

En normal flygmotor har i och för sig betydligt sämre verkningsgrad, bara ca 35 procent. Men det kompenseras många gånger om av att energiinnehållet i både bensin och flygfotogen ligger på hela 12 kWh per kg. Vi hamnar med andra ord på ca 240 g per användbar kWh.

Om vi antar att motorvikten är densamma kommer alltså det konventionella flygplanet att ha en mer än 30 gånger längre räckvidd än elflygplanet. Om vi dessutom tar hänsyn till att det konventionella flygplanet minskar sin flygvikt efter hand som bränslet förbrukas blir skillnaden ännu större. Vi talar utan vidare om en skillnad på 40 gånger. Ett konventionellt flygplan som klarar att flyga 350 mil med en timmas reserv klarar plötsligt bara 9 mil med mindre än en minuts reserv. Med en timmas reserv klarar planet inte ens att lämna startbanan.

Effektivare flygplan
I alla artiklar om elflygplan kompenserar man en del av skillnaden genom att göra elflygplanen mycket mera aerodynamiska och effektivare. Tanken är att eldriften på något magiskt sätt skulle göra skillnad också för flygplanets utformning.

Men så är det förstås inte. Allt som går att göra med elflygplan går att göra med konventionella flygplan. Mera aerodynamiska flygkroppar kombinerat med längre och smalare vingar i kompositmaterial minskar energiförbrukningen både för elflygplan och konventionella flygplan. Att man sedan av olika skäl väljer att inte gå alltför långt i effektiviseringen – tja det gäller alla flygplan.

Faktum är att moderna passagerarflygplan har genomgått en ganska fantastisk utveckling de senaste årtiondena. När flyget tog steget från kolvmotorer och propeller till jetmotorer ökade bränsleförbrukningen per passagerare kraftigt. Framför allt berodde det på den tidens ineffektiva jetmotorer med lågt bypassförhållande. En gammal Boeing 707 eller motsvarande jetplan av samma generation sörplade i sig massor av fotogen och hade därför begränsad räckvidd och/eller begränsat antal passagerare.

Men allt det har ändrats. Moderna jetmotorer är mycket effektivare än de gamla och de moderna flygplanen är både lättare och mera aerodynamiska. Energiförbrukningen per km för att flyga en passagerare i 1000 km/h på hög höjd är idag inte större än att flyga samma passagerare på låg höjd och i låg hastighet.

Bättre drag
Nu påpekar kanske vän av ordning att elmotorer kan arbeta effektivt vid väldigt varierad belastning. En del elbilar har till exempel mycket högre toppeffekt än motsvarande bensinbil. Det här borde väl göra flygplanen effektivare och bättre?

Men så är det inte. Alla som flugit små flygplan (eller stora) vet att man startar med fullt pådrag och sedan minskar till kanske 70 procent av maxeffekt vid marschfart. Flygmotorn belastas i stort sett aldrig under 50 procent.

Här skiljer sig flygplan från bilar. I en bil som klarar hastigheter över 200 km/h med fullt pådrag kommer motorn att ha en mycket låg belastning vid 80 km/h, kanske bara drygt 10 procent. Det innebär klara fördelar för elmotorer och dieselmotorer. Elmotorer i flygplan kan däremot möjligen vara en fördel vid vertikal start och landning, men knappast annars.

Vem lurar vem?
Hur kan det då komma sig att elflyg har blivit en så stor sak i media? Ofta ser det ju ut som om elflygplan är på väg att ta över helt om något årtionde och att eldrivna korddistansplan skall komma i drift inom ett par år.