Illustrationen visar kopparoxid-planen i materialet yttriumbariumkopparoxid (YBCO) när de är i ”strange metal”-fasen. Den starka interaktionen mellan elektroner, kvantsammanflätningen, är illustrerad som ljusblixtar. Foto: Chalmers / Yen Strandqvist

Läs mer..

Elflyg och stora språng

Läs krönikan på webben

Elflyg är framtiden, åtminstone om man får tro SVT och Vetenskapens värld. Om det går att flyga ett litet elflygplan en halvtimme går det naturligtvis också att flyga ett stort elflygplan i tio timmar. Över huvud taget finns det inga begränsningar så länge man verkligen vill att något skall vara sant. Det hela påminner på ett obehagligt sätt om hopplösa klimatåtgärder och Mao Zedongs ”stora språng”.

30 gånger tyngre
Härom veckan tittade jag på programmet ”Framtidens elflygplan” i SVT. Som i så många vetenskapsprogram blandades det möjliga med det omöjliga och obestridliga fakta presenterades för att i nästa minut avfärdas som ointressanta.

Efter de vanliga tiraderna om flygets klimatpåverkan kom ett mycket kort inslag om elflygets huvudproblem –batteriernas vikt. Också med dagens bästa batteriteknik ”väger” en kWh 30 gånger mer med batterier än om man använder vanlig flygfotogen. Ett vanligt passagerarflygplan som i jetutförande tankas med 18 ton bränsle behöver i elutförande ha 500 ton batterier.

Normalt sett borde kanske programmet ha slutat här. Vem som helst med tillgång till papper och penna måste ju inse att de här begränsningarna gör att elflyg är en omöjlighet med dagens batteriteknik. Åtminstone är det en omöjlighet för den typ av flyg som vi är vana vid och den typ av flyg som faktiskt behövs.

Och på sätt och vis framgick det här också. I de projekt som faktiskt visades handlade allt om mycket korta flygavstånd och vertikal start och landning från relativt tätbebyggda områden. Med andra ord tillämpningar som är skojiga och intressanta men som ärligt talat inte är särskilt viktiga. Det finns ju andra sätt att förflytta sig några få mil.

Extrapolera
Men här kommer medias fantastiska styrka när det gäller att skapa sanningar. Trots att man i ena ögonblicket bevisat att något är omöjligt kan man i nästa ögonblick hävda motsatsen. De projekt som visar att man korta stunder kan flyga med el blir plötsligt bevis på att samma sak gäller långa sträckor och stora plan.

Slutsatsen blir alltså att elflyg är framtiden. Detta utan några som helst brasklappar som till exempel behovet av helt nya och trettio gånger lättare batterier. Eftersom det går att tillverka små elflygplan med löjligt kort räckvidd går det med TV-logik också att utveckla stora elflygplan med lång räckvidd.

Klimatet stänger hjärnan
Det här sättet att bortse från absoluta begränsningar ser vi överallt så fort det handlar om klimatfrågor. Människor som rimligen borde veta bättre kan till exempel påstå att storskalig batterilagring är fullständigt vettigt också med dagens teknik. De mest pinsamma dumheter kan lanseras som vetenskapliga sanningar och beräkningar som en lågstadieelev kan genomskåda presenteras som raketforskning.

Verkligheten ser som vanligt annorlunda ut och den blir extra verklig när vi försöker lämna jordytan. Där finns extremt uppenbara fysiska begränsningar som inte går att komma runt hur mycket man än önskar det. Den som vill tillverka en raket för att ta en grupp människor till månen tvingas förhålla sig jordens dragningskraft och samma sak gäller den som vill tillverka ett flygplan som faktiskt skall transportera nyttig last en längre sträcka.

Bättre vingar?
I TV-programmet använde man mycket tid åt problemet med flygplansvingar. Alla som är roade av flygplanskonstruktion vet att man kan skapa effektivare vingar genom att göra dem smalare och längre. Moderna segelflygplan är paradexemplet på det här.

Det andra uppenbara problemet är att start- och landningshastigheten inte bör vara alltför hög. För flygplan som alltid flyger på relativt låg höjd (privatplan och tidigare generationers passagerarplan) innebär det att vingarna får ”onödigt” hög bärighet vid marschfart. Alternativet är att hålla ner flyghastigheten – något som naturligtvis förlänger flygtiden.

I TV-programmet ägnades därför mycket tid åt olika typer av aktiva vingar. Genom att skapa ett konstgjort luftflöde över vingarna vid start och landning går det att öka lyftförmågan och på det sättet göra det möjligt att använda mindre och effektivare vingar.

Hög höjd
Det här låter ju fantastiskt, men tyvärr löser man på det här sättet ett problem som inte längre existerar. Eller rättare sagt – man löser ett problem som bara finns för de typer av flygplan som inte längre är särskilt intressanta.

I stort sett alla passagerar- och godsflygplan använder ju flyghöjden för att lösa problemet med onödigt stora vingar. Vingarna är stora nog för att (med klaffar) klara start och landning vid det lufttryck som råder på marknivå. Minimihastigheten ökar sedan i takt med att planet stiger till högre höjd. På marschhöjd – sådär 10 000 -12 000 m upp – är lufttrycket mindre än en fjärdedel jämfört med marknivå och minimihastigheten ökar på motsvarande sätt. Vingarna är hela tiden ”lagom” stora för kombinationen marschhastighet/höjd.

Samtidigt innebär det minskade lufttrycket att luftmotståndet minskar kraftigt. Det är orsaken till att dagens snabba passagerarplan ändå har en så relativt låg energiförbrukning.

Det fungerar inte
Aktiva vingar kan kanske vara kul för vertikalstartande flygande taxibilar men ger knappast några fördelar för den typ av flyg som faktiskt är viktig. Kan då verkligen elflygplan konkurrera ut dagens flyg?

Det uppenbara svaret är nej. Så länge batterierna väger så mycket i förhållande till energimängden är det helt enkelt omöjligt. Dagens passagerarflygplan är redan hårt optimerade för minimal energiförbrukning och det finns inga snabba genvägar för att på ett magiskt sätt göra dem 30 gånger effektivare.

Däremot kommer vi säkert att få se små elektriska flygplan med mycket kort räckvidd och ytterst få passagerare. Kanske vi till och med får se ett antal varianter av de flygande bilar som flygplanskonstruktörer försökt skapa sedan fyrtiotalet. Det här kan användas som bevis för att elflyget faktiskt fungerar.

Men i verkligheten är behovet av den här typen av extrema kortdistansflygplan väldigt litet. Nästan alla de här transportsituationerna går att lösa billigare och effektivare med markbundna lösningar. Resan från villan till flygplatsen görs enklast med bil eller tunnelbana och samma sak gäller resan till jobbet. ”The flying car” har varit framtidens teknologi i åttio år och kommer med stor säkerhet att fortsätta att vara det under överskådlig framtid.

Flygets huvuduppgift lär också i fortsättningen handla om masstransportering av människor och gods över långa avstånd . Där har elflyget inte den minsta möjlighet att konkurrera med dagens batteriteknik. Tråkigt men sant.

En kuriositet
Sveriges Radio vill förstås också hänga med i elektrifieringen. I ett radioprogram härom dagen gick man till och med så långt som att försöka skriva om historien med hjälp av något som ganska mycket lät som en patetisk konspirationsteori.