Det er en grunn til at elflyene som har blitt laget er såpass små. Bildet er fra Gardemoen etter en testflygning av et lite elfly i 2018.
Det er en grunn til at elflyene som har blitt laget er såpass små. Bildet er fra Gardemoen etter en testflygning av et lite elfly i 2018.

− Vi vil aldri fly på ferie til Thailand med elfly

Det finnes fysiske grenser vi aldri kommer oss forbi, ifølge forsker i fysikk.

Publisert

For de av oss som har flyskam, ville det kanskje hjulpet om vi kunne flydd med elfly. Ikke bare Oslo til Bergen, men til andre siden av jordkloden.

For oppladbare batterier blir stadig bedre. Så det er vel bare et spørsmål om tid?

Nei, mener Anja Røyne, som er forsker i fysikk ved Universitetet i Oslo.

For det finnes noen fysiske begrensninger vi aldri kommer utenom.

− Du kan aldri få like mye energi per vekt i et batteri som i bensin. Ikke i nærheten engang. Det er grunnen til at du aldri kan få passasjerfly som kjører fra Norge til Thailand på batteri, sier Røyne.

For når et så stort fly skal fly så langt, blir batteriet for tungt. Og det kommer aldri til å bli lett nok, ifølge fysikeren.

Kan ikke konkurrere med bensin

Halvor Høen Hval forsker på å gjøre batterier mer effektive og trygge ved Universitetet i Oslo. Han forklarer fordelen med bensin og lignende drivstoff slik:

− I bensin så ligger energien i de kjemiske bindingene. Så da kan alt brukes, og ideelt sett kan du kjøre til tanken er tom, sier Hval.

I et elektrisk fly vil derimot strømmen komme fra et batteri. Og da er det meste av vekten materialer som ikke kan brukes opp. For de to polene i batteriet må jo alltid være der, og de utgjør en stor del av vekta.

Og det er dette som gir den fysiske begrensningen, ifølge Røyne.

− Det har å gjøre med hvor mye plass grunnstoffene, som du putter inn i batteriet, tar. Og det er tross alt ikke så mange grunnstoffer å velge mellom, sier Røyne.

Mye svinn med bensin og diesel

En tank full av bensin, diesel eller parafin vil altså veie mindre enn et batteri som skal få flyet tilsvarende mange mil av gårde.

På den andre siden er det mye svinn når du bruker bensin eller diesel, legger Hval til. Mye av energien fra drivstoffet blir borte som varme.

Her har batterier en fordel, fordi de er mer effektive. Derfor kan de på sikt nærme seg vekten til disse energirike drivstoffene en god del mer enn i dag.

Elfly på korte distanser

Men kanskje vil langdistansefly ha et batteri i fremtiden. Ikke som eneste energikilde, men i tillegg til tanken med drivstoff.

− Batterier vil spille en rolle, men ikke hele rollen. I store fly er det nok begrenset til å stå for kjøringa på bakken samt å bidra når flyet letter, sier Hval.

Hanne Flåten Andersen, som er avdelingsleder for IFE Batteriteknologi, tror også det kan komme elektriske fly på korte distanser. Spesielt på mindre fly.

Og selv om hun ikke vil si at det er helt umulig med elektriske langdistansefly, mener hun det er svært usannsynlig.

− Å få et svært Boeing-fly over på bare el vet jeg ikke om har noe for seg. Da må det i hvert fall skje veldig mye på størrelse og vekt av batteriene, sier IFE-forskeren.

Ta inn luft fra utsiden

En annen ting som gjør at bensin og lignende drivstoff veier mye mindre enn et batteri, er at motoren tar inn luft fra utsiden når den forbrenner bensinen.

− For hver kilo bensin er det cirka to kilo oksygen fra lufta som inngår i reaksjonen. Så det er et åpnet system som utnytter at du ikke trenger å ha med deg oksygenet, sier Hval.

Dagens litium-ion-batterier, som brukes i alt fra elbiler og mobiler, er derimot lukkede systemer som ikke tar inn luft.

Disse oppladbare batteriene bruker også oksygen for å lage strøm. Men dette oksygenet sitter fast inni batteriet og blir ikke brukt opp.

Det kan forandre seg i fremtiden. Forskerne som prøver å få det til kaller disse batteriene litium-luft-batterier. Teorien er at batteriet skal ta inn oksygen fra lufta, på samme måte som en forbrenningsmotor.

− Skeptiske til luft-batteri

Men denne luft-batteri-teknologien er ikke akkurat rett rundt hjørnet.

− Det er mange folk i bransjen som er skeptiske. Om det er fordi de er redde for at deres egen teknologi skal bli utkonkurrert, eller om det rett og slett er urealistisk, er vanskelig å si. Men det er i hvert fall ganske mange år fram i tid, sier Hval.

Og selv om forskere skulle lykkes med å lage batterier som bruker oksygen fra lufta, så vil de fortsatt veie mer enn bensin eller diesel. For det første vil de to polene fortsatt være der, selv om de skulle veie mindre enn før.

Og det kan fort hende vinninga går opp i spinninga.

− Hvis du skal få luft inn, følger det med andre ting, som kan reagere negativt med batteriet. Så da trenger du et rensesystem, og så baller det på seg slik at du ikke kan redusere så mye i vekt allikevel, sier Hval.

Hva med skip og lastebiler?

Batteriforskerne er også skeptiske til at lastebiler og skip som går lange distanser vil gå på batteri. Både Hval og Andersen trekker frem hydrogen som et bedre alternativ.

Andersen, som selv forsker på å gjøre oppladbare batterier mer effektive ved IFE, legger til at hun også mener elektriske personbiler vil nå en grense.

At elbiler skal bli større og større og kunne kjøre lenger og lenger uten å måtte lade batteriet, tror hun ikke er så lurt.

For å ha et så kraftig – og dermed tungt − batteri, som du bare trenger en sjelden gang, vil være bortkastet, mener forskeren.

− Å bedre infrastrukturen er kanskje veien å gå, istedenfor å få lenger og lenger rekkevidde, sier hun.

Risikosport å spå om fremtiden

Men kan det ikke hende det kommer en helt ny batteriteknologi? Noe som er så annerledes enn dagens batterier at de fysiske begrensingene vi har i dag ikke gjelder allikevel?

− Per i dag er det fysiske begrensninger, men det jo en ingeniøroppgave å løse mange av dem, sier Andersen.

Allikevel tror hun det skal mye til at vi går bort fra dagens litium-ion-batterier. Spesielt fordi de store batteriprodusentene har investert enorme summer i å etablere infrastrukturen for å lage disse batteriene.

Hval sier det er vanskelig å se for seg en annen type batterier enn litium-ion-batteriene til transport. Likevel anerkjenner han at det er risikosport å spå om fremtiden.

− Kanskje om 50 år så sitter jeg og ler av dette intervjuet og hvor trangsynt jeg var. For jeg er jo preget av mitt eget fagfelt og min egen tid selvfølgelig. Men nå må jeg dessverre si at jeg ikke ser noen bedre løsning, sier Hval.