Luchtvaart zwaar gesubsidieerde sector

Inleiding
Onderzoeksjournalist Bart de Koning stelde in de Volkskrant van 15 juli 2017 “Vliegen is veel te goedkoop en dat is onhoudbaar” met als subkop dat “de drukte op Schiphol het resultaat is van decennia bewust overheidsbeleid”.
Zie www.volkskrant.nl/reizen/-vliegen-is-veel-te-goedkoop-en-dat-is-onhoudbaar~a4506325/

De Koning ging met zijn gezin naar Portugal vliegen “de bosbranden tegemoet” en dat kostte hem met de KLM, met zijn vieren, €600. Het staat er niet bij, maar dat zal wel een retourtje zijn. En met een beetje pielen had het nog wel goedkoper gekund. “Hoe kan dat nou dat dat zo weinig kost?” vroeg hij zich af “nog goedkoper dan met de bus?”. En hoe kon Norwegian Air tickets op New York aanbieden voor €68? Een goede vraag, want regulier kost een retour ergens rond de €600.

O’Leary

Het antwoord is “subsidie”. Wie O’Leary van Ryanair op vakbonden, overheden en andere communisten hoort schelden zal het misschien niet meteen geloven, maar Ryanair vliegt bij de gratie van massieve overheidssubsidies. En alle andere maatschappijen ook. Concurrent KLM klaagt er wel over, maar die onderneming eet net zo goed uit de overheidsruif – mogelijk met iets minder grote happen. De schijnheiligheid is troef.

Dat is wat De Koning in kaart gebracht heeft. Helaas heeft hij het niet altijd even duidelijk opgeschreven, waardoor het verhaal een beetje een opsomming blijft die moeilijk in een compleet raamwerk te plaatsen zijn. Bovendien heeft het artikel geen bronvermelding. In Italic daarom af en toe commentaar van mij erbij (dat dus niet van De Koning is).

Het begrip subsidie is ruim gedefinieerd als alles wat afwijkt van normaal betalen, zoals de rest van de maatschappij dat meestal doet.

Het onderzoekswerk van De Koning, met toegevoegd commentaar van bgerard
Maar desalniettemin.
De Amerikaanse maatschappijen Delta, United en American klagen dat de Golfstaten met diverse methodes 42 miljard subsidie gestoken hebben in hun drie luchtvaartmaatschappijen.
Maar boter op het hoofd. In een geheim rapport, opgesteld in opdracht van het Amerikaanse Congres, hebben de VS tussen 1918 en 1998 bij elkaar voor 155 miljard dollar steun gegeven aan Amerikaanse luchtvaartmaatschappijen. WikiLeaks was nodig om dit geheime rapport boven de tafel te krijgen. (Als je even aanneemt dat die steun grofweg gelijkmatig over de jaren verdeeld is, en je werkt met een geldontwaarding van 3% per jaar, dan moet dus de steun rond 1998 ergens rond de 5 miljard per jaar gezeten hebben bg). De miljardensteun aan de luchtvaart na 09/11 zit daar nog niet in.

Er zijn allerlei voorbeelden: Schiphol (een overheidsonderneming) betaalde vanaf 2007 voor 43 miljoen aan subsidie aan luchtvaartmaatschappijen om nieuwe bestemmingen te openen. Dat lukte zelfs te goed en is gestopt.

Volgens de Europese Commissie hebben lidstaten in de afgelopen 10 jaar 4,7 miljard subsidie uitgekeerd aan vliegvelden.

Bovenstaand kun je met enige goede wil incidentele subsidies noemen, als je een aantal jaren samen als één incident telt. Maar de structurele subsidies (dus die nog steeds jaarlijks  doorlopen) tellen zwaarder aan.

Belastingvrij winkelen levert in Europa (ik neem aan dat hier de EU bedoeld wordt bg) jaarlijks een omzet van 10 miljard op. (Bij 20%BTW kost dat de gezamenlijke EU-lidstaten dus jaarlijks 2 miljard bg).

Voor kerosine hoeft geen accijns en BTW betaald te worden. “Belastingvrije kerosine levert de sector jaarlijks wereldwijd een geschat voordeel op van 60 miljard dollar. Per passagier op een transatlantische vlucht een belastingbonus van $108” aldus De Koning.

Mondiale verkoop van jet fuel (bron: Index Mundi)

Zoiets vraagt om een fact check en de bewering klopt, als die 60 miljard klopt, als het om het oudste model Boeing 747 gaat (de 747-100), en om een retourtje. Want:
In 2016 werd er mondiaal ongeveer 331 miljoen m3 jet fuel verkocht. Als dat bij $60 miljard belastingontwijking hoort, zit er aan elke m3 jet fuel $181 belastingontwijking. Met de Boeing 747-100 enkeltje Schiphol-New York vraagt 110m3 brandstof, dus $19838 belastinggeld. In een volle Boeing 747-100 kunnen in een drieklassen-uitvoering 366 mensen, dus die werden per persoon voor $54 gesubsidieerd. De terugreis vraagt minder brandstof, maar aan de andere kant zit het vliegtuig ook nooit helemaal vol, dus grofweg klopt De Konings bewering.

Overigens interessant het verschil tussen oud en nieuw:
De oudste Boeing 747-100 vliegt 53km op 1 m3 brandstof en kan 366 mensen meenemen.
De nieuwste Boeing 747-8 vliegt 61km op 1 m3 brandstof en kan 467 mensen meenemen.
Tussen beide typen zit 40 jaar. Als je dit uitdrukt als een gemiddelde jaarlijkse verbetering, kom je op een jaarlijkse stijging in motorefficiency van 0,94%. Dat is in lijn met de literatuur. bg).

Boeing 747-400 (Arpingstone_en-wikipedia)

De klimaat- en milieueffecten effecten zitten hier nog niet in. Bij een CO2 -prijs van €78 per ton kom je (CE, Huib van Essen, 2014, –>CE_20141121_Externe-en-infrastructuurkosten-lucht-zeevaart_HVE ) op geëxternaliseerde kosten van €60 per duizend reizigerkilometers. Op 6000km naar New York en idem terug dus plus €720.  
Nou is de CO2-prijs momenteel nog niet het tiende deel van die 78€/ton, maar zelfs dan al.

De moordende concurrentie maakt dat de luchtvaart in feite een marginale bedrijfstak is. Daardoor is voortdurende steun “nodig”, en dat leidt opnieuw weer tot moordende concurrentie. “Hoe maak je snel in de luchtvaart een klein fortuin? Simpel: je begint met een groot fortuin.” citeert De Koning een bekende luchtvaartgrap. Door die marginaliteit is niemand blij: het personeel is overwerkt, de passgiers worden gekoeieneerd en omwonenden klagen over herrie en stof. En de directies klagen over subsidies die de concurrent krijgt.
En het klimaat. De Koning maakt zijn  verhaal cyclisch door de bosbranden in Portugal voor een deel toe te schrijven aan de opwarming van de aarde, die mede veroorzaakt wordt door het vliegveld waar hij zelf in zit. Hij compenseert via Trees for All en dat kost hem, met zijn vieren, €32 (zal wel retour zijn, maar dat staat er niet bij).

De aanbeveling: maak er een gewone bedrijfstak van
De Koning: maak er een gewone bedrijfstak van en laat iedereen betalen wat het echt kost.  Dat betekent dat de prijs van een ticket omhoog schiet, maar dat de belasting omlaag kan.
Eenieder die goedkoop vliegt, vliegt op kosten van zijn buurman die niet vliegt.

En nu even die Engelse student, die aan de drie uur durende treinreis van Newcastle naar Londen £78,50 kwijt zou zijn, en die ontdekt had dat hij £27 pond kwijt was als hij Newcastle-Menorca-Gatwick vloog. Had hij nog een minivakantie op de Balearen ook. Hij sliep in een gehuurde auto.  Hij was 24 uur onderweg, dat wel.
Zijn punt was dat de trein in Engeland waanzinnig duur was. Daar kan men zich enigszins in verplaatsen.
Het punt dat hij niet maakte, was dat vliegen waanzinnig goedkoop was.
Zie www.bbc.com/news/uk-england-tyne-40457453 . Een kopie van de kaartjes staat afgedrukt.

In de oude Sowjetunie, wil een verhaal, had men het brood zodanig gesubsidieerd dat het goedkoper was dan varkensvoer. Waarop de boeren dus brood aan de varkens gingen voeren. Subsidieren hoort zijn grenzen te kennen.

Eindhoven Airport
Het is tot nu toe een goed bewaard geheim wat het civiele vliegveld Eindhoven Airport eigenlijk kwijt is aan militaire voorzieningen als de luchtverkeersleiding, de meteo, de startbaan enz. als dat niets of te weinig is, is dat dus een verkapte vorm van staatssteun.
Wie hier iets zinvols over weet te melden, is welkom.

Eindhoven Airport vanaf de Spottershill

Klimaatmaatregelen gaan ook de luchtvaart beïnvloeden

Tot nu toe weet de luchtvaartsector met grote hardnekkigheid de dans te ontspringen waar het gaat om de door de sector aangerichte klimaatschade.
Voor vluchten binnen Europa geldt het Emission Trade System (ETS), maar dat zet in praktijk weinig zoden aan de dijk. De koolstofprijs is met een dikke €5/ton veel te laag, mede omdat de cap (de som van alle emissies) op het systeem te langzaam daalt en er heel veel rechten gratis zijn weggegeven.
Voor vluchten die de EU-grens passeren geldt het CORSIA-systeem van de ICAO, en dat stelt nog veel minder voor. Zie Vliegen en klimaat na de recente ICAO-overeenkomst (en Eindhoven Airport)
Omdat bijna alle vluchten van en naar Eindhoven binnen de EU blijven, is voor Eindhoven vooral het ETS van belang.

In feite staat de luchtvaart tot nu toe boven de wet. Zo ook overigens de scheepvaart. Maar die bevoorrechte positie komt steeds meer onder druk te staan.

Afbeelding uit Lee, 2009, Atmospheric Environment, Aviation and Global Climate Change in the 21st century

In een discussienota dd jan 2016 stelden enkele medewerkers van het IMF al voor om wereldwijd een koolstofbelasting te gaan heffen op vliegtuig- en scheepvaartbrandstof, en wel van €30/ton CO2. Afzonderlijke landen zijn daar niet toe in staat, en zo concurreert dat idee niet met de nationale belastingheffing. Het systeem zou wereldwijd $25 miljard opbrengen (en de compensatie van ontwikkelingslanden is er dan al vanaf).
Op een vlucht Brussel-Barcelona verbruikt een Boeing 737-800 ongeveer 4100kg kerosine à 3,2kg CO2/kg kerosine à $30/ton CO2, hetgeen neerkomt op meerkosten van $393. Die worden gedragen door ca 180 passagiers als het vliegtuig vol zit, dus zo’n €2 op een enkele reis in een vol vliegtuig. Is te overzien, zelfs wel een beetje weinig.
De gedachte van de IMF-medewerkers heeft nog niet tot rechtstreekse IMF-stappen geleid.

Dit soort ideeën draagt bij aan de discussie elders en in bijvoorbeeld het Europees Parlement heeft op 11 juli 2017 de milieucommissie (in grote meerderheid) geoordeeld dat vliegtuigenmaatschappijen harder aangepakt moeten worden.
De ontheffing tbv vluchten van of naar buiten de EU blijft bestaan, maar de milieucommissie vertrouwt het CORSIA-systeem voor geen meter en wil het eerst zien werken. Vandaar dat de ontheffing beperkt is tot en met 2020.
De luchtvaart krijgt tot nu toe 85% van zijn emissierechten gratis en dat moet teruggebracht worden naar hooguit 50%. De rest moet door veiling verworven worden.
De cap moet met 2,2% per jaar dalen.
De Europese Commissie moet ook op de niet-CO2– effecten van de luchtvaart gaan studeren. Die effecten op grote hoogte zijn minstens zo groot als die van alleen de CO2.
Voor een overzichtsartikel kan men terecht op www.transportenvironment.org/press/meps-sceptical-un-aviation-scheme-while-strengthening-ets , dat is op de site van de linkse lobby-organisatie Transport and Environment (waarop overigens meer interessant materiaal te vinden is).
Dit alles vond de milieucommissie. Men moet nog even afwachten wat (na de vakantie) het hele Europees Parlement er van vindt. Dat parlement heeft in deze de websitepagina www.europarl.europa.eu/legislative-train/theme-resilient-energy-union-with-a-climate-change-policy/file-eu-ets-aviation-implementation-of-the-2016-icao-agreement .
Het valt nog niet in te schatten hoeveel meer een en ander voor de ticketprijs betekent.

Koolstofbeprijzing zal linksom of rechtsom, nodig worden en zal, linksom of rechtsom, het vliegen wat duurder gaan maken, waardoor alternatieve (potentiele) niet-fossiele vervoersvormen als de trein een sterkere positie krijgen.
Daarnaast kunnen natuurlijk landen, of kan de EU, andere vormen van belasting gaan heffen.

Vlieghinderberaad BVM2 bespreekt toekomst met inwoners Meerhoven

Vliegtuigbewegingen op de kaart. Let erop dat Eindhoven grotendeels buiten schot blijft.

Het Beraad Vlieghinder Moet Minder (BVM2) heeft op uitnodiging van de bewonersorganisaties in Meerhoven zijn visie gegeven op verleden, heden en toekomst van vliegveld Eindhoven en zijn relatie met de omgeving. Vanaf 2020 zijn er geen afspraken meer over de groei van het vliegen op deze luchthaven. De internationale trend in het vliegen is richting voortgezette explosieve groei. De grootspraakmeningen van de directeur van het vliegveld en de stiekum in de Brainportagenda verstopte, beweerde, noodzaak van verdere groei van de geluidsruimte doen vermoeden dat men in onze Brainportregio niet achter wil blijven.

BVM2 heeft een manifest geschreven waarin de toekomst heel anders wordt voorgesteld. Onder andere (voor de volledige tekst zie Beraad Vlieghinder Moet Minder-manifest )

  • Groei mag geen doel op zich zijn
  • De hinder, behorend bij 43000 vliegbewegingen eind 2019, mag niet toenemen en de bijbehorende geluidsruimte ook niet
  • Als er winst geboekt wordt met schonere en stillere vliegtuigen, wordt die 50-50% verdeeld over het vliegveld en de omgeving
  • Luchtvervuiling en klimaateffecten moeten worden teruggedrongen
    Het publiek bij de informatieavond in Meerhoven op 05 juli 2017

    Daarover gaat BVM2 met zoveel mogelijk mensen en groepen in discussie, zo ook op 5 juli 2017 in Meerhoven, voor zo’n 70 mensen.
    Sprekers namens BVM2:

  • Klaas Kopinga over de geschiedenis, de nu lopende zaken en wat er te verwachten valt tegen 2020
  • Wim Scheffers over het Manifest en BVM2
  • Bernard Gerard over milieu- en klimaataspecten van het vliegen, verbijzonderd naar Meerhoven.
    vlnr Wim Scheffers, Klaas Kopinga en voorzitter Ruben Trieling van Buurtorganisatie Grasrijk

    BOW-voorzitter Klaas Kopinga schetste compact, maar duidelijk de situatie en hoe die ontstaan is. In zijn People-Planet-Profit kende het People-deel plussen en minnen, het Planet-deel alleen maar minnen, en het Profitdeel een paar plussen en veel minnen. Hij gaf ook aan waar de vele acties in het verleden succes gehad hadden:

  • 43000 ipv de eerder voorgestelde 53000 vliegbewegingen
  • Gepland landen tot 23.30 uur ipv het eerder voorgestelde 24.00 uur
  • Handhaving van de boeteregeling op landen na 24.00 uur
  • Jaargemiddeld max. 4 en per dag max. zes vluchten tussen 23.00 en 23.30 uur, ipv de voorgestelde 8
  • een rem op de groei als er teveel na 23.00 uur gevlogen wordt
  • Beperkingen aan het aantal vliegtuigen dat zondagmorgen voor 08.00 uur mag opstijgen
  • Een onafhankelijk onderzoek om de overlast voor de regio verder terug te dringen
  • Een periodiek onderzoek door de GGD naar de hinderbeleving
  • Een evaluatie van vliegroute 1b in januari 2016

Geen Vluchten Na Elven (GVNE) -voorman Wim Scheffers liep de punten van het Manifest door, na eerst uitvoerig aandacht besteed te hebben aan de hinder.
Hij wees er ook nog op hoe de gemeente Eindhoven de overlast afgewenteld had op de randgemeenten. Het grootste deel van de gemeente Eindhoven ligt nu in de “stille driehoek”, terwijl de rest van de regio van de herrie mag genieten.

Bernard Gerard bij de infobijeenkomst Meerhoven 05 juli 2017

Bernard Gerard sprak over geluid en (ultra)fijn stof, specifiek rond de wijk Meerhoven. Hij liet zien hoe in het bestemmingsplan (BP) uit 1997 rekening gehouden is met de geluidscontour van 20Ke, maar op geen enkele manier met de luchtverontreiniging. Wat daarover in het dikke bestemmingsplan staat, past op een bierviltje. Zo ging dat in die dagen.
Maar nou net dat bleek later het hoofdprobleem in Meerhoven. Met ‘gewoon’ fijn stof van de A2 en ultrafijn stof van het vliegveld.
Ook het klimaataspect kwam aan bod, met als uitsmijter dat als de groei van het vliegen zo doorgaat, ergens rond 2020 het vliegveld evenveel broeikasgaseffecten produceert als de hele gemeente Eindhoven bij elkaar. Zie Klimaateffect Eindhoven Airport binnenkort gelijk aan dat van heel Eindhoven .
Er zijn optimistisch stemmende vormen van technische vooruitgang die, al dan niet in combinatie, geluid, luchtvervuiling en klimaatnadelen terug kunnen dringen. Voor al die gebieden moet de 50-50% regel gelden. Bernard Gerard liep er een aantal langs (zie voor een overzicht Overzicht van alle artikelen over vliegen, milieu en duurzaamheid .

De presentatie van Klaas Kopinga is te vinden hier
De presentatie van Wim Scheffers is te vinden hier
De presentatie van Bernard Gerard is te vinden hier

Na afloop bleek het publiek zeer tevreden. Velen gaven zich op als individuele ondersteuner of namen een formulier mee om dat thuis te doen.

Ook Boeing bezig met hybride-elektrisch vliegen

Een impressie van de Zunum

In zijn weblog “Vincent wil Zon” in het dagblad Trouw doet Vincent Dekker de oproep om van Lelystad “’s werelds eerste e-luchthaven te maken”. Dat is een pleidooi dat vanuit BVM2 ten aanzien van Eindhoven Airport ook al eens naar voren gebracht is.
Zie www.trouw.nl/maak-van-lelystad-s-werelds-eerste-e-luchthaven .

Dekker baseert zich in hoofdzaak op een recente samenwerking tussen Boeing en de start-up Zunum Aero. CEO Kumar van Zunum mikt op een vliegtuig met 10 tot 50 stoelen, bedoeld voor afstanden tot 1000km begin jaren 2020, en vooral gericht op regionale vliegvelden. Het zou een stuk goedkoper zijn dan fossiel vliegen.
In het blad Geek Wire staat een wat langer artikel onder www.geekwire.com/2017/zunum-aero-stealth-hybrid-electric-planes/ . Ter lezing aanbevolen.
Nu is enige kritische zin nooit weg. Zunum bestaat als start-up nog maar vier jaar. De onderneming heeft al wel het patent, maar er in de VS zijn nog geen standaarden voor elektrisch vliegen en de onderneming is te klein om door te kunnen groeien tot een grote jongen. Maar recentelijk hebben Boeing en JetBlue Airways het idee opgepikt.

Ook Airbus en Siemens zijn bezig, en ook de NASA. Hybride elektrisch vliegen, voorlopig als niche “zit in de lucht”, om het zo maar eens aan te duiden, maar het duurt nog even voor ze echt in de lucht zitten.

Het inwendige van de HY4, een vliegtuig met een brandstofcel op waterstof

Zou in beginsel ideaal zijn voor Eindhoven Airport, op de accu naar boven en dan de accu op kruisvermogen onderweg bijladen. Wordt een soort Chevrolet Volt met vleugels en propellers.

NASA X-57 elektrisch testvliegtuig

De X-57 van de NASA, een elektrisch testvliegtuig

Zie ook Bruikbaar hybride-elektrisch vliegen komt dichterbij

Bruikbaar hybride-elektrisch vliegen komt dichterbij

Extra 330LE vestigt klimrecord
Siemens heeft de bestaande Walter Extra 300L voorzien van een 260kW – elektromotor en accu’s. De zo ontstane Extra 330LE dient als tweezits testvliegtuig.
Het blijkt tevens een prima stuntvliegtuig.  Op 25 november 2016 klom het in 262 seconden naar 3000 m hoogte, een record voor elektrische vliegtuigen. En dat in bijna volledige stilte.
Wie wil genieten van peptalk tot eigen glorie van Siemens, moet maar eens op www.siemens.com/press/en/feature/2015/corporate/2015-03-electromotor.php?content[]=Corp  gaan kijken.

Extra 330LE

Nu moet men alles, wat met elektrisch vliegen te maken heeft, nog relativeren. De extra 330LE houdt het op vol vermogen een dik kwartier vol. In die tijd kun je aardig wat stunts doen, maar het lost geen reëel bestaande transportbehoefte op. Dat komt omdat dit ding alleen op zijn accu’s vliegt.

Vliegende taxi’s
Siemens werkt samen met Airbus aan een vloot van volledig elektrische luchttaxi’s. Daarvan zou eind 2017 het eerste prototype beschikbaar zijn.

Duitsland heeft zo’n 500 grotere of kleinere vliegvelden. Een luchttaxi-onderneming op (hybride)elektrische basis voor vluchten tussen Duitse vliegvelden is voorstelbaar.

Duitse vliegvelden

Daarnaast zijn er plannen, die wat mij betreft in de categorie “wild” vallen, voor zelf-vliegende elektrische luchttaxi’s die voor lokale trajecten bedoeld zijn. Uber wil hier zijn vleugels uitslaan en Airbus heeft intern een bedrijfstak ‘Urban Air Mobility’ opgericht. Dit is de Uberfantasie. Het zijn eigenlijk vliegende elektrische auto’s.

Uber-fantasie over vliegende elektrische taxi’s

Spottend commentaar ligt voor de hand, maar ik schort mijn oordeel op. Bovenstaande fantasie zal sowieso nog wel even op zich laten wachten, dus er is geen haast bij het commentaar. Maar toch alvast of dit in plaats van of als toevoeging aan het autoverkeer zal gaan werken. Bespaart het energie of roept het een nieuwe energievraag op?
De mogelijkheden om op een aanvaardbare manier elektrische energie op te wekken zijn niet oneindig.

Hybride-elektrische vliegtuigen
De praktische kansen voor echte vliegtuigen die echte grote groepen mensen vervoeren over echte afstanden liggen bij hybride-elektrische propellervliegtuigen. De propeller wordt aangedreven door een elektromotor, die wordt gevoed door een accu (die je desgewenst bij de start naar binnen kunt schuiven), de accu wordt onder het vliegen bijgeladen door een benzinemotor of een brandstofcel, en die brandstofcel kan op van alles lopen, bijv. waterstof. Een waterstofvliegtuig op deze basis heeft al gevlogen (zie www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-19469/year-all/#/gallery/24473 ) en zie Eerste vlucht met praktisch bruikbaar waterstofvliegtuig . Als je daar doorschakelt, kon je in Duitse researchprogramma’s terecht die ook voor de automotive werken. Die gedachte is niet absurd.

Nicola One – truck (dec2016)

En voor het eens van een ander wil horen, kijk eens bij https://nikolamotor.com/ . Die beweren (het is allemaal erg nieuw, dus bij gebrek aan praktijkkennis sta ik niet voor de waarheid in) dat ze een hybride-elektrische truck gebouwd hebben die rijdt op waterstof. Die waterstof maken ze zelf met zonnevelden. Hele grote zonnevelden, dat wel (100MW per stuk).

Zonneveld tbv de Nicola truck

De truck heeft zes elektromotoren, die samen 750kW leveren. Hij kan op één volle tank zo’n 1000 mijl rijden.

Je zou zo zeggen, gooi die zes elektromotoren op de propellers, zet vleugels onder het ding, stop er wat aanvullende research in, en  het ding vliegt.
Ter vergelijking ( zie www.bjmgerard.nl/?p=751 ): een ouwe F27 (die Fokker hoogdekker) had een vermogen van 1500kW, en een Cessna Citation rond de 1000 a 1500kW. Je bent al een heel eind op weg met een Nicola-vermogen.
Dit is uiteraard lichtelijk simplistisch, maar in de kern lijkt mij hybride-elektrisch vliegen, eventueel met een brandstofcel die op (bio)methanol of -ethanol of gas loopt, zou moeten kunnen.

Fundamenteel bezwaar vanuit de consument zal zijn, dat dit schema alleen voor propellervliegtuigen werkt en die vliegen niet zo hard als straalverkeersvliegtuigen. Maar misschien moet die consument dat dan toch maar gaan pikken, vooralsnog voor bestemmingen (vanuit Nederland) als Ijsland, Dublin, Oslo en zo.

Siemens en Airbus denken dat ze in 2030 een hybride-elektrisch vliegtuig hebben dat 100 mensen over 1000 km kan vervoeren.

NASA
En, voor wie mij niet gelooft, de NASA zegt het ook. Die hebben voor hetzelfde doel het NASA Electric Aircraft Testbed (NEAT) opgezet (www.nasa.gov/feature/it-s-electric-nasa-glenn-engineers-test-next-revolution-aircraft ). Zoek maar eens op X 57 .

Dit is hun X-57:

NASA X-57 elektrisch testvliegtuig

Benieuwd trouwens of deze duurzame nieuwlichterij van Trump doorgezet mag worden.

Eindhoven Airport (en Schiphol)
Eindhoven en Brainport blaten er lustig op los over hun uitzonderlijke innovatieve vermogens, waar je in de eigen regio op duurzaamheidsgebied maar weinig van terugziet. Misschien moeten ze zich eens gaan revancheren door tegen Eindhoven Airport – directeur Joost Meijs (en zijn Schipholbazen) te zeggen dat het vliegveld alleen nog maar mag groeien met brandstofcel-vliegtuigen.
Zou Eindhoven voor de verandering eens iets positiefs voor de omwonenden doen.

Overzicht van alle artikelen over vliegen, milieu en duurzaamheid

Dd 11 mei 2017

Ik heb over de looptijd van deze site veel artikelen geschreven over diverse milieu- en energieaspecten van de luchtvaart, en in dat verband over luchtvaarttechniek.
Ik kan mij voorstellen dat het overzicht zoek is, ook al biedt het zoeksysteem enig soelaas. Maar ik ga toch een vastgeprikt hoofdstuk op deze site zetten waarin alles op dit gebied bij elkaar gezet wordt.

Baan vliegveld Eindhoven

Let wel dat ik meer geschreven heb over het vliegveld dan hier staat. Hieronder gaat alleen over natuurwetenschappelijke categorieën, niet over bijv. protestacties of openingstijden.

De titels staan chronologisch, met de oudste bovenaan. Een enkele keer kloppen de p= – nummers niet met de volgorde, maar dan is er een update geweest.

Ik gebruik drie categorieën Geluid; Toxische emissies; Energie en klimaat en motortechniek . Als een artikel bij twee categorieën hoort, zet ik het in beide.

Geluid

Toxische emissies

Energie en klimaat en motortechniek

Roet en zwavel uit straalmotoren: dat kan veel minder!

(Afbeelding te vinden op https://esd110.mit.edu/blog/black-carbon-emissions-aircraft )

De context
Tot de zorgen van de omwonenden van vliegvelden (zoals in mijn geval Eindhoven Airport) hoort het door vliegtuigen geproduceerde (ultra)fijn stof.

Straalverkeersvliegtuigen vliegen op kerosine, om precies te zijn op Jet A. Militaire straalvliegtuigen vliegen op het nauw verwante JP-8. Op Eindhoven Airport overheerst het aantal civiele vliegbewegingen.
Als men wil aansluiten bij wat bij het algemene publiek bekend is, kan men kerosine het beste vergelijken met rode diesel (zwavelhoudende dieselolie die tot voor kort verkocht mocht worden voor tractoren, boten etc). Alle diesel, die nu voor auto’s, boten, etc verkocht wordt is nagenoeg zwavelvrij gemaakt. Zo niet kerosine.

Vliegen hoort bij de menselijke activiteiten die het moeilijkst te verduurzamen zijn.
Pakweg tot 700 km kan de Hogesnelheidslijn (HSL) uitkomst bieden, en over pakweg tien jaar kan hybride-elektrisch vliegen met propellervliegtuigen uitkomst bieden voor lastig met de trein te bereiken locaties tot pakweg 1000km.
Voor langere afstanden zal het straalverkeersvliegtuig blijven bestaan en dat zal blijven vliegen op kerosine, of misschien op synthetische brandstof die voor kerosine kan doorgaan (al dan niet uit biomassa).
Op dit moment bestaat er nog nauwelijks synthetische vliegtuigbrandstof, en is het recept voor verduurzaming dus gewoon zuiniger, efficienter en minder, dus selectiever, vliegen.

Er zal dus in 2050 nog steeds gevlogen worden, heel wat meer dan nu, en dat zal voor een groot deel nog steeds met straalverkeersvliegtuigen gebeuren.
Dat roept de vraag op of de nadelen voor de leefomgeving, die die straalverkeersvliegtuigen met zich meebrengen, verkleind kunnen worden. In directe zin gaat het om geluid en luchtkwaliteit, in indirecte zin om waardedaling van woningen, gezondheidseffecten enz.
Daarnaast heeft vliegen (vooral de ongebreidelde groei) steeds zwaarder wegende nadelen voor het klimaat.

Ultrafijn stof-verdeling rond het vliegveld, 2020, alleen civiel. Bron gemeente Eindhoven.

Dit artikel gaat vooral over (ultra)fijn stof omdat dat de belangrijkste vliegtuiggebonden component van luchtvervuiling is, en omdat dat stof invloed heeft op het klimaat.

(Ultra)fijn stof  (in het Engels Particulate Matter PM, dus deeltjes) bestaat uit twee hoofdcomponenten: deeltjes die afkomstig zijn van zwavel in kerosine, en deeltjes die afkomstig zijn van onvolledige verbranding van diezelfde kerosine.

Zwavel en stikstof
Kerosine mag tot maximaal 3000ppm zwavel bevatten (0,3 gewichts%), maar zit in praktijk meestal tussen de 400 en de 800ppm. (Bij benzine en dieselolie voor auto’s is de limiet 10ppm). Die ontzwaveling kan plaats vinden met gevestigde standaardtechnieken. De brandstofprijs zou 1% omhoog gaan als kerosine ontzwaveld werd tot 15ppm.
De zwavel verbrandt tot SO2 en als dat buiten de motor in contact komt met water oxideert dat door tot SO3 , waardoor een oplossing van zwavelzuur ontstaan is.
Als dat zwavelzuur in contact komt met  ammoniak (dat vooral uit de in dit gebied overvloedig aanwezige veeteelt komt), ontstaan fijne kristalletjes ammoniumsulfaat (al dan niet met aanhangend water). Dit heet een secundary inorganic aerosol (SIA) en die maken deel uit van het (ultra)fijn stof.
Door de hoge temperaturen in de motor reageert een deel van de stikstof uit de lucht tot stikstofoxiden, die na wat omzwervingen op vergelijkbare wijze ammoniumnitraat  vormt, ook een SIA uit het (ultra)fijn stof.

Hoe giftig SIA’s precies zijn is omstreden. In isolatie niet of nauwelijks, in combinatie met andere giftige stoffen misschien wel. Tot nader order houdt de wetenschap het erop dat de gemiddelde giftigheid van SIA’s gelijk is aan die van het PM2.5, waarvan ze deel uitmaken.

Voor verdere info verwijs ik naar eerdere artikelen op deze site, zie Kun je zwavelvrije kerosine kopen? En Kun je zwavelvrije kerosine kopen ? (vervolg)  . Let wel  dat deze artikelen al weer ruim twee jaar oud zijn!

Roet en andere onvolledige verbrandingsproducten
Dat vraagt helaas een beetje scheikunde.
Kerosine is een ingewikkeld mengsel dat uit honderden koolwaterstoffen bestaat en wat sporenelementen (waaronder dus zwavel).
Koolwaterstofmoleculen bestaan uit ketens aan elkaar geregen koolstofstomen, waarvan de overblijvende vrije plaatsen met waterstofatomen bezet zijn. Koolstofatomen kunnen met een enkele of een dubbele binding aan elkaar zitten.
Als het molecuul geen ringstructuur en geen dubbele binding heeft, heet het verzadigd (saturated). Butaan (van het butagas), nonaan (zie onder) of paraffine zijn voorbeelden.

Als het molecuul geen ringstructuur en één dubbele binding heeft, heet het een olefine. Onder als voorbeeld 1-noneen.

Dit is een voorbeeld van een olefine

Als het molecuul geen ringstructuur en meerdere dubbele bindingen heeft, heet het meervoudig onverzadigd (dezelfde aanduiding als op pakjes margarine).
Als het molecuul wel een ringstructuur heeft en meerdere dubbele bindingen, heet het ‘aromatisch’. De eenvoudigste aromatische verbinding is de benzeen-zeshoek.

Benzeen is de kleinste aromatische verbinding en bouwsteen voor grotere

Zitten er twee van die zeshoeken aan elkaar, dan heet het naphtaleen.

Zitten er drie of meer van die ringen aan elkaar, dan heet het een PAK (Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen).

Roet bestaat grotendeels uit koolstof (vaak vermengd met aanhangende rotzooi) en heet ook wel Black Carbon.
Daarnaast kan kerosine minder vergaand verbranden/ontleden tot stoffen die nog geen koolstof zijn en nog vloeibaar. Die noemt men vluchtige aerosolen. Die kunnen of vrij in de lucht komen of als laag op het roet gaan zitten.

Sorry, maar dit college was even nodig.

Kenmerken van gangbare en synthetische vliegtuigbrandstof

Deze tabel bevat de gegevens van ‘’een soort civiele en tamelijk zwavelrijke Jet A in kolom 2), één soort militaire JP-8 die overigens ongeloofwaardig weinig zwavel bevat, en één soort synthetische brandstof FT-SPK. Kolom 4 en 5 zijn mengsels van FT-SPK met er eerste twee.
D5453 geeft het totale zwavelgehalte in ppm.

FT staat voor Fischer-Tropsch en SPK Synthetic Paraffinic Kerosine. Dat is een gevestigde techniek om uit andere grondstoffen via koolmonoxide en waterstof synthetische brandstof te maken (in dit geval dus kerosine). Het uitgangsmateriaal is in dit artikel aardgas (de Gas-To-Liquid techniek GTL), of kolen.
Er is een informatieve Wikipediapagina https://nl.wikipedia.org/wiki/Fischer-Tropschbrandstoffen .
Bovenstaande tabel komt uit een presentatie dd juni 2016 door het Southwest Research Institute (SWRI) uit Texas aan de ETH in Zürich ( www.nanoparticles.ch/archive/2016_Khalek_PR.pdf ). Er staat niet bij wat in dit geval het uitgangsmateriaal van de FT is.

Een andere publicatie (Reductions in aircraft particulate emissions due to the use of Fischer–Tropsch fuels dd 2014) is saaier en minder toegankelijk voor de leek, maar informatiever. Die komt uit het tijdschrift Atmospheric Chemistry and Physics  (ACP) www.atmospheric-chemistry-and-physics.net/ . Zie voor het artikel zelf Reductions in aircraft particulate emissions due to the use of FT-fuels_acp-14-11-2014
Alle publicaties op dit gebied stellen dat het roetgehalte in uitlaatgassen van straalmotoren zeer sterk bepaald wordt door het aantal dubbele bindingen en het aantal ringen in de brandstof. In praktijk bij kerosine vooral het percentage aromaten, nog verder versimpeld hoeveel % benzeen er in de kerosine zit.

Wat het Zürichse staatje nu uitwijst, en wat ook de andere publicatie zegt, is er in synthetische brandstoffen zeer veel minder benzeen (en naphtaleen enz) zit, en dat er dus veel minder roet afkomt. Dat is in metingen te zien, bijv. onderstaande figuur uit de Zürichse presentatie van het SWRI:

Daarin slaat “Regulation” op een oude en lakse ICAO-norm die alleen over roet bij het opstijgen gaat. Het verschil tussen links en rechts geeft vooral het nut van deze norm weer, welk nut dus tamelijk klein is.

Hoe dan ook, het plaatje toont duidelijk dat veel aromaten leiden tot veel roet en vluchtige vervuiling, en dat nagenoeg geen aromaten leidt tot heel weinig idem. Vooral in de “idle” stand van de motoren (dus bijv. bij het proefdraaien of taxiën) zijn de verschillen groot.

Het artikel in ACP vindt vergelijkbare grote verschillen. Zuivere synthetische brandstof produceert ruim 4 tot 6 keer zo weinig roet als standaard JP-8 (de blend zit daar tussen in), en ook veel minder vluchtige aerosolen.
De zwavelemissies zijn bij synthetische brandstof nagenoeg afwezig.

Het effect van de vluchtige aerosolen op de lokale luchtkwaliteit in de omgeving is (volgens ACP) bij koud weer groter.

Klimaat
Het zwarte roet heeft een verwarmende invloed op het klimaat, de witte sulfaataerosolen een koelende invloed. Beide kunnen als condensatiekern gaan fungeren die helpen bij het vormen van wolken, waarvan de invloed dubbelzinnig is. Het totale effect is vooralsnog onduidelijk.

Het effect van het zwavelgehalte in de brandstof op de gevormde contrail

Behalve de FT-techniek loslaten op aardgas en kolen, zijn er ook andere technieken om aromaat- en zwavelarme biodiesel te maken. Het kan ook uit tweede generatie- biomassa (zie de eerder genoemde artikel over zwavelarme kerosine op deze site), al dan niet via een FT-route.

Er moet nog veel onderzoek plaatvinden. Het voert te ver om daar op deze plaats dieper op in te gaan.

Eerste vlucht met praktisch bruikbaar waterstofvliegtuig

Het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) heeft het HY4 – vliegtuig ontwikkeld. Die heeft op 29 september 2016 voor het eerst gevlogen.
Voor het persbericht zie www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-19469/#/gallery/24480 .

Het waterstofvliegtuig HY4 (DLR)
Het waterstofvliegtuig HY4 (DLR)

Kenmerken
De HY4 vliegt op waterstof. Het gas wordt toegevoerd aan een brandstofcel, die er elektrische energie mee opwekt waarop de propeller draait. Verder bevat het aandrijfsysteem een Lithiumbatterij, die de piekbelasting bij het stijgen en landen levert, en uiteraard een gastank. Het is dus een hybride systeem.

Het vliegtuig weegt maximaal 1500kg. De 80kW – motor geeft het vliegtuig een kruissnelheid van 145km/uur en een topsnelheid van 200km/uur. Afhankelijk van de omstandigheden heeft de machine een vliegbereik van 750 tot 1500 km.
Het ding ziet er een beetje uit als twee aan elkaar gemonteerde zweefvliegtuigen. Dat is niet onbegrijpelijk, omdat veel van dit soort research start met zweefvliegtuigen als uitgangpunt. In elk van de twee rompen kunnen twee passagiers zitten.
Het persbericht vermeldt niet op welke wijze de waterstof wordt op-
geslagen. In de gegeven omstandigheden is het het meest logisch, dat dat in een sterk samengeperste gasvorm is (een paar honderd atmosfeer), net als in auto’s.

Het inwendige van de HY4
Het inwendige van de HY4

Voordelen en beperkingen van die voordelen
De techniek heeft één overduidelijk en een potentieel milieuvoordeel.
Overduidelijk is dat het vliegtuig bijna muisstil is. Het stijgt op met een elektromotor op een batterij.
Potentieel kan de techniek zero emission en duurzaam zijn, als de waterstof uit de elektrolyse van water komt, en als die elektrolyse plaats vindt met wind- of zonnestroom. Het is niet ondenkbaar dat het ooit zo ver komt.

Het is ook verstandig, zoals meestal in duurzame energiezaken, om je niet meteen rijk te rekenen. Iedereen rekent aan zijn eigen toko (de vliegsector is daar ijzersterk in), maar het probleem komt als alle toko’s bij elkaar worden opgeteld.
Een eenvoudige beschouwing ziet er als volgt uit. Het netto vermogen (op topsnelheid) van de HY4  is 80kW, de efficiency van de motor en de brandstofcel samen ca 40%, dus gaat er 200kW uit de waterstoftank de brandstofcel in. Het comprimeren heeft 6% verlies gekost, dus je moet rekenen alsof het vliegveld 212kW levert.
Het rendement van de elektrolyse is ca 80%, dus moet er 265kW stroom de elektrolyse ingaan en bij het gangbare rendement van zonnepanelen is daar 1500m2 zonnepaneel voor nodig waar de zon in ideale omstandigheden recht op schijnt. Omdat dat in werkelijkheid niet zo is, heb je grofweg 10* zoveel nodig.
Dus: als de vlucht bijvoorbeeld 5 uur duurt, moet de gemiddelde opbrengst van anderhalve hectare zonnepaneel gedurende 5 uur er aan worden toegerekend.
Dat kan wat minder worden als het rendement van zonnepanelen toeneemt, maar duidelijk is dat  de energievraag van de luchtvaart niet meteen opgelost is.

Voor welk economisch model geschikt?
Het persbericht van DLR noemt als mogelijke toepassing de inzet als elektrische luchttaxi. Een blik op de kaart met Duitse vliegvelden leert, dat dat op zich technisch niet zo raar gedacht is.
Financieel kan het ongetwijfeld nog niet uit, maar dat is eigenlijk nog de minste zorg.

Duitse vliegvelden
Duitse vliegvelden

Tegelijk leert deze blik ook dat dit een niche is. Ook de DLR verwacht in zijn persbericht, dat de gangbare wijze van vliegen die met straalverkeersvliegtuigen blijft. Maar voor de omgeving van drukke vliegvelden kan het geluids- en emissievrij maken van de kleine luchtvaart enige verlichting in de ellende brengen.

Parachutisten springen op Texel
En nog een niche: het parachutisten vliegen en rondvluchten op Texel. Ik ben daar eens op vakantie geweest en ik heb me kapot geërgerd aan die bromvlieg die de hele dag in de lucht hing.
Dat lijkt me een mooie niche om zo snel mogelijk te vervangen door een waterstofvliegtuig.

Zie verder:
Nieuwe elektromotor van Siemens voor vliegtuigen kansrijk?

Siemens-vliegtuig vliegt hybride elektrisch – update

Het elektrische vliegtuig van ir. Gologan (en van anderen)

Een vliegtuig op zonnepanelen kan, maar is geen oplossing – updat 26 juli 2016

Update: De Solar Impulse is weer terug waar hij begon, in Abu Dhabi. Op 26 juli 2016 zette hij zijn wielen weer aan de grond.

De Solar Impuls 2 is weer terug in Abu Dhabi op 26 juli 2016
De Solar Impuls 2 is weer terug in Abu Dhabi op 26 juli 2016

Op de foto de piloten Piccard en Borschberg.
Ze hebben 40.000 km achter de kiezen in ongeveer 800 uur zuivere vliegtijd. De reis heeft veel langer geduurd (van 9 maart 2015 tot 26 juli 2016), maar dat kwam vanwege storingen en vanwege slecht weer. de Solar Impuls 2 is een extreem mooi weer-vliegtuig.
Piccard meent “I’m sure that within the next 10 years we’ll see electric airplanes carrying 50 passengers on short- to medium-haul flights,”. Ik geloof er niets van, tenzij hij erbij zegt dat hij hybride elektrische vliegtuigen bedoelt. Dan zou hij gelijk kunnen hebben.

Niettemin een geweldige prestatie, die nog meer voor duurzame energie als voor duurzaam vliegen van belang is.

De Scientific American van 9 maart 2015 geeft een mooi verhaal met mooie foto’s over de Solar Impulse 2 die alleen op zonne-energie vliegt. Het vliegtuig is op 8 maart 2015 gestart in Abu Dhabi voor een tocht rond de wereld met als eerste stop Oman, waar het vliegtuig vanwege het weer een paar uur rondjes moest draaien  voor het kon landen.
Het vliegtuig is een prachtig voorbeeld van wat je met zonne-energie kunt (je kùnt ermee vliegen) maar ook wat je er niet mee kunt (namelijk er praktisch mee vliegen).

De Solar Impulse 2 in de hangar
De Solar Impulse 2 in de hangar

Het vliegtuig weegt 2300 kg, waarvan ruim een kwart opgaat aan vier lithium polymeer-batterijen. Het vermogen komt van 17248 monokristallijne ultradunne (135 micrometer) siliciumzonnecellen met een totale oppervlakte van 269,5 m2 en een rendement van 23%, die samen goed zijn voor 340 kWh/dag. De spanwijdte is 72 m, meer dan van een Boeing 747.

Spanwijdte-vergelijking met een Boeing 747
Spanwijdte-vergelijking met een Boeing 747

De topsnelheid is 140 km/uur. Er past één piloot in, die de beschikking heeft over 3,8m3 leefruimte met een geïmproviseerde toiletvoorziening.
Behalve in accu’s, slaat het vliegtuig overdag ook energie op als zwaarte-energie. Het vliegtuig klimt overdag naar 8500 m hoogte (de cockpit is onverwarmd en heeft geen overdruk!) en daalt ‘s nachts als een zweefvliegtuig naar 1500 m.

Wie de tocht om de wereld wil volgen kan naar http://www.solarimpulse.com/ gaan. Wie meer over de techniek wil weten kan het beste kijken op http://globalrevolution.org/en/our-story/#.VQOOtY5qJ7k

De Solar Impulse 2 in Abu Dhabi
De Solar Impulse 2 in Abu Dhabi

Het is prachtige techniek en een prima voorbeeld wat zonne-energie kan. Tegelijk is het een bewijs dat vliegen, hoezeer men dat ook zou wensen, niet duurzaam te krijgen is. Het is niet mogelijk om op deze basis een praktisch vliegtuig te bouwen.
Men kan zich geen vliegtuig voorstellen dat 100 echte mensen, met vracht, in een drukcabine in enkele uren betrouwbaar (en dus niet al te weer-afhankelijk) 3000 km weg brengt zonder gebruik van kerosine – zij het fossiel, zij het duurzaam. Dat is een van de redenen waarom ik er in deze kolommen steeds voor pleit om niet tot een te snelle en absolute afwijzing van biobrandstof te komen.

Hopelijk wordt er in 2050 een stuk selectiever gevlogen. Maar kerosine zal ook dan nodig blijken.

NHTV-lector zegt dat de techniek de luchtvaart niet duurzaam gaat maken

Ik heb in deze kolommen al verschillende artikelen gewijd aan het thema luchtvaart en klimaat, allemaal met de inhoud dat die twee niet met uitsluitend technologische middelen te verenigen zijn. De groei van het vliegen is zo explosief dat een haalbare verbetering per individueel vliegtuig vele malen ongedaan gemaakt wordt door het groeiende aantal vliegtuigen. Bovendien gaat een vliegtuig lang mee, waardoor nieuwe techniek slechts langzaam doorstroomt.
Er zijn talloze fake-verhalen uit luchtvaartkringen over elektrisch vliegen, biomassa, revolutionaire vliegtuigontwerpen en nieuwe motoren, zoals de counter rotating open rotor (waar steeds bij staat dat het ding een typhusherrie maakt). Die laatste is overigens niet zo nieuw als hij gepresenteerd wordt, want Wikipedia toont hem al op een Spitfire.

Counter rotating open rotor op een Spitfire
Counter rotating open rotor op een Spitfire

Zie bijvoorbeeld:
Schiphol geen doel, maar middel – brief aan Den Haag over Duurzaam Openbaar Vervoer
Ook het vliegen moet aan klimaateisen gaan voldoen! (bijgewerkt)
Het elektrische vliegtuig van ir. Gologan (en van anderen)

Nieuw is (althans in deze kolommen, want de man schrijft al heel lang over duurzaam toerisme) dat lector Paul Peeters van de Nederlandse Hogeschool voor Toerisme en Verkeer schrijft dat een duurzame luchtvaart niet mogelijk is en dat de luchtvaartwereld allerlei fratsen uithaalt om het tegendeel te suggereren.
Peeters heeft een HBO-opleiding vliegtuigbouw en heeft meegewerkt aan de Fokker50 en Fokker100. Enige kennis van de branche kan hem dus niet ontzegd worden.

Hieronder het begin van het persbericht van de NHTV over het onderzoek van Peeters. persbericht_NHTV_onduurzaam vliegen_mrt2016

De volledige tekst van het persbericht is te lezen op NHTV_persbericht_07-03-2016_Mythes-duurzaamheid-in-luchtvaart_Peeters

Ik kom nog nader op dit onderwerp terug.