Att återinföra luftskepp i världens transportmix kan bidra till att minska transportsektorns koldioxidutsläpp och kan spela en roll för att etablera en hållbar vätebaserad ekonomi. Enligt författarna till en IIASA-ledd studie, dessa flygplan som är lättare än luft kan i slutändan öka genomförbarheten för en 100 procent hållbar värld.

Luftskepp introducerades under första hälften av 1900-talet innan konventionella flygplan användes för långväga transporter av gods och passagerare. Deras användning inom last- och passagerartransporter avbröts dock snabbt av ett antal anledningar, inklusive risken för en väteexplosion - för vilken Hindenburg-katastrofen 1937 fungerade som ett skarpt exempel; deras lägre hastighet jämfört med flygplans; och bristen på tillförlitliga väderprognoser. Sedan dess, betydande framsteg inom materialvetenskap, vår förmåga att förutsäga vädret, och det akuta behovet av att minska energiförbrukningen och CO ₂ utsläpp, har stadigt fört tillbaka luftskepp till politiska, företag, och vetenskapliga samtal som ett möjligt transportalternativ.

Transportsektorn står för cirka 25 procent av den globala koldioxiden ₂ utsläpp orsakade av människor. Av dessa utsläpp, 3 procent kommer från lastfartyg, men denna siffra förväntas öka med mellan 50 procent och 250 procent fram till 2050. Dessa prognoser kräver att man hittar nya tillvägagångssätt för att transportera last med lägre efterfrågan på energi och lägre koldioxidutsläpp ₂ utsläpp. I deras studie publicerad i Springer journal Energiomvandling och energihantering , forskare från IIASA, Brasilien, Tyskland, och Malaysia undersökte hur en luftskeppsbaserad industri kunde utvecklas med hjälp av jetströmmen som energimedium för att transportera gods runt om i världen.

Jetströmmen är en kärna av starka vindar som flyter från väst till öst, cirka 8 till 12 kilometer över jordens yta. Enligt forskarna, luftskepp som flyger i jetströmmen kan minska CO ₂ utsläpp och bränsleförbrukning, eftersom jetströmmen själv skulle bidra med det mesta av den energi som krävs för att flytta luftskeppet mellan destinationer, resulterade i en rundtur på 16 dagar på norra halvklotet, och 14 dagar på södra halvklotet. Detta är betydligt kortare tid jämfört med nuvarande sjöfartsrutter, särskilt på södra halvklotet.

Forskarna postulerar att återinförandet av luftskepp i transportsektorn också kan erbjuda ett alternativ för transport av vätgas. Väte är en bra energibärare och ett värdefullt alternativ för energilagring. Med tanke på att förnybar el, till exempel, överskott av vindkraft, kan omvandlas till väte, Det finns optimism om att väteekonomin kommer att utgöra en grundläggande del av en ren och hållbar framtid. En av utmaningarna med att implementera en vätebaserad ekonomi är att kyla vätet till under -253°C för att göra det flytande. Processen förbrukar nästan 30 procent av den förkroppsligade energin, med ytterligare energi på cirka 3 procent som krävs för att transportera det flytande vätet. I deras studie, författarna föreslår dock att istället för att använda energi i kondensering, väte i gasform skulle kunna transporteras in i luftskeppet eller ballongen och transporteras av jetströmmen med ett lägre bränslebehov. När luftskeppet eller ballongen når sin destination, lasten kan lossas och tar bort cirka 60 procent eller 80 procent av vätgasen som används för lyft, och lämnar 40 procent eller 20 procent, av vätgas inuti luftskeppet eller ballongen för att ge tillräckligt med flytkraft för returresan utan last. För att hantera risken för förbränning av vätgas i luftskeppet, författarna föreslår att operationen automatiseras, läser in, och lossning av vätgasluftskepp och design av flygvägar som undviker städer för att minska risken för dödsfall i händelse av en olycka.

Enligt studiens huvudförfattare Julian Hunt, en IIASA-postdoktor, en ytterligare intressant aspekt som avslöjas i denna studie är möjligheten att luftskepp och ballonger också kan användas för att förbättra effektiviteten av att göra vätgas till flytande vätska. Eftersom temperaturen i stratosfären (där luftskeppen kommer att flyga för att utnyttja jetströmmen) varierar mellan -50°C till -80°C, det betyder att mindre energi kommer att krävas för att nå -253°C-märket om processen sker ombord på luftskeppet. Den energi som krävs för den extra kylning som behövs kan genereras med hjälp av vätgas i luftskeppet.

Hunt säger att denna process också ger ett antal ytterligare möjligheter:Processen att generera energi från väte producerar vatten – ett ton väte producerar nio ton vatten. Detta vatten skulle kunna användas för att öka luftskeppets vikt och ytterligare spara energi i dess fallande bana. En annan möjlig tillämpning för det producerade vattnet är regnframställning, vilket innebär att släppa ut vattnet som produceras från stratosfären på en höjd där det kommer att frysa innan det kommer in i troposfären där det sedan skulle smälta igen. Detta minskar temperaturen och ökar den relativa luftfuktigheten i troposfären tills den mättas och börjar regna. Regnet kommer i sin tur att initiera ett konvektionsregnmönster, på så sätt matar in ännu mer fukt och regn i systemet. Denna process skulle kunna användas för att lindra vattenstress i regioner som lider av brist.

"Luftskepp har använts tidigare och gett stora tjänster till samhället. På grund av nuvarande behov, luftskepp bör omprövas och återföras till skyarna. Vår artikel presenterar resultat och argument för detta. Utvecklingen av en luftskeppsindustri kommer att minska kostnaderna för snabb fraktfrakt, särskilt i områden långt från kusten. Möjligheten att transportera väte utan att behöva göra det flytande skulle minska kostnaderna för utvecklingen av en hållbar och vätebaserad ekonomi, i slutändan öka genomförbarheten av en 100 procent förnybar värld, avslutar Hunt.