Van Schiphol naar Milaan, München of Manchester. Of een andere bestemming binnen achthonderd kilometer van Amsterdam. Met negentig passagiers, in een ‘groen’ vliegtuig op batterijen.
Zo’n vlucht komt nooit van de grond, stellen critici van elektrisch vliegen al jaren. Vliegen op batterijen klinkt duurzaam, maar in de praktijk zijn de accu’s zo zwaar dat je niet verder komt dan een vlucht in een tweezitter van Schiphol naar Lelystad.
Wie de luchtvaart wil vergroenen, kan zich beter richten op duurzamere brandstof voor conventionele vliegtuigen, stellen critici. Of je moet werk maken van snellere routes door het Europese luchtruim. Dat scheelt CO2.
Juist tegen die heersende opvatting strijden de oprichters van de Nederlandse start-up Elysian. „De luchtvaart moet het vliegen op batterijen niet te snel afschrijven”, zegt Daniel Rosen Jacobson, een van de drie initiatiefnemers van Elysian. „Batterij-elektrisch vliegen kan wel degelijk op commerciële schaal.”
Rosen Jacobson spreekt via videoverbinding vanuit Orlando, Florida. Hij is met mededirecteur Rob Wolleswinkel in de VS om hun plannen voor vliegen op batterijen te presenteren. Zij spreken op een drukbezocht congres van het American Institute for Aeronautics and Astronautics (AIAA).
Lees ook Dit is elektrisch vliegen anno 2023
Woensdagmiddag Amerikaanse tijd, woensdagavond in Nederland, tonen zij het eerste ontwerp van het elektrische vliegtuig dat Elysian in 2033 op de markt wil brengen: voor negentig passagiers, maximaal bereik achthonderd kilometer. Het bedrijf praat regelmatig met luchtvaartmaatschappijen, maar voor verkoopgesprekken is het nog veel te vroeg, zegt Rosen Jacobson.
Op de AIAA-bijeenkomst presenteert Elysian ook twee wetenschappelijke artikelen over zijn plannen. Die moeten de claim onderbouwen dat vliegen op batterijen op grotere schaal mogelijk is dan tot nu toe werd gedacht. Wolleswinkel en de derde man in de directie, gepromoveerd luchtvaartwetenschapper Reynard de Vries, schreven de artikelen met onderzoekers Maurice Hoogreef en Roelof Vos (TU Delft).
Fokker
Het congres in Florida is een bijzonder moment voor Daniel Rosen Jacobson. Na een carrière bij Google en de verkoop van zijn onlinevideobedrijf ging hij enkele jaren geleden bij zijn vader Jaap werken. Die verwierf in de jaren tachtig en negentig faam als succesvolle ‘bedrijvendokter’; hij saneerde en verkocht zieltogende bedrijven.
Bovendien was Jaap Rosen Jacobson de man die met zijn Panta Holdings bleef investeren in (onderdelen van) de Nederlandse vliegtuigbouwer Fokker. Zijn jarenlange droom: een modern en efficiënt vliegtuig bouwen in Nederland.
Rosen Jacobson senior overleed afgelopen zomer, 73 jaar oud. Zoon Daniel bouwt nu verder aan de droom van zijn vader. „Het is bijzonder. Al het werk, de kennis en de moeite van Panta hebben geleid tot waar wij nu zijn.”
Panta heeft met de Franse investeerder Caravelle in totaal 10 miljoen dollar (9,1 miljoen euro) gestoken in Elysian. Volgens Daniel Rosen Jacobson kosten ontwerp en bouw van hun vliegtuig uiteindelijk 5 tot 8 miljard euro. Eind 2024, begin 2025 heeft Elysian een nieuwe financieringsronde gepland.
Lees ook Wetenschappers waarschuwen de Tweede Kamer: de luchtvaart kan zich niet uit klimaatcrisis innoveren
Waterstof
Grote vliegtuigbouwers als Airbus en Boeing concentreren zich liever op vliegen op waterstof of duurzamere kerosine dan op elektrische vliegtuigen. Waarom denkt de Nederlandse start-up, opgericht in 2023 en sinds 2020 bezig met onderzoek, wel een batterij-elektrisch vliegtuig te kunnen maken? Een commercieel aantrekkelijk toestel – zowel qua capaciteit als actieradius – dat luchtvaartmaatschappijen willen kopen?
Technisch directeur Rob Wolleswinkel, die jarenlang werkte bij strategisch adviesbureau Boston Consulting Group (BCG) en nu als piloot zakenjets vliegt, legt uit: „De accu wordt altijd het grootste probleem genoemd”, zegt hij vanuit Orlando. „Die is zwaar en geeft relatief weinig energie per kilogram gewicht dat je moet meenemen.” Maar dat, zegt Wolleswinkel, is vooral een probleem als je een toestel zoals dat nu wordt gebruikt wil uitrusten met een elektromotor. Zo’n vliegtuig is ontworpen op basis van de modernste technologie, van de nieuwste zuinige motoren. „Als je redeneert vanuit die verhoudingen, kom je nergens. Je moet heel anders kijken naar de elektrificatie van een vliegtuig.”
Wolleswinkel kijkt liever naar de eerste generatie straalvliegtuigen, zoals de Boeing 707 of DC8. „Die kenden dezelfde problematiek als wij nu hebben met batterij-elektrische vliegtuigen.” Die oude jets waren zwaar en moesten heel veel brandstof meenemen bij de start, tot wel de helft van het take-off-gewicht.
Ontwerpkeuzes
De problemen losten vliegtuigbouwers destijds op met slimme ontwerpkeuzes. En zo wil Elysian ook zijn eerste elektrische vliegtuig bouwen. Wolleswinkel c.s. willen bijvoorbeeld de batterijen in de vleugels plaatsen om de constructie van het toestel lichter te maken. „Dit legt de last waar de lift wordt gegenereerd, waar het vliegtuig zijn opwaartse kracht krijgt, en gebruikt de beschikbare ruimte binnen de vleugel.”
Het bedrijf gaat uit van een vliegtuig met acht kleine propellers. Geen twee of vier grotere, zoals je ziet bij andere bouwers van elektrische of hybride (deels elektrische, deels op fossiele brandstof vliegende) toestellen. Het Nederlandse Maeve Aerospace bouwt aan een hybride toestel met twee propellers; het Zweedse Heart Aerospace koos tot nu toe voor vier.
„Met acht propellers verdelen wij het vermogen”, zegt Wolleswinkel. „De diameter van de propellers is kleiner, de vleugel kan dan lager worden bevestigd aan de romp en het landingsgestel is dan korter en lichter.”
De vleugels van het Elysian-toestel zijn groot ten opzichte van de romp, groter dan van een conventioneel toestel. „Zo verhogen we de aerodynamische efficiëntie”, zegt Wolleswinkel. De brede vleugels krijgen wel opklapbare vleugeltips; anders past een toestel niet aan de gate.
Hete aardappels
De energiedichtheid van de batterijen en het gewicht zijn niet de grootste zorgen, benadrukken Wolleswinkel en Rosen Jacobson een aantal keer tijdens het videogesprek. Elysian rekent met accu’s waarin een hoeveelheid energie kan worden opgeslagen van 360 Wh (wattuur) per kilogram accu. Dat is meer dan het dubbele van de energie die je twee jaar geleden kon opslaan in een ‘luchtwaardige’ (lichte en veilige) accu, aldus de Factsheet Duurzame alternatieven voor kerosine van de TU Delft. Wel is dit nog slechts pakweg een veertigste deel van de energie die je haalt uit een kilo kerosine. Maar, zeggen de mannen van Elysian ook, ons rendement is hoger dan bij vliegen op waterstof.
Wolleswinkel gelooft in de ontwikkeling van accu’s, in de „ratrace” die nu gaande is. „Een accu met een energiedichtheid van 360 Wh per kg is niet de generatie van nu, maar van morgen. En ook weer niet van overmorgen of de verre toekomst.” In China presenteerde vliegtuigfabrikant Comac vorig jaar al een prototype van 500 Wh/kg.
Rosen Jacobson en Wolleswinkel vertellen dat ze vorig jaar een lijst met hun grootste problemen hebben opgesteld. Wolleswinkel: „We noemen die onze ‘lijst met hete aardappels’. Dat hebben we nu al zo vaak verteld dat Amerikaanse gesprekspartners het ook al hebben over de hot potato list.”
Op die lijst staat onder meer: hoe sluit je de pakketten batterijcellen aan op de motoren? Wat doe je met de warmte die daarbij vrijkomt? Hoe zorg je dat de batterijen zodanig in de vleugel worden geplaatst dat accu’s elke zes tot twaalf maanden kunnen worden vervangen? Welk reserve-energiesysteem kiest het bedrijf, voor als een toestel moet uitwijken naar een andere luchthaven? En welk systeem bouwt het om een vliegtuig binnen 45 minuten – op termijn in 30 minuten – op te laden op een vliegveld?
Genoeg hete aardappels, zou je zeggen, voor enige twijfel over elektrisch vliegen. Niet bij Daniel Rosen Jacobson: „Sommige hete aardappels zijn nu al een stuk minder heet dan een tijdje geleden. Ik ben ervan overtuigd dat wij een concurrent kunnen maken voor populaire vliegtuigen als de Boeing 737 en de Airbus A320.”
Vluchten tot duizend kilometer vormen de helft van alle vluchten wereldwijd, benadrukken de mannen van Elysian. En die korte vluchten zorgen voor een vijfde van alle luchtvaartgerelateerde CO2-uitstoot. Rosen Jacobson: „Elektrisch vliegen zal de impact van de luchtvaart op het klimaat drastisch verminderen.”
