Würde sich der Luftverkehr in einer Welt ohne fossile Brennstoffe jemals wirklich entwickeln?

Leichter als Flugzeuge:

Während sich die modernen Flugzeuge mit Verbrennungsmotor kaum verkaufen würden, gab es dampfbetriebene Luftschiffe, die lange vor den Gebrüdern Wright gebaut wurden, und handgekurbelte Konstruktionen existierten schon davor. Danach wurden elektrisch betriebene Luftschiffe wie die La France gebaut .

Ein dampfbetriebenes Modell hätte sicherlich betriebsbereit sein können und Holzkohle oder destillierte flüchtige Stoffe verwendet, und tatsächlich waren solche Konstruktionen älter als diejenigen, die fossile Brennstoffe verwendeten. Nur die relative Effizienz der fossilen Brennstoffe führte dazu, dass sie sich durchsetzten. Tatsächlich liefen die von Rudolf Diesel erfundenen Dieselmotoren zunächst mit Kohlenstaub (leicht ein U-Boot mit Holzkohle) oder Pflanzenöl, was zeigt, dass Biokraftstoffe bereits früh in der Geschichte der Flugzeuge rentabel waren. Diesel-Flugzeugmotoren waren zu Beginn der Luftfahrtindustrie rentabel und erleben derzeit eine Renaissance.

Sobald der Wert und die Wirksamkeit von Flugzeugen feststanden, bezweifle ich, dass sie einfach verschwunden wären. Es wird spekuliert, ob Starrflügelflugzeuge und Hubschrauber erfunden worden wären, aber ich vermute, dass sie, als die Herstellung von Biokraftstoffen für verschiedene angetriebene Fahrzeuge üblicher wurde, wahrscheinlich MINDESTENS erfunden worden wären, selbst wenn sie es getan hätten. t am Ende praktisch. Die Vielseitigkeit dieser Fahrzeuge hätte wahrscheinlich noch zu zumindest spezialisierten Funktionen für sie geführt.

Aber ich bin zuversichtlich, dass es immer noch Luftschiffe und Luftschiffe gegeben hätte, und wahrscheinlich bessere als heute, da es an Konkurrenz durch spritfressende Starrflügler mangelt. Land- und Seetransport profitierten auch von fossilen Brennstoffen, so dass ein schwächerer Wettbewerb in diesen Bereichen bedeutet, dass das Luftschiff als Passagier- und sogar Frachttransport recht wettbewerbsfähig gewesen wäre.

Möglicherweise ist diese Frage für Ihre Frage relevant.

Wir haben Hunderte von Jahren geflogen , bevor wir einen Motor in Flugzeuge eingebaut haben:

• Wir hatten manntragende Drachen, die möglicherweise bis ins 7. Jahrhundert zurückreichen.
• 1783 hatten wir einen bemannten Wasserstoffballonflug.
• Erstmals schwerer als ein Flugzeug (kein Mensch an Bord) war es offenbar 1655 ( federbetriebener Ormithopter ).
• 1853 baute der britische Ingenieur George Cayley das erste echte Segelflugzeug der Welt.

Ohne Benzin könnte das Flugzeug der Gebrüder Wright so gebaut nicht existieren (sie verwendeten Benzin), aber wir hatten zu diesem Zeitpunkt in der Geschichte Batterien und Elektromotoren, sie haben ein geringeres Verhältnis von Leistung zu Gewicht, aber dieser erste Flug hätte stattfinden können elektrisch im gleichen Zeitraum.

Flugreisen über lange Strecken wären schwieriger, Batterien sind schwerer als die gleiche Menge Kraftstoff, aber ohne fossile Brennstoffe können wir immer noch Ethanol aus Biomasse veredeln. Es gibt ethanolbetriebene Flugzeuge , die tatsächlich billiger zu betreiben sind als benzinbetriebene. Dieser verbundene wird üblicherweise zum Bestäuben von Ernten verwendet und kann mit Ethanol betrieben werden, das frei von Abfallteilen von Ernten erzeugt wird. Es gibt keinen Grund, der nicht auf ein kleines Flugzeug in der Größe eines Verkehrsflugzeugs skaliert werden kann.

In Brasilien wird „reines“ Ethanol (94 % Ethanol, 6 % Wasser) an jeder Tankstelle verkauft, und so ziemlich jedes neu verkaufte Auto kann mit einem Benzin-Ethanol-Gemisch in beliebiger Menge betrieben werden (sie nennen es „Flex“-Motoren).

Die Infrastruktur für einen Treibstoff, der einen Verbrennungsmotor für ein Flugzeug, das schwerer als Luft ist, antreiben kann, existiert also seit den 1970er Jahren unabhängig von Öl.

Die Geschichte wäre sicherlich anders, und möglicherweise gäbe es nicht die politisch-ökonomischen Anreize für Flugzeuge, das zu sein, was sie heute sind, aber es ist durchaus möglich, dass sie erfunden und für den Nahverkehr an Orten eingesetzt werden, an denen Zuckerrohr rentabel ist.

Mühlenstädte an Flussufern existierten, bevor Elektrizität zum Exportieren von Energie verwendet werden konnte.

Würden irgendwann Starrflügler oder Helikopter entwickelt? Welche Brennstoffquellen könnten sie verwenden?

Segelflugzeuge, auf jeden Fall.

Beflügelte Fahrzeuge, vielleicht für militärische Zwecke und für die sehr Reichen. Sie würden wahrscheinlich mit Ethanol betrieben werden, es ist schwer zu spekulieren, welche Art von Motor sie verwenden würden.

Solarflügel

Heute gibt es Experimente mit solar- und batteriebetriebenen Elektroflugzeugen. Sie funktionieren gut genug! Um Energie zu sparen, fliegen sie jedoch langsam. Gewöhnen Sie sich an eine Reisegeschwindigkeit von maximal 300 km/h.

Schleuderstart

Wenn Sie weniger Strom aufwenden müssen, können Sie immer noch fliegen. Die meiste Kraft wird beim Start benötigt. Wäre es eine starke Forderung, dass keine fossilen Brennstoffe verwendet werden, könnten Flughäfen ein flugzeugträgerähnliches Katapult haben, um einen Teil der Energieversorgung zu unterstützen.

Segeln

Im Flug können Sie mit den heutigen normalen Flugzeugen (wie Boeing 737, A350, Dreamliner, Comac und dergleichen) völlig machtlos sein und problemlos Hunderte von Kilometern fliegen. Das heißt, Sie werden sogar noch langsamer sein als das obige Solarflugzeug, wahrscheinlich im Bereich von 100 - 200 km / h, und Sie benötigen auch einige Mittel, um sie überhaupt erst dorthin zu bringen. Wenn Sie Segelflugzeuge speziell für diese Geschwindigkeit und diesen Zweck bauen, wird es besser. Wenn Sie bereit sind, einen Teil der Flugzeit mit Konvektion zu verbringen, um an Höhe zu gewinnen, können Sie sehr, sehr lange ohne Motor fliegen, aber Ihre Durchschnittsgeschwindigkeit wird noch geringer. Züge sind dann besser und schneller.

Wasserstoffmotor

Auch heutige Turbinen können mit Wasserstoff betrieben werden. Das ist auf den ersten Blick sogar attraktiv, denn Wasserstoff hat ein 4-mal höheres Leistungsgewicht als Kerosin. Die Speicherung von Wasserstoff ist jedoch so kompliziert, dass sie einen Großteil dieses Gewichtsvorteils oder sogar mehr auffrisst. Stellen Sie sich also die heutigen Flugzeuge mit einer anderen Art von Treibstoffspeicher vor, wahrscheinlich im Bauch und nicht im Flügel, sodass der Flügel etwas schlanker, aber länger sein kann, und Sie haben das Flugzeug von heute, das nur noch Unterschall ist, aber ohne fossile Brennstoffe.

Ich weiß nicht, ob wir auf einer Welt ganz ohne fossile Brennstoffe den gleichen Entwicklungsweg hin zu diesem fossilfreien Flugzeug gegangen wären wie hier.

Kohle steht nicht in direktem Zusammenhang mit dem im Flugzeug verwendeten Treibstoff, sondern wird auch zur Herstellung von Koks verwendet, der bei der Herstellung von Metallprodukten verwendet wird

1709 errichtete Abraham Darby I. einen koksbefeuerten Hochofen zur Herstellung von Gusseisen. Die überlegene Brechfestigkeit von Koks ließ Hochöfen höher und größer werden. Die daraus resultierende Verfügbarkeit von billigem Eisen war einer der Faktoren, die zur industriellen Revolution führten. Vor dieser Zeit wurden bei der Eisenherstellung große Mengen Holzkohle verwendet, die durch Verbrennen von Holz hergestellt wurde.

Wie andere Antworten zeigen, können fossile Brennstoffe durch andere Brennstoffe ersetzt werden. Der Mangel an leicht und billig verfügbaren fossilen Brennstoffen würde jedoch den Verlauf der industriellen Revolution in eurer Welt beeinflussen und die Verfügbarkeit vieler Technologien beeinflussen.

Darüber hinaus bedeutet der Mangel an fossilen Brennstoffen, dass die Verwendung von Holz als Brennstoff hoch bleibt, was zu einer stärkeren Entwaldung führt, die das Ökosystem einer Region stark beeinträchtigen kann. Japan hat es geschafft, die Entwaldung zu verhindern, indem es die Nutzung der Wälder verändert hat (Quelle: https://www.appropedia.org/Japan_Forestry ). Die Osterinsel jedoch nicht.

Mit dem Verlust ihres Waldes sank die Lebensqualität der Inselbewohner. Bäche und Trinkwasservorräte versiegten. Die Ernteerträge gingen zurück, da Wind, Regen und Sonnenlicht die Oberböden erodierten. Feuer wurden zum Luxus, da auf der Insel https://rainforests.mongabay.com/09easter_island.htm kein Holz zu finden war

Hätte Großbritannien das Schicksal der Osterinsel vermieden, ohne fossile Brennstoffe für einfache Dinge wie Heizen und Kochen zu verbrennen? Eine andere Herangehensweise an die Nutzung von Holz und die Waldbewirtschaftung wäre erforderlich. Weitere Auswirkungen auf den Verlauf der Industrialisierung. Auch die Landwirtschaft ist von der Industrialisierung betroffen, denken Sie an all die Werkzeuge und Maschinen. Die weitere Landwirtschaft hängt von fossilen Brennstoffen für synthetische Düngemittel ab ( https://en.wikipedia.org/wiki/Fertilizer#Nitrogen_fertilizers ).

Angesichts der reduzierten landwirtschaftlichen Effizienz bedeutet, dass ein großer Teil der Bevölkerung an der Lebensmittelproduktion beteiligt ist, sodass weniger Ingenieure und Wissenschaftler für die Entwicklung alternativer Methoden zur Herstellung billiger Metalle, zur Stromerzeugung oder sogar zur Nukleartechnologie vorhanden sind. Die landwirtschaftliche Effizienz wird sich auch auf die Verfügbarkeit von Biokraftstoffen auswirken.

Abgesehen davon wäre die industrielle Revolution wahrscheinlich auch ohne fossile Brennstoffe möglich, aber ihr Verlauf wäre definitiv anders. Ich kann mir vorstellen, dass Gesellschaften versuchen würden, schneller wachsende Bäume zu finden, um ihren Energiebedarf zu decken, vielleicht sogar Bambus, der auch zu Holzkohle verarbeitet werden kann. Wahrscheinlich würden andere Ofendesigns billige Metalle mit Holzkohle oder Biobrennstoffen erzeugen. Auch beim Schmelzen und Raffinieren von Metallen wird Strom voraussichtlich früher eine Rolle spielen, siehe zum Beispiel Elektrolichtbogenöfen. Sobald dieser schmale Rand des Industrialisierungskeils drin ist, werden die Entwicklungen weitergehen. Die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Industrialisierung würden jedoch durch die Notwendigkeit beeinträchtigt, die Umweltaspekte ständig auszugleichen, um gesunde Wälder und Ackerland zu erhalten.

Wie von anderen dargelegt, wären Flugzeuge ohne fossile Brennstoffe möglich. Allerdings ist die verfügbare Gesamtenergie ohne fossile Brennstoffe einfach begrenzter. Die meisten Technologien, einschließlich Eisenbahnen und Fliegen, wären weniger verbreitet und somit nur für die reiche Elite der Gesellschaft verfügbar.

Wasserkraft ist auch viel weniger verfügbar, insbesondere bevor Wasserkraftdämme gebaut werden können, die immer noch auf Wasserrädern basieren. Windkraft würde mehr umgesetzt werden, da Windmühlen an mehr Orten aufgestellt werden können. Batterien wären in dieser von Elektrizität abhängigen Welt viel wichtiger, wie wir heute in der Welt zu sehen beginnen. Batteriebetriebene Flugzeuge sind möglich, erfordern jedoch energiedichtere Batterien als heute. In Anbetracht der Bedeutung von Batterien in Ihrer Welt würden diese sicherlich erfunden werden.

Ich gehe davon aus, dass die Kernkraft einen größeren Spielveränderer sein wird als in unserer Welt, indem sie Strom in größerem Maßstab billiger verfügbar macht. Entweder das, oder Wind- und schließlich Solarenergie würden eine größere Rolle spielen.

Zu Ihrer Frage "Könnten Luftschiffe angesichts elektrifizierter Eisenbahnen und nuklearer Transporte über Ozeane lebensfähig bleiben?" Wahrscheinlich ja, Flugzeuge wären immer noch schneller als Schiffe und Züge können generell keine Ozeane und Meere überqueren. Außerdem benötigen Flugzeuge weniger Infrastruktur als Züge, was meiner Meinung nach ein noch größerer Vorteil in einer Welt sein wird, in der es weniger einfach ist, viele Dinge für lange Zeit in Serie zu produzieren. Vergessen Sie auch nicht die militärischen Anwendungen, die einzigartig für Flugzeuge sind und deren Entwicklung unterstützen werden.

Kolben- und düsengetriebene Flüge könnten immer noch ohne Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen entwickelt werden. Wir verwenden fossile Brennstoffe für Benzin, Diesel und Düsentreibstoff, weil es relativ einfach ist, aus dem Öl, das wir aus dem Boden gewinnen, herzustellen, die Brennstoffe energiedicht und die Motoren leistungsdicht sind. Sowohl Kolben- als auch Strahltriebwerke können jedoch mit einer Reihe von Kraftstoffen betrieben werden, die aus anderen Quellen als Erdöl synthetisiert oder raffiniert werden könnten. Düsentreibstoff kann aus Pflanzenöl raffiniert werden. Für den kolbengetriebenen Flug braucht man etwas, das sich in Bezug auf Energiedichte, Brennbarkeit und Lagerfähigkeit ziemlich ähnlich wie Benzin verhält - eine Mischung aus hauptsächlich Alkanen im richtigen Bereich (Heptan, Oktan). Es ist möglich (nicht unbedingt einfach oder effizient), sie aus Kohlenwasserstoffquellen – Pflanzenölen und/oder anderem Pflanzenmaterial – zu synthetisieren.

Es wäre viel plausibler, Flugzeuge zu sehen, die mit flüssigen Kolben- oder Strahltriebwerken angetrieben werden, als kompakte Kernreaktoren, selbst wenn die Brennstoffe synthetisiert werden müssen, weil die Kernenergieproduktion gut skaliert, aber nicht gut skaliert werden kann, und mobile Reaktoren bringen Sicherheitsprobleme - Kollisionen/Abstürze können gefährliche Lecks radioaktiver Materialien auslösen.