據(jù)CNBN報(bào)道,空客公司正在英國(guó)建立一個(gè)專注于氫技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)——零排放發(fā)展中心(ZEDC),這一研究機(jī)構(gòu)將圍繞“低溫燃料系統(tǒng)”開展工作。據(jù)了解,第一個(gè)功能齊全的低溫氫燃料箱將在2026年開始飛行測(cè)試。
零排放發(fā)展中心位于英國(guó)布里斯托的菲爾頓鎮(zhèn),該中心的主要目標(biāo)之一就是圍繞空客所提出的“具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的低溫燃料系統(tǒng)”展開工作,空客將在下一代飛機(jī)設(shè)計(jì)上嘗試使用這些新技術(shù)。未來(lái),除了位于英國(guó)的零排放發(fā)展中心之外,空客在西班牙、德國(guó)和法國(guó)也會(huì)逐步設(shè)置類似的研究機(jī)構(gòu)。空客表示:“所有的研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)將在2023年全面投入使用,并為地面測(cè)試做好準(zhǔn)備。”
比起競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——波音的謹(jǐn)慎,空客對(duì)氫能的態(tài)度則積極許多??湛驼J(rèn)為氫能是未來(lái)空中交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的核心技術(shù)之一。2020年9月,空客發(fā)布了ZEROe概念,并公布了3型零排放“混合氫動(dòng)力”概念飛機(jī),這些飛機(jī)將搭載這一系統(tǒng)??湛驮硎?,預(yù)計(jì)在2035年底前將氫動(dòng)力飛機(jī)推向市場(chǎng)。
氫能到底為何受航空青睞?未來(lái)前景又怎樣呢?
現(xiàn)實(shí)的呼喚
航空業(yè)對(duì)環(huán)境的影響是顯著的。統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示,從2013年到2019年,全球民航運(yùn)輸業(yè)碳排放量已超過(guò)國(guó)際民航組織預(yù)測(cè)值的70%。氣候行動(dòng)追蹤組織將航空業(yè)碳中和發(fā)展目標(biāo)進(jìn)展評(píng)為“嚴(yán)重不足”。如果不加控制,到2050年全世界將有25%的碳排放來(lái)自航空業(yè)。世界自然基金會(huì)(World Wildlife Fund)將航空描述為“全球氣候溫室氣體排放增長(zhǎng)最快的來(lái)源之一”。
聯(lián)合國(guó)下屬的國(guó)際民用航空組織于2016年通過(guò)了國(guó)際航空業(yè)碳中和和減排計(jì)劃,要求航空公司對(duì)國(guó)際航班超出基準(zhǔn)線的二氧化碳排放進(jìn)行補(bǔ)償,國(guó)際航線將背負(fù)更大的碳減排壓力。尤其是在民航領(lǐng)域,極高的投資成本、較長(zhǎng)的研發(fā)應(yīng)用周期以及超高的安全性要求,使其成為最難實(shí)現(xiàn)近零排放的領(lǐng)域。
今年早些時(shí)候,空客公司首席執(zhí)行官紀(jì)堯姆·福里在接受CNBC采訪時(shí)說(shuō):“如果我們不能以合適的速度實(shí)現(xiàn)脫碳,航空業(yè)將可能面臨重大發(fā)展障礙。”
如何使航空業(yè)有效降低碳排放?航空運(yùn)輸業(yè)碳排放主要有三大來(lái)源:航空燃油燃燒、與飛機(jī)相關(guān)的地面排放和航空相關(guān)的電力使用等,其中航油燃燒約占總排放量的79%,是碳排放的大戶。因此,航空運(yùn)輸業(yè)降低碳排放最高效的做法就是在航空燃料替代上做文章。
氫的希望
氫的應(yīng)用范圍廣泛,也可以通過(guò)多種方式生產(chǎn),其中一種方法是電解,將水分解成氧和氫。如果在這個(gè)過(guò)程中使用的電力來(lái)自可再生能源,如風(fēng)能或太陽(yáng)能,那么可稱之為綠色或可再生氫。
使用氫燃料的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)早已被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,因此這并不是一個(gè)新概念。不過(guò),這種發(fā)動(dòng)機(jī)用在飛機(jī)上還面臨挑戰(zhàn),因?yàn)闅錃馊紵臏囟冗h(yuǎn)高于煤油。
對(duì)此,空客顯然充滿信心。今年2月,空客宣布將與CFM國(guó)際公司聯(lián)合開發(fā)一架技術(shù)測(cè)試飛機(jī),預(yù)計(jì)可于2025年投入使用。這架測(cè)試飛機(jī)的機(jī)身后部將安裝第五臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)(一臺(tái)使用氫燃料的傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)),并且還將安裝四個(gè)氫燃料罐。福里說(shuō):“將氫飛機(jī)推向市場(chǎng)是空客中長(zhǎng)期的目標(biāo),因?yàn)檫@是真正的終極解決方案。”同時(shí)他也承認(rèn),這需要大量的工程、研究和資本投入。
空客并不是唯一 一家打算在航空領(lǐng)域使用氫燃料的公司。今年4月,德國(guó)宇航中心(DLR)牽頭開展328H2-FC項(xiàng)目,這一項(xiàng)目將主要驗(yàn)證氫在航空運(yùn)輸中的應(yīng)用潛力。航空公司ZeroAvia也表示,他們正在開發(fā)一種19座的飛機(jī)——這種飛機(jī)將“完全依靠氫氣飛行”。2020年9月,該公司的一架6座氫燃料電池飛機(jī)完成首飛。
反對(duì)的聲音
有不少人認(rèn)為,氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在航空領(lǐng)域的發(fā)展仍面臨巨大挑戰(zhàn)。首先,在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi),氫能仍將處于供不應(yīng)求的狀態(tài);其次,機(jī)場(chǎng)缺乏為氫動(dòng)力飛機(jī)提供補(bǔ)給的基礎(chǔ)設(shè)施。更大的困難還在于技術(shù):氫動(dòng)力飛機(jī),氫單位體積能量密度偏低,相同能量的燃料,儲(chǔ)存液態(tài)氫所用的加壓燃料箱體積約為常規(guī)飛機(jī)油箱的4倍,且燃料箱必須絕熱并增壓,這些嚴(yán)苛的條件將可能限制氫燃料飛機(jī)普及。
從商業(yè)角度來(lái)看,前路也困難重重。目前,可持續(xù)航空燃料在全球范圍內(nèi)尚未大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用,首要原因是生產(chǎn)成本高昂,不同技術(shù)對(duì)應(yīng)的可持續(xù)航空燃料生產(chǎn)成本是傳統(tǒng)航空燃油的2~3倍?,F(xiàn)階段,航空公司無(wú)法承受用可持續(xù)航空燃料大規(guī)模替代常規(guī)航油的成本壓力。另一個(gè)原因是產(chǎn)能不足。由于原料收集成本高、量產(chǎn)不足,以及市場(chǎng)規(guī)模過(guò)小等,目前國(guó)內(nèi)只有少數(shù)廠商在進(jìn)行可持續(xù)航空燃料的自主生產(chǎn)。
原標(biāo)題:氫是否會(huì)成為航空業(yè)的未來(lái)?