實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)遙遙無期 空客押注氫動(dòng)力飛機(jī)

交通運(yùn)輸領(lǐng)域是名副其實(shí)的溫室氣體 “排放大戶” ，“零排放” 的陸路交通工具已經(jīng)相當(dāng)常見，但在空中運(yùn)輸市場，實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)似乎依然遙遙無期?？湛拖胍淖冞@種情況，該公司正押注于氫動(dòng)力零排放飛機(jī)。

今年 9 月份，這家世界上最大的飛機(jī)制造商宣布將在五年內(nèi)推出商業(yè)上可行的氫動(dòng)力概念飛機(jī)。其計(jì)劃得到了法國、西班牙和德國政府等大股東的支持，這些政府承諾到 2050 年實(shí)現(xiàn)碳中性。不過即使有了幫助，這也將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，需要重塑價(jià)值萬億美元的航空業(yè)。

研發(fā)氫動(dòng)力零排放飛機(jī)面臨著許多挑戰(zhàn)：這種高度易燃的燃料很難安全儲(chǔ)存和使用，目前還沒有任何機(jī)場提供飛機(jī)氫燃料加油服務(wù)，而且生產(chǎn)氫燃料本身的成本也非常高。

氫動(dòng)力并不是空客的首選?？湛凸こ處熍c勞斯萊斯控股公司花了數(shù)年時(shí)間研究在飛機(jī)上使用電池儲(chǔ)存電力，但在今年早些時(shí)候擱置了該項(xiàng)目。雖然電池在汽車和公交車上被大量采用，但它們產(chǎn)生的能量相對較低。要想產(chǎn)生足夠支持飛機(jī)長途飛行所需的電力，電池組的重量將讓飛機(jī)不堪重負(fù)。

領(lǐng)導(dǎo)空客實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的工程師格倫 · 盧埃林 (Glenn Llewell Yn)表示：“氫燃料是最有前途的能源類型，可以讓我們用可再生能源為飛機(jī)和航空提供動(dòng)力，而電池技術(shù)的發(fā)展速度還沒有達(dá)到我們實(shí)現(xiàn)抱負(fù)所需的水平。”

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019 年航空業(yè)向大氣中排放的二氧化碳超過 10 億噸。盡管今年的排放量將因新冠肺炎疫情而直線下降，但這種下降將是暫時(shí)的。

與化石燃料燃燒時(shí)會(huì)排放溫室氣體二氧化碳不同，氫燃料的副產(chǎn)物主要是水蒸氣。今天，大多數(shù)氫氣被用于煉油和化工制造，而且?guī)缀醵际菑奶烊粴饣蛎禾恐刑釤挸鰜淼?。但氫氣也可以通過電解水來產(chǎn)生，只是成本更高。

如果這個(gè)過程是由風(fēng)能和太陽能等可再生能源驅(qū)動(dòng)，那么就有可能大量使用這種燃料，而且不會(huì)產(chǎn)生任何溫室氣體。這就是空客計(jì)劃要做的事情。該公司估計(jì)，所謂的 “環(huán)保氫氣”有可能將航空業(yè)的排放量減半。

盧埃林的團(tuán)隊(duì)正在研究三種氫動(dòng)力概念機(jī)，分別是經(jīng)典商用飛機(jī)、渦輪螺旋槳飛機(jī)以及噴氣式飛機(jī)。它們都將利用改裝后的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并在燃料電池中產(chǎn)生電能。

主要問題是如何儲(chǔ)存氫氣。因?yàn)楸绕瓞F(xiàn)在使用的汽油和煤油混合物，飛機(jī)需要更多的燃料，所以它不能像現(xiàn)在的燃料那樣儲(chǔ)存在機(jī)翼內(nèi)。這意味著氫燃料很可能要進(jìn)入機(jī)身?；蛘?，設(shè)計(jì)者可能需要考慮拉長機(jī)尾，這樣氫氣罐就可以儲(chǔ)存在將機(jī)艙與飛機(jī)非加壓部分隔開的區(qū)域。

盧埃林說，空客還在考慮其他解決方案，包括將氫氣存儲(chǔ)在機(jī)翼下的吊艙里或飛機(jī)下面的空間里?；旌弦頇C(jī)型將是儲(chǔ)存氫氣的最理想機(jī)型，因?yàn)樗鼘⒂懈嗟臋C(jī)艙空間，但其新設(shè)計(jì)也是最難獲得飛行認(rèn)證的。正因?yàn)槿绱耍湛涂赡軙?huì)堅(jiān)持使用經(jīng)典的飛機(jī)底盤，至少最初是這樣。

該公司計(jì)劃在未來五年內(nèi)開發(fā)這些概念機(jī)，并進(jìn)行飛行演示。在 2025 年，空客將決定是否花費(fèi)數(shù)十億美元來實(shí)際開發(fā)氫動(dòng)力飛機(jī)。選擇供應(yīng)商和制造地點(diǎn)還需要兩年時(shí)間，這意味著生產(chǎn)可能會(huì)在 2028 年左右開始。

空客表示，如果一切順利，首架氫動(dòng)力飛機(jī)將于 2035 年開始運(yùn)送乘客。盧埃林說：“這個(gè)項(xiàng)目在空客內(nèi)部的優(yōu)先級非常高。我非常樂觀地認(rèn)為，我們能夠如期完成任務(wù)。”

到 2035 年，空客希望氫燃料足夠便宜，足以與化石燃料競爭，并希望有足夠多的機(jī)場能夠支持氫動(dòng)力飛機(jī)，使其成為航空公司有吸引力的購買對象。

在未來幾年，氫動(dòng)力飛機(jī)將受到更多青睞，因?yàn)槭澜绺鞯氐恼荚谕苿?dòng)氫氣作為減少碳排放的方式。歐洲、中國和日本等主要經(jīng)濟(jì)體都計(jì)劃擴(kuò)大低碳?xì)錃馍a(chǎn)，作為實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)的關(guān)鍵戰(zhàn)略。到 2030 年，這將有助于降低環(huán)保氫氣的成本，使其足以與化石燃料中提煉出的氫氣相媲美。

由空客前高管保羅 · 埃雷門科 (Paul Eremenko)創(chuàng)立的初創(chuàng)企業(yè) Universal Hydrogen，已經(jīng)在研究機(jī)場問題的解決方案。該公司開發(fā)了涂有芳綸纖維的膠囊，可以在氫氣用于飛機(jī)之前儲(chǔ)存和運(yùn)輸，這意味著機(jī)場將不必投資于昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施，如管道和氫氣儲(chǔ)存設(shè)施。埃雷門科說，其公司已經(jīng)與空客、波音以及中國商飛就使用其技術(shù)進(jìn)行了討論。

空客正尋求使用液氫，這將比氣體占用更少的空間，但也面臨著額外的挑戰(zhàn)。華盛頓州立大學(xué)氫氣特性能源研究實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人雅各布 · 利赫曼 (Jacob Leachman)表示，制造液氫的技術(shù) 50 年來幾乎沒有變化。但對液氫需求的增加可能會(huì)導(dǎo)致大型制造商投資于更好的技術(shù)，以減少生產(chǎn)過程中使用的能源，使生產(chǎn)變得更具經(jīng)濟(jì)效益。

一旦技術(shù)得到驗(yàn)證，飛機(jī)項(xiàng)目通常至少需要五到六年的時(shí)間來開發(fā)，這意味著空客只有七到八年的時(shí)間來建立包括氫氣生產(chǎn)商、制造商和機(jī)場在內(nèi)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。如果它不能找到降低每個(gè)環(huán)節(jié)成本的方法，那么一切都將化為烏有。盧埃林說：“僅僅開發(fā)技術(shù)上可行的東西沒有太大意義，因?yàn)樽罱K可能沒有人能負(fù)擔(dān)得起飛行的費(fèi)用。除非我們創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的東西，否則我們不會(huì)減少飛行對氣候的影響。”

關(guān)鍵詞： 空客 氫動(dòng)力飛機(jī)