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空客表示:如果一切順利首架氫動力飛機將于2035年開始運送乘客

交通運輸領域是名副其實的溫室氣體“排放大戶” ,“零排放” 的陸路交通工具已經相當常見,但在空中運輸市場,實現零排放的目標似乎依然遙遙無期??湛拖胍淖冞@種情況,該公司正押注于氫動力零排放飛機。

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

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

氫動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年時間研究在飛機上使用電池儲存電力,但在今年早些時候擱置了該項目。雖然電池在汽車和公交車上被大量采用,但它們產生的能量相對較低。要想產生足夠支持飛機長途飛行所需的電力,電池組的重量將讓飛機不堪重負。

領導空客實驗項目的工程師格倫·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和航空提供動力,而電池技術的發(fā)展速度還沒有達到我們實現抱負所需的水平。”

統(tǒng)計數據顯示,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的。

與化石燃料燃燒時會排放溫室氣體二氧化碳不同,氫燃料的副產物主要是水蒸氣。今天,大多數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摹5珰錃庖部梢酝ㄟ^電解水來產生,只是成本更高。

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

盧埃林的團隊正在研究三種氫動力概念機,分別是經典商用飛機、渦輪螺旋槳飛機以及噴氣式飛機。它們都將利用改裝后的燃氣渦輪發(fā)動機,并在燃料電池中產生電能。

主要問題是如何儲存氫氣。因為比起現在使用的汽油和煤油混合物,飛機需要更多的燃料,所以它不能像現在的燃料那樣儲存在機翼內。這意味著氫燃料很可能要進入機身?;蛘撸O計者可能需要考慮拉長機尾,這樣氫氣罐就可以儲存在將機艙與飛機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,包括將氫氣存儲在機翼下的吊艙里或飛機下面的空間里。混合翼機型將是儲存氫氣的最理想機型,因為它將有更多的機艙空間,但其新設計也是最難獲得飛行認證的。正因為如此,空客可能會堅持使用經典的飛機底盤,至少最初是這樣。

該公司計劃在未來五年內開發(fā)這些概念機,并進行飛行演示。在2025年,空客將決定是否花費數十億美元來實際開發(fā)氫動力飛機。選擇供應商和制造地點還需要兩年時間,這意味著生產可能會在2028年左右開始。

空客表示,如果一切順利,首架氫動力飛機將于2035年開始運送乘客。盧埃林說:“這個項目在空客內部的優(yōu)先級非常高。我非常樂觀地認為,我們能夠如期完成任務。”

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場能夠支持氫動力飛機,使其成為航空公司有吸引力的購買對象。

在未來幾年,氫動力飛機將受到更多青睞,因為世界各地的政府都在推動氫氣作為減少碳排放的方式。歐洲、中國和日本等主要經濟體都計劃擴大低碳氫氣生產,作為實現凈零目標的關鍵戰(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,已經在研究機場問題的解決方案。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之前儲存和運輸,這意味著機場將不必投資于昂貴的基礎設施,如管道和氫氣儲存設施。埃雷門科說,其公司已經與空客、波音以及中國商飛就使用其技術進行了討論。

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)。華盛頓州立大學氫氣特性能源研究實驗室創(chuàng)始人雅各布·利赫曼(Jacob Leachman)表示,制造液氫的技術50年來幾乎沒有變化。但對液氫需求的增加可能會導致大型制造商投資于更好的技術,以減少生產過程中使用的能源,使生產變得更具經濟效益。

一旦技術得到驗證,飛機項目通常至少需要五到六年的時間來開發(fā),這意味著空客只有七到八年的時間來建立包括氫氣生產商、制造商和機場在內的整個生態(tài)系統(tǒng)。如果它不能找到降低每個環(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)技術上可行的東西沒有太大意義,因為最終可能沒有人能負擔得起飛行的費用。除非我們創(chuàng)造出經濟實惠的東西,否則我們不會減少飛行對氣候的影響。” (小小)

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責任編輯:Rex_01

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