寫稿
投稿
近日，一則《空姐和乘客一起被拋上天花板》的信息沖上了熱搜，全球氣候變暖問題再度引發熱議。
根據英國的一項研究顯示，近幾十年，飛機在飛行途中遭遇晴空顛簸的幾率越來越大，這與氣候變化下的全球變暖密不可分。
航空領域是能源消耗和碳排放的重要領域之一，伴隨著航空運輸的發展，面臨著日益嚴峻的環境壓力和減排要求。
氫能作為高效率、低污染的清潔能源，可以通過電解水、天然氣轉化、生物質轉化等多種途徑制取，用于發電、供熱、交通運輸等多個領域。
利用氫能為飛機提供動力，是實現航空領域低碳化、綠色化的重要途徑之一。
在國際上，氫能航空動力已經成為航空業減碳發展的重要方向之一，許多國家和地區都在積極開展相關技術研究和示范應用。
根據歐盟燃料電池與氫聯合技術倡議（FCH JU）發布的《歐洲氫能航空路線圖》，到2050年，歐洲預計將有40%的飛機采用氫動力系統。
目前，在航空領域利用氫能提供動力的技術路線有兩種：
一、使用氫燃料電池通過化學反應產生電能，驅動電動機產生推力；
二、使用氫燃料內燃機，類似于傳統汽油內燃機，但燃料改為液氫；
值得一提的是，上述兩種技術路線由于相同工作容積下發生氧化還原反應的氫氣流量較小，使得這兩種方案功率密度較小而更適用于小型飛機。對于更大重量的民航客機，未來的選擇應與現有渦扇發動機的推進方式相仿——通過點燃更大流量的氫氣以驅動渦輪、產生動力，從而使發動機獲得更大的功率密度。
另外，上述技術路線都需要解決液氫或氣氫儲存、輸送、安全等問題。
現階段，在直接使用氫燃料技術路線方面，歐美已有多個項目在進行試驗和驗證。
2022年9月，法國巴黎-勒布爾日機場成功完成了首次使用液態氫作為輔助動力單元（APU）燃料的試驗。APU是一種安裝在飛機尾部的小型渦輪發動機，主要用于在地面或緊急情況下為飛機提供電力、壓縮空氣等。該試驗由法國民航局（DGAC）、法國民航大學（ENAC）和法國航天局（ONERA）聯合開展，旨在驗證液態氫APU在真實環境中的可行性和安全性。
2022年12月，法國空中客車公司展示了三款名為“ZEROe”的零排放概念飛機5，其中一款是采用翼身融合設計的渦扇飛機，可以搭載200名乘客，航程超過2000海里。該飛機將使用氫燃料電池產生電力，驅動電動機或渦輪發電機提供推力。空中客車公司計劃在2035年投入使用這款飛機。
2023年1月，德國漢堡-費爾肯斯沃德機場啟動了一個名為“氫機場”的項目3，計劃在2025年實現機場的零碳排放。該項目將建設一個液態氫生產和儲存設施，為機場的地面車輛、發電設備和飛機提供氫能。該項目由德國航空航天中心（DLR）和漢堡機場聯合發起，得到了歐盟和德國政府的資助。
2023年2月，德國海德堡大學和德國航空航天中心（DLR）聯合開發了一款名為“HY4”的四座氫燃料電池飛機，并在斯圖加特機場進行了首次試飛。該飛機使用兩個高壓儲氫罐儲存氫氣，通過燃料電池產生電力，驅動一臺功率為80千瓦的電動機提供推力。該飛機的最大時速可達200公里，最大航程可達1500公里。
2023年3月，英國零碳航空公司（ZeroAvia）宣布完成了首次使用液態氫作為燃料的飛機試飛。該飛機是一架改裝的塞斯納337雙發飛機，可以搭載6名乘客，航程達500英里。該公司計劃在2024年推出19座的液態氫飛機，并在2030年推出50-100座的液態氫飛機。
以上只是國際氫能航空領域發展情況的部分案例，可以看出，氫能在航空領域已經引起了全球航空業的高度關注和重視，各國都在加快推進相關的技術研究和示范應用。
根據國家發改委、國家能源局在《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》中對氫能產業發展作出明確規劃。
我國氫能產業發展迅速，在制氫、氫能交通工具開發、氫能基礎設施建設已經頗具規模，氫能在航空動力方面也不斷取得新的進展。
2023年3月，由中國工程院院士楊鳳田倡導的首款四座氫內燃機飛機驗證機載沈陽某機場完成首飛，此飛機搭載一汽集團基于“紅旗”汽油機研發的國內首款2.0L零排放增壓直噴氫內燃機，是我國自主研制的第一架以氫內燃機為動力的通航飛機。
根據中國科學院《中國碳達峰碳中和路徑與政策建議》報告，到2050年，我國民用航空運輸量將達到2019年的4.5倍，碳排放量將達到2019年的2.5倍。如果采用氫動力飛機替代傳統飛機，可以使碳排放量降低50%以上。
相較于國外氫能航空領域的發展，我國近年來雖然也取得了新的進展，但仍處于起步階段。
要實現趕超國外并非易事，氫啟未來網認為，在氫能航空領域，首先需要建立健全頂層設計、法規與政策體系；其次要加大氫能航空動力核心技術研發支持；最后要重視氫源供應及儲運的發展，以縮小與國際先進水平的差距，為推動我國航空產業轉型升級、實現碳中和目標提供支撐。
