飞机也应用氢动力?这一天也许离我们不远了。
英国航空公司(British Airways)已投资 ZeroAvia(一家领先的商业航空脱碳创新公司)正在研发能够零排放的50+座氢电动力飞机。去年,ZeroAvia获比尔-盖茨等全球顶级富豪创立的“突破能源风投基金”(Breakthrough Energy Ventures)牵头注资2140万美元。包括英国航空公司内的投资者目前已为这家公司投资了总计2430万美元。
ZeroAvia 公司预计在5年内将有50多个座位的商用飞机投入使用,最早可在2024年实现其氢电能的商业化,最多可搭乘20座飞机飞行500英里。
2020年9月,ZeroAvia完成了世界上第一次商用级飞机的氢电飞行。
HyFlyer I飞机只有六个座位,但下一代飞机的载客量将增至20人。
另外,空客公司日前公布了三款氢动力飞机的视觉概念图,并表示氢动力飞机将在2030年到2040年间投入商业使用。欧洲飞机制造集团空客公司称,零排放的大型氢动力客机将于五年内扫清技术障碍,但由于氢燃料的价格因素,还需要至少十年才能投入使用。
此次,ZeroAvia公司2020年研发的氢动力飞机HyFlyer I得到了英国政府资助,体现了政府与初创企业正在零排放领域进行投资。
全球最大的飞机制造商空客公司首席技术官格拉齐亚•瓦塔蒂尼曾经表示,氢是最具潜力的技术板块之一,既能继续满足人类对移动能力的基本需求,又能更好地与环境和谐共存。
2020年9月,空客宣布将把氢燃料推进系统作为新一代零排放商业飞机的核心。这项名叫ZeroE(零排放)的项目是欧盟数十亿欧元绿色经济刺激计划的旗舰项目。空客已经发布了三架概念机,准备于2035年进行部署。这三架都属于氢混合动力飞机,既采用以液氢为燃料的燃气涡轮引擎,又通过氢燃料电池产生电能。
然而,氢能替代化石能源走向零排放的过程可能并不容易。
首先,氢在物理和化学方面的弱势。氢的单位质量能量比喷气机燃料要高,气体状态的单位体积较大,只有通过冷却至零下253摄氏度转化为液体,氢才能保证足够的存储量。
其次,液氢的能量密度只有航空煤油的四分之一左右,这意味着,飞机要么减少载客空间、给储罐腾地方,要么增加体积。
第三,机场还需要搭建全新的基础设施,用于氢的运输和储存。
第四,价格也是商业航空需要考虑的主要问题。液氢的成本超过传统航空煤油的四倍。只有在基础设施规模增加、效率提高,液氢的价格才会有所下降。
从目前来看,发展氢能已经成为我国的国家战略,也成为很多地方政府正在推动和倡导的战略新兴产业之一。
在接下来的数年时间,也许新能源、新材料领域的新突破,将改变航空业的发展格局。任何一种技术,都有其应用的价值曲线。从最开始的高价低效,到最后的高效低价。这个过程曾经在大工业时代,比如汽车的发展历史中出现过。最开始的汽车甚至跑不过马车,但仍然以其新技术革命的姿态快速地颠覆了旧市场。
可以确定的是,未来的商业航空格局,也许在今天已经埋下伏笔。