氫是否會成為航空業的未來？

中國航空報訊：

據CNBN報道，空客公司正在英國建立一個專注於氫技術的研究機構——零排放發展中心（ZEDC），這一研究機構將圍繞“低溫燃料系統”開展工作。據瞭解，第一個功能齊全的低溫氫燃料箱將在2026年開始飛行測試。

零排放發展中心位於英國布里斯托的菲爾頓鎮，該中心的主要目標之一就是圍繞空客所提出的“具有成本競爭力的低溫燃料系統”展開工作，空客將在下一代飛機設計上嘗試使用這些新技術。未來，除了位於英國的零排放發展中心之外，空客在西班牙、德國和法國也會逐步設定類似的研究機構。空客表示：“所有的研究機構預計將在2023年全面投入使用，併為地面測試做好準備。”

比起競爭對手——波音的謹慎，空客對氫能的態度則積極許多。空客認為氫能是未來空中交通領域實現碳中和的核心技術之一。2020年9月，空客釋出了ZEROe概念，並公佈了３型零排放“混合氫動力”概念飛機，這些飛機將搭載這一系統。空客曾表示，預計在2035年底前將氫動力飛機推向市場。

氫能到底為何受航空青睞？未來前景又怎樣呢？

　現實的呼喚

航空業對環境的影響是顯著的。統計報告顯示，從2013年到2019年，全球民航運輸業碳排放量已超過國際民航組織預測值的70%。氣候行動追蹤組織將航空業碳中和發展目標進展評為“嚴重不足”。如果不加控制，到2050年全世界將有25%的碳排放來自航空業。世界自然基金會（World Wildlife Fund）將航空描述為“全球氣候溫室氣體排放增長最快的來源之一”。

聯合國下屬的國際民用航空組織於2016年通過了國際航空業碳中和和減排計劃，要求航空公司對國際航班超出基準線的二氧化碳排放進行補償，國際航線將揹負更大的碳減排壓力。尤其是在民航領域，極高的投資成本、較長的研發應用週期以及超高的安全性要求，使其成為最難實現近零排放的領域。

今年早些時候，空客公司執行長紀堯姆·福裡在接受CNBC採訪時說：“如果我們不能以合適的速度實現脫碳，航空業將可能面臨重大發展障礙。”

如何使航空業有效降低碳排放？航空運輸業碳排放主要有三大來源：航空燃油燃燒、與飛機相關的地面排放和航空相關的電力使用等，其中航油燃燒約佔總排放量的79%，是碳排放的大戶。因此，航空運輸業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

氫的應用範圍廣泛，也可以透過多種方式生產，其中一種方法是電解，將水分解成氧和氫。如果在這個過程中使用的電力來自可再生能源，如風能或太陽能，那麼可稱之為綠色或可再生氫。

使用氫燃料的燃氣渦輪發動機早已被應用於工業領域，因此這並不是一個新概念。不過，這種發動機用在飛機上還面臨挑戰，因為氫氣燃燒的溫度遠高於煤油。

對此，空客顯然充滿信心。今年2月，空客宣佈將與CFM國際公司聯合開發一架技術測試飛機，預計可於2025年投入使用。這架測試飛機的機身後部將安裝第五臺發動機（一臺使用氫燃料的傳統燃氣渦輪發動機），並且還將安裝四個氫燃料罐。福裡說：“將氫飛機推向市場是空客中長期的目標，因為這是真正的終極解決方案。”同時他也承認，這需要大量的工程、研究和資本投入。

空客並不是唯一 一家打算在航空領域使用氫燃料的公司。今年4月，德國宇航中心（DLR）牽頭開展328H2-FC專案，這一專案將主要驗證氫在航空運輸中的應用潛力。航空公司ZeroAvia也表示，他們正在開發一種19座的飛機——這種飛機將“完全依靠氫氣飛行”。2020年9月，該公司的一架6座氫燃料電池飛機完成首飛。

反對的聲音

有不少人認為，氫燃料發動機在航空領域的發展仍面臨巨大挑戰。首先，在未來一段時間內，氫能仍將處於供不應求的狀態；其次，機場缺乏為氫動力飛機提供補給的基礎設施。更大的困難還在於技術：氫動力飛機，氫單位體積能量密度偏低，相同能量的燃料，儲存液態氫所用的加壓燃料箱體積約為常規飛機油箱的4倍，且燃料箱必須絕熱並增壓，這些嚴苛的條件將可能限制氫燃料飛機普及。

從商業角度來看，前路也困難重重。目前，可持續航空燃料在全球範圍內尚未大規模商業應用，首要原因是生產成本高昂，不同技術對應的可持續航空燃料生產成本是傳統航空燃油的2~3倍。現階段，航空公司無法承受用可持續航空燃料大規模替代常規航油的成本壓力。另一個原因是產能不足。由於原料收整合本高、量產不足，以及市場規模過小等，目前國內只有少數廠商在進行可持續航空燃料的自主生產。