关于清洁燃料的争论在航空领域越来越多。4月底,一些大型跨国公司联合成立了一个名为“可持续航空采购商联盟”(SABA)的机构,以加快对可持续航空燃料的投资,为未来零排放航班提供燃料。它的创始人包括Netflix、摩根大通(JPMorgan Chase)、微软(Microsoft)、波音(Boeing)和波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)。在可持续发展领域工作的美国非营利组织落基山研究所(RMI)和环境保护基金正在带头开展这一运动。
根据RMI的说法,当今排放量的近2.5%是全球航空旅行造成的结果,预计这一数字在未来几年将迅速上升,特别是预计到2050年,对航空燃料的需求预计将比疫情前的水平翻一番。举个例子,根据各种估计,从纽约到伦敦的单程航班每名乘客排放1吨二氧化碳。
设立SABA的一个主要原因是,大多数大公司都有自己的飞机机队,必须为自己的航空排放负责。
那么,航空公司希望如何减少碳排放呢?最近引起人们注意的一个主要解决方案是使用氢燃料电池作为飞机的燃料。
电子飞机公司联合创始人兼首席技术官萨蒂亚•查克拉瓦西(Satya Chakravarthy)教授表示,航空行业具有高度的安全意识,也是资产重行业,因此与其他行业相比,转型速度放缓。“这就是人们对生物燃料(可能是零碳足迹的可再生能源)、氢、燃料电池、混合电力和电力推进概念的兴趣开始发挥作用的地方,”这位来自印度马德拉斯的教授告诉我们。
霍尼韦尔航空航天公司(Honeywell Aerospace)无人驾驶航空系统副总裁兼总经理Stephane Fymat表示,尽管飞机比以前更省油、更环保,但该行业仍严重依赖化石燃料。为了更环保的未来,了解氢燃料电池的重要性是很重要的。燃料电池的工作原理是将储存的化学能转化为电能,很像电池。
氢燃料近来一直是人们关注的焦点,航空业也注意到了氢燃料的好处。Fymat说,空客计划到2035年开发出世界上第一架零排放商用飞机。
据报道,美国初创公司ZeroAvia计划在2024年之前制造10到20架由氢燃料电池驱动的客机。该公司已经从英国政府的三个计划中获得了500万美元的赠款,并吸引了英国、美国和欧盟的12家地区航空公司的兴趣。根据该公司的一份新闻声明,它还将启动一项用于全尺寸支线飞机的2MW氢电力动力系统的开发计划。该计划的启动得到了来自不同投资者2430万美元的资金支持。
Chakravarthy认为,未来的飞机将使用电力和混合电力。但Fymat强调,氢燃料电池更重要,因为它们携带更多的“能量”。一个完整的氢燃料电池推进系统可以比同等质量的电池电力系统多储存3到5倍的能量。他补充说,如果设计得当,它比同等的电池-电力系统更轻、更紧凑,尤其适用于50-60英里以上的远程应用。
他指出,如今由电池驱动的飞行仅限于20-150英里的短程跳跃。氢燃料电池推进系统可以将这个范围扩大3到5倍。另外,氢燃料电池可以在5-10分钟的在泵上加油;现在的电池需要充电30-45分钟。
他补充说,更高的能量密度、更轻的重量、更大的延伸范围和更快的周转时间可以转化为巨大的节约。氢燃料电池的高能量密度使它们可以直接与燃烧解决方案竞争。Fymat认为,氢燃料电池推进可以将航空对气候的影响降低75%至90%。
查克拉瓦蒂指出,氢气涉及安全问题,储存和处理,以及必须适合飞机的容量罐。氢电池和燃料电池都推高了这个利润本来就很微薄的行业成本。因此,我们正在考虑更长的时间框架来采用它,”e-Plane的联合创始人说。
在更好的替代品出现之前,氢是零排放飞行的一条途径。