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“晴空颠簸”与日俱增,氢能航空产业发展刻不容缓
作者:官方 来源:氢启未来网 所属栏目:市场动态 发布时间:2023-07-14 21:20
[ 导读 ]近日,一则《空姐和乘客一起被抛上天花板》的信息冲上了热搜,全球气候变暖问题再度引发热议。根据英国的一项研究显示,近几十年...

近日,一则《空姐和乘客一起被抛上天花板》的信息冲上了热搜,全球气候变暖问题再度引发热议。

根据英国的一项研究显示,近几十年,飞机在飞行途中遭遇晴空颠簸的几率越来越大,这与气候变化下的全球变暖密不可分。

航空领域是能源消耗和碳排放的重要领域之一,伴随着航空运输的发展,面临着日益严峻的环境压力和减排要求。

氢能作为高效率、低污染的清洁能源,可以通过电解水、天然气转化、生物质转化等多种途径制取,用于发电、供热、交通运输等多个领域。

利用氢能为飞机提供动力,是实现航空领域低碳化、绿色化的重要途径之一。

在国际上,氢能航空动力已经成为航空业减碳发展的重要方向之一,许多国家和地区都在积极开展相关技术研究和示范应用。

根据欧盟燃料电池与氢联合技术倡议(FCH JU)发布的《欧洲氢能航空路线图》,到2050年,欧洲预计将有40%的飞机采用氢动力系统。

目前,在航空领域利用氢能提供动力的技术路线有两种:

一、使用氢燃料电池通过化学反应产生电能,驱动电动机产生推力;

二、使用氢燃料内燃机,类似于传统汽油内燃机,但燃料改为液氢;

值得一提的是,上述两种技术路线由于相同工作容积下发生氧化还原反应的氢气流量较小,使得这两种方案功率密度较小而更适用于小型飞机。对于更大重量的民航客机,未来的选择应与现有涡扇发动机的推进方式相仿——通过点燃更大流量的氢气以驱动涡轮、产生动力,从而使发动机获得更大的功率密度。

另外,上述技术路线都需要解决液氢或气氢储存、输送、安全等问题。

现阶段,在直接使用氢燃料技术路线方面,欧美已有多个项目在进行试验和验证。

2022年9月,法国巴黎-勒布尔日机场成功完成了首次使用液态氢作为辅助动力单元(APU)燃料的试验。APU是一种安装在飞机尾部的小型涡轮发动机,主要用于在地面或紧急情况下为飞机提供电力、压缩空气等。该试验由法国民航局(DGAC)、法国民航大学(ENAC)和法国航天局(ONERA)联合开展,旨在验证液态氢APU在真实环境中的可行性和安全性。

2022年12月,法国空中客车公司展示了三款名为“ZEROe”的零排放概念飞机5,其中一款是采用翼身融合设计的涡扇飞机,可以搭载200名乘客,航程超过2000海里。该飞机将使用氢燃料电池产生电力,驱动电动机或涡轮发电机提供推力。空中客车公司计划在2035年投入使用这款飞机。

2023年1月,德国汉堡-费尔肯斯沃德机场启动了一个名为“氢机场”的项目3,计划在2025年实现机场的零碳排放。该项目将建设一个液态氢生产和储存设施,为机场的地面车辆、发电设备和飞机提供氢能。该项目由德国航空航天中心(DLR)和汉堡机场联合发起,得到了欧盟和德国政府的资助。

2023年2月,德国海德堡大学和德国航空航天中心(DLR)联合开发了一款名为“HY4”的四座氢燃料电池飞机,并在斯图加特机场进行了首次试飞。该飞机使用两个高压储氢罐储存氢气,通过燃料电池产生电力,驱动一台功率为80千瓦的电动机提供推力。该飞机的最大时速可达200公里,最大航程可达1500公里。

2023年3月,英国零碳航空公司(ZeroAvia)宣布完成了首次使用液态氢作为燃料的飞机试飞。该飞机是一架改装的塞斯纳337双发飞机,可以搭载6名乘客,航程达500英里。该公司计划在2024年推出19座的液态氢飞机,并在2030年推出50-100座的液态氢飞机。

以上只是国际氢能航空领域发展情况的部分案例,可以看出,氢能在航空领域已经引起了全球航空业的高度关注和重视,各国都在加快推进相关的技术研究和示范应用。

根据国家发改委、国家能源局在《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》中对氢能产业发展作出明确规划。

我国氢能产业发展迅速,在制氢、氢能交通工具开发、氢能基础设施建设已经颇具规模,氢能在航空动力方面也不断取得新的进展。

2023年3月,由中国工程院院士杨凤田倡导的首款四座氢内燃机飞机验证机载沈阳某机场完成首飞,此飞机搭载一汽集团基于“红旗”汽油机研发的国内首款2.0L零排放增压直喷氢内燃机,是我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机。

根据中国科学院《中国碳达峰碳中和路径与政策建议》报告,到2050年,我国民用航空运输量将达到2019年的4.5倍,碳排放量将达到2019年的2.5倍。如果采用氢动力飞机替代传统飞机,可以使碳排放量降低50%以上。

相较于国外氢能航空领域的发展,我国近年来虽然也取得了新的进展,但仍处于起步阶段。

要实现赶超国外并非易事,氢启未来网认为,在氢能航空领域,首先需要建立健全顶层设计、法规与政策体系;其次要加大氢能航空动力核心技术研发支持;最后要重视氢源供应及储运的发展,以缩小与国际先进水平的差距,为推动我国航空产业转型升级、实现碳中和目标提供支撑。

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