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客运航空每位乘客的碳效率不断提高。从1968年到2014年，发动机的燃油效率提高了大约45%。航空公司也创造了更高的座位密度，即每架飞机更多的座位，更多的满员航班。但是碳排放继续上升，因为乘客每年增长3-5%。CleanSky估计，在未来几年，曲线将更加平缓，但由于每年的旅行增长，曲线将继续增长。
每运输一吨材料，商业航空比其他任何运输方式都要消耗更多的燃料。在新冠肺炎疫情之前，商业航空公司预计到2022年将使用1000亿加仑的喷气燃料。2019年，该行业使用了960亿加仑的喷气燃料，并且每年都在稳步增长，自2005年以来增长了44%。
即使技术继续在喷气推进的燃料效率方面取得巨大进步，它也不会超过航空旅行需求的年增长率，这直接体现在喷气燃料需求的增加上。例如，CFM LEAP-1发动机比20世纪90年代的CFM56发动机节省15%的燃油，比20世纪80年代的CFM56-3发动机效率高22%。每一代机器的效率都在不断提高，但问题是：并不是所有的飞机都使用下一代的发动机。
随着航空业积极研究传统燃料模式的可行替代方案，氢燃料电池技术作为更清洁的飞机解决方案成为该行业的主要竞争者。
替代电源选项
三种替代能源正在引领商业航空业的复兴：可持续航空燃料、电池电力和氢电燃料电池技术。
这些技术都提供了从大幅减少排放到零排放的各种选择。然而，一旦开始分析利弊，氢最终成为喷气燃料的唯一可靠和实用的替代品。
可持续航空燃料
能源部预计，从2020年到2050年，燃料需求将翻一番，每年需要2300亿加仑，相当于未来30年燃料需求增加116%。
SAF相对于电力和氢气的真正优势在于它不需要对现有的发电厂进行改造；发动机燃烧汽油，其工作原理与使用喷气燃料相同。
SAFs前进的真正障碍是可伸缩性。喷气燃料行业已经非常庞大（约1000亿加仑），年增长率不到4%。SAF每年需要大量的生物质，这相当于每年生产的全部生物质。或者，SAF的生产商可以采用氢作为原料的技术，这使得它非常昂贵。最终，它最适合作为快速减少CO₂的过渡解决方案，但不能消除对环境更有害的其他温室气体，因为它们产生的影响至少与航空燃料燃烧产生的直接CO₂排放物一样大。因此，它不能作为永久的解决办法。
电池电力和混合电力
空中客车公司已经通过他们的概念验证项目，E-Fan X，一种高度改进的BAe 146支线飞机，追求这一想法。然而，这个项目的结果是一架喷气式飞机，空客只用一个电动机代替了四个发动机中的一个；来自电池和发电的重量被证明是禁止的。
重量因素将继续成为民用飞机电气化的限制因素。空中出租车所需的短距离操作仍可能是电池供电的领域，特别是因为通过使用碳纤维和其他复合材料为电池供电腾出空间，可以大大减轻重量。然而，对于商业客机所需的航程，电池是不可行或不现实的，很可能停留在几百公里以下。此外，电池驱动的飞机有一个明显的缺点：随着电荷的减少，飞机重量不会减少。客机依赖于它们的飞机重量在整个飞行过程中显著减少，以在到达时处于可接受的着陆重量包线内。
此外，还有电池充电的问题。由于周转快，航空公司目前没有足够的时间在其航线范围内为该尺寸的电池充满电。重量限制和时间约束将阻止商业航空公司实施这项技术，因为它们的利润主要取决于它们使用同一架飞机可以执行多少次飞行。给飞机充电的过程会大大减少它所能提供的飞行次数。此外，充电的成本也很高：典型的充放电循环次数大约为几千次，之后需要更换电池。
氢燃料电池
可持续航空的一个真正可行的选择在于氢电动力系统的应用。氢燃料电池已经在汽车工业中使用，成千上万的汽车已经上路，并且已经在机场地面支持设备中运行。初步评估显示，燃料电池驱动的飞机比电池驱动的飞机有大约4到5倍的航程。与电池和传统燃料相比，这一优势来自于氢的高能量密度。氢的唯一显著缺点是体积密度低，这可以通过在小型飞机上使用压缩氢，在大型涡轮螺旋桨飞机和喷气式飞机上使用液态氢来克服。
飞机上有氢气吗？
随着英国航空公司（British Airways）等航空公司投资于氢技术，并与全球政府合作，以在2050年前达到零排放航空标准，很明显，航空公司将氢视为一种可行的替代品。氢气是产生持续飞行所需推力的净零排放燃料来源的唯一路线图，而没有电池供电飞行的重量和严重的航程限制。
与生物燃料、合成燃料和电池电力相比，氢有几个推动需求的关键优势。生物燃料和合成燃料没有范围限制，也没有基础设施，但CO₂减排效果有限。电池很重，限制了行驶里程。与传统的和合成的航空燃料以及电池相比，氢是真正可扩展的，并且可以在运行期间产生节约。
它的油箱尺寸只限制了氢的范围。此外，当使用低碳强度工艺（如可再生能源）制造时，氢气对气候的影响会大大降低。
对氢的需求将与空中最多产的碳化器——中程飞机——相吻合。单通道飞机产生的碳最多，因为它比任何其他类型的飞机都多。因此，专注于向氢过渡的这种飞机将产生对氢动力和氢燃料的巨大需求，并显著减少污染物。
联邦快递已经证明，在地面支持设备中，氢是内燃机的一种清洁、易于获得的替代品，他们在孟菲斯将整个机场货运拖船队转换为氢燃料电池动力。
氢燃料电池是所有机场保障车辆的天然选择。我们预计机场巴士、飞机拖轮和飞机加油车也将过渡到氢燃料电池供电。
机场上的氢生态系统
前进的明确选择是在全球机场开发氢生态系统，为使用绿色氢作为主要能源的商用飞机提供动力。一旦绿色氢基础设施到位，它就是一种完全可再生的燃料来源，可以通过可再生能源就地生产。
机场是有机生产液态氢的绝佳平台，因为它们设计平坦，占地数百英亩。此外，由于需要一个平整的表面来减少障碍物，机场有机会在他们的一些区域安装太阳能电池板，而不违反传统的安全措施。
机场环境已经很好地被用于氢气生产。所有的商业机场都有一个“油库”。考虑到这些油库的巨大规模和散装石油储存中固有的危险，它们远离机场的航站楼、停机坪和活动区。太阳能电池阵列已经在机场中广泛应用，为航站楼、机场照明系统等供电。例如，最近的一项研究表明，利用机场可供太阳能电池阵列使用的表面积，除了机场本身之外，还可以为多达136，000所房屋供电。
飞机和飞机发动机制造商正与全球政府和机场合作，争取在2050年前实现零排放。实现这一目标的所有选择都摆在桌面上。然而，并非所有实现零排放的方式都是相同的，未来的道路显然在于氢燃料电池的生产。它是清洁的，在几年内将变得比传统燃料更便宜，将变得容易获得，并且可以在机场现场制造、储存和分配。
商业航空旅行将继续逐年增长，推动对喷气燃料的更高需求，仅在过去16年中，需求就已经增长了44%。在替代燃料的三个主要竞争者中，氢是唯一可扩展的零排放解决方案。氢是可再生的，不依赖于生物质，并保持化石燃料的大部分范围和容量；唯一的排放物是水。此外，这项技术现在就在这里，所以我们需要将其用于商业航空，并消除喷气燃料的垄断。
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