英国劳斯莱斯:世界上首个氢气式飞机发动机测试成功
【蜂耘网 航空航天】英国劳斯莱斯公司宣布,氢气喷气发动机已经测试成功,这意味着世界航空领域首次迎来使用氢气的现代航空发动机。该公司认为它将帮助消除航空业的温室气体排放。
该公司与易捷航空在地面测试中使用了一台经过改装的劳斯莱斯AE 2100-A支线飞机发动机。测试使用的氢气燃料是苏格兰奥克尼群岛的风能和潮汐能产生的绿色氢气。
劳斯莱斯首席技术官格拉齐亚维塔迪尼 ( Grazia Vittadini ) 认为此次测试成功是一个令人兴奋的里程碑,这有助于重塑飞行未来。
重塑飞行未来
飞机由多个系统组成,飞行未来的重塑不能仅靠一个氢气发动机。
低温氢燃料箱
低温氢燃料箱是重塑飞行未来的关键之一。想要推进氢燃料在航空业的应用,必须要解决氢燃料箱难题。
飞机安全性的要求很高,而氢气是密度最小的气体,极易泄露又易燃易爆。氢气的储存必须要对氢气进行压缩,压缩后的液氢需要在低温、高压的环境下保存。同时,氢气的单位体积能量密度低,提供同样能量的条件下,氢气燃料箱的体积是常规油箱的4倍。
据报道,空客建立的零排放发展中心致力于解决“低温燃料系统”难题,其主要目标之一就是建立“具有成本竞争力的低温燃料系统”。据估计,第一个功能齐全的低温氢燃料箱将于2026年开始飞行测试。
氢燃料供应链
氢能供给也影响着清洁航空的推进。氢的成本相对较高,目前有两种制氢途径:水的电解和石油气裂解。前者纯度高成本也高,后者成本低但纯度低,提纯难度大。无论那种途径,氢能成本都高于化石燃料。
有挑战就有机遇,咨询公司 Aviation Projects 的常务董事 Keith Tonkin表示,他们正视图在全球范围内建立一个氢能源供应系统,他们将通过可再生能源产生的电力来制造绿色氢气,并建立完整供应链将氢气运送到飞机所在的地方。
新的运营模式
氢能源飞机也将改变航空业的运营和商业模式。为了探索氢燃料飞机的潜力,欧洲航空公司 Wizz Air 与空中客车公司达成协议,对氢燃料飞机如何影响地面调度、地面基地和机场运营,以及氢燃料飞机潜在航程、加油时间和监管要求进行评估。
Wizz Air首席人力和 ESG 官认为这项协议将通过开发未来的超高效运营和商业模式来推动全球可持续航空发展。
航空业清洁能源革命
航空业还未能真正走进绿色清洁之路。据国际能源署的报告,从2013年到2019年,全球民航运输业碳排放量已超过国际民航组织预测值的70%。气候行动追踪组织将航空业碳中和发展目标进展评为“严重不足”。据统计,国际航空运输每年排放9亿吨二氧化碳。假设年工业增长率为3-4%,到2050年,这个数字将增长一倍以上。
一面是居高不下的碳排放量,一面是低碳可持续发展的压力,航空业不得不寻求转型,清洁能源的推进已经迫在眉睫。
国际航空业减排计划
联合国下属的国际民用航空组织(ICAO)于2016年通过了一项国际航空业碳抵消和减排计划(CORSIA),该计划要求航空公司对国际航班超出基准线的二氧化碳排放进行补偿。
国际航空运输协会(IATA)表示,到2050年实现行业净零排放。2050年听起来有些遥远,但我们要尽早为实现这一目标做好长远的计划。
国际民航组织(ICAO)第41届大会重申国际航空碳抵消和减排计划(CORSIA)的承诺,多国政府强调了CORSIA作为唯一的经济措施用以管理国际航空碳足迹的重要性。
中国航空业减排计划
中国民用航空局、国家发展和改革委员会、交通运输部联合发布了《“十四五” 民用航空发展规划》。该项《规划》要求民航部门需要尽快推动中国民用航空业合理有效管控行业碳排放,完善航空碳减排管理制度。
中国航空运输协会联合会员航空运输企业发布了关于在航空运输环境保护领域采取积极措施的声明,强调要坚持和贯彻国家新发展理念,坚决执行国家绿色生态文明建设重要部署,加大投入、积极行动,加强清洁能源的应用,努力为包括中国民众在内的全球旅客提供绿色、低碳和可持续的民航运输服务。
寻找航空业清洁能源
可持续的航空燃料是推动航空业走向绿色清洁的关键,除了氢能,还有很多值得探索的清洁能源。
地沟油
由动、植物等生物材料生产而成,也可从农林业垃圾、工业废气等非生物材料中提取的可持续航空燃料被称为SAF,在民间也有一个更通俗的叫法——地沟油。国际航空运输协会的数据表明,SAF在保证飞行动力的前提下,碳排放比一般航空煤油低80%。
芒草
一项发表在《自然-可持续发展》杂志上的新研究表明,通过用可持续生产的生物燃料替代传统的喷气燃料,可以帮助航空业推进脱碳进度。亚利桑那州立大学研究小组认为在质量较差的土地上种植芒草,提供生物质燃料,可以帮助航空业通过农业实现碳中和。
(蜂耘航空航天网 责任编辑:墨染)
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