氫動力飛機展現前景與侷限 - 《華爾街日報》

在極短途航班上使用氫能的理由正變得更具説服力。但投資者不應過度解讀這對航空業未來發展的預示。

本月早些時候，ZeroAvia宣佈獲得美國航空的投資，後者可能訂購多達100台其氫電混合發動機用於支線飛機。這家英美合資初創企業在新增一系列合作伙伴後，已獲得約1000台發動機的預訂單，新合作伙伴將聯合美國聯合航空、阿拉斯加航空和英國航空共同推進項目。ZeroAvia創始人兼首席執行官瓦爾·米夫塔霍夫透露，部分英國機場也即將簽約參與氫能基礎設施建設。

氫能熱潮正處於巔峯。雖然通過電解水清潔制氫成本仍然高昂，但烏克蘭戰爭凸顯了西方實現能源獨立的緊迫性，並推高了傳統燃料價格。

去年，空客公司公佈了三種氫能飛機概念設計，計劃在2035年前實現其中至少一款的商用化。其中包括一款支線飛機項目，以及兩款可覆蓋其A320窄體客機（全球最暢銷噴氣式飛機）大部分航線的機型。根據國際清潔交通委員會最新報告預測，若航空業在2050年前徹底停用化石燃料，氫能飛機將佔據支線與窄體客機銷量的半壁江山。

然而“氫能飛機”這一術語含義模糊，它指向多種技術路徑，每種都面臨獨特挑戰。ZeroAvia的推進系統類似氫燃料汽車，通過燃料電池將氫氣轉化為電力驅動螺旋槳；而純氫能飛機則採用傳統發動機直接燃燒氫氣，這種技術早在1950年代就進行過測試。

僅靠燃料電池產生足夠動力一直是個難題。去年小型原型機墜毀後，ZeroAvia決定在兩架19座的Dornier 228飛機上測試其新型600千瓦動力系統（計劃2024年認證）——其中一架將用電池輔助燃料電池，另一架則搭配傳統發動機（至少初期如此）。

這些飛機僅適用於利基市場。主流支線運營商需要至少50座、航程400英里的渦槳飛機。這意味着要等待ZeroAvia研發2000-5000千瓦的下一代動力系統，該公司希望2026年前交付。

對於更遠航程，燃料電池重量成為主要障礙。Miftakhov認為技術發展速度足以在2030年代為A320級別客機供能，但專家普遍認為燃燒液態氫在中遠程航線上更可行。空客雖未放棄燃料電池方案，但若僅用於其首款支線機型，則2035年的交付目標顯得保守。此外，挑戰年銷售額約200億美元的GE航空和普惠等渦輪發動機制造商的利益也非易事。

氫燃料燃燒存在不同的問題。其效率低於燃料電池，並且會產生大量非碳氣體排放，如水蒸氣和氮氧化物。它們對環境的影響尚不明確，因此空客上個月宣佈將使用氫動力測試滑翔機來研究其產生的線狀雲。這是一個明智之舉，但也突顯了可能阻礙該技術成為綠色替代方案的未知因素。歐洲飛機制造商在決定開發何種氫能飛機時給自己留出的迴旋餘地，很能説明問題。

無論是用於渦輪發動機還是燃料電池，氫氣所佔空間都比航空煤油大得多，且無法存儲在機翼中。這使得隨着航程增加，機身設計難度急劇上升——儘管區域航班僅佔民航碳排放總量的7%。

雖然ZeroAvia公司的時間表看似樂觀，但當前的行業熱潮很可能預示着2030年代區域噴氣式飛機將迎來氫電混動革命。不過要實現氫能飛機數百英里以上的遠程飛行承諾，目前看來仍如霧裏看花。

美國航空公司可能訂購多達100台ZeroAvia的氫電混動發動機用於支線客機。圖片來源：ZeroAvia**聯繫作者：**喬恩·辛德魯 [email protected]

本文發表於2022年8月18日印刷版，標題為《氫能飛機展現潛力》。