IT 高空中的氢革命——全球首架氢动力飞机
北京时间4月13日消息，全球首架商业规模的氢动力飞机去年刚从英国起飞，不久还将有更多飞机加入这一行列 。那么，在航空业节能减排这一方面，这些飞机究竟能走多远呢？随着飞机顺利离开跑道，整个团队忍不住松了一口气 。这架六座的派珀M系列飞机此前在英国克兰菲尔德机场的一座研发中心接受了整修，在美国加州的初创公司ZeroAvia与英国等地的合作伙伴们的共同努力下，成为了一架氢动力飞机 。
2020年夏末的这次处女航进行得十分顺利，标志着ZeroAvia公司已经做好准备，即将向实现零碳航空的下一步进发 。
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HyFlyer I飞机只有六个座位，但下一代飞机的载客量将增至20人
如果要用一个词来概括向低碳或零碳经济的过渡，那便是“一切皆电” 。也就是说，从制造业到施工业、从交通业到旅游业，全世界的一切人类活动都靠利用风能、太阳能或核能等低碳或零碳能源产生的电能运作 。但目前还存在一个问题：部分领域在中短期内都难以实现电气化，而航空业堪称其中最难攻克的一关 。
【IT|高空中的氢革命——全球首架氢动力飞机】在疫情爆发前，商业航空的二氧化碳排放量约占全球总量的2.5% 。这个比例看似很小，但已经超过了整个德国的排放量（2.2%） 。在航空业的有效辐射强迫（即对实际导致全球平均气温上升的因素造成的影响）中，二氧化碳也占到了一半 。除此之外，飞机排出的水蒸气尾气造成的影响也不容小觑 。
好在商业航空一直在努力提高能量效率 。由于飞机引擎和操作技术的改进，自1990年来，平均每位乘客相关的二氧化碳排放量已经降低了50%以上 。但坏消息是，由于航空业业务量激增，抵消掉了这些成就 。过去五年来，航空业乘客数量增加了至少五分之一 。等到2050年，每年乘客数量预计将达到100亿 。
乍看之下，氢似乎是个很好的解决方案 。无论使用氢来支持燃料电池、还是直接燃烧产生动力，产物都只有水 。并且在飞行场景下，每单位质量的氢包含的能量高达传统喷气机燃料的三倍以上，比锂离子电池更是高出百倍之多 。
政府与企业都正在这方面进行投资 。ZeroAvia公司2020年研发的氢动力飞机HyFlyer I就得到了英国政府的资助 。英国政府的零排放飞行理事会承诺，“将专注于实现可持续的航空燃料，以及加速零排放飞机的设计、制造与商业运营” 。
在英国政府、私人投资者与商业合作伙伴的共同支持下，ZeroAvia公司正在开发一款能够携带20名乘客、飞行距离约350海里（约合648公里）的氢电（燃料电池）飞机 。ZeroAvia的创立者及董事长瓦尔?米夫塔克霍夫表示，该公司计划最早于2023年开始提供采用此类飞机的商业飞行业务，并且等到2026年，飞机航程将达到500海里以上，载客量也将达到80人 。不仅如此，“等到2030年，我们还将造出有100个座位的单过道飞机 。”
欧洲大陆对此也是野心勃勃 。全球最大的飞机制造商空客公司首席技术官格拉齐亚?瓦塔蒂尼指出：“氢是最具潜力的技术板块之一，既能继续满足人类对移动能力的基本需求，又能更好地与环境和谐共存 。”2020年9月，空客宣布将把氢燃料推进系统作为新一代零排放商业飞机的核心 。这项名叫ZeroE（零排放）的项目如今是欧盟数十亿欧元绿色经济刺激计划的旗舰项目 。
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空客公司计划在2035年前，将三架氢动力概念机投入运营
空客已经发布了三架概念机，准备于2035年进行部署 。首先是一架螺旋桨飞机，可搭载约100名乘客，航程约为1000海里（约合1850公里） 。其次是一架喷气式飞机，可搭载200名乘客，航程也是前者的两倍 。这两架飞机的外观都与现有飞机很类似，但第三架概念机则充满了未来感，采用翼身融合式设计，与当今的商业飞机大相径庭 。空客表示，这架飞机的载客量和续航距离都超过前两架飞机，不过目前暂未公布更多细节 。这三架都属于氢混合动力飞机，既采用以液氢为燃料的燃气涡轮引擎，又通过氢燃料电池产生电能 。
ZeroAvia与空客的研发工作引起了很多人的兴趣，但并非所有航空业人士都相信，氢将在向低碳或零碳飞行的过渡中发挥主要作用 。
首先，氢在物理和化学方面具有弱势 。氢的单位质量能量虽然比喷气机燃料要高，但如果按单位体积来算，就不如后者了 。这是因为氢在普通气压和温度下以气态存在，而气体必须被压缩、或通过冷却至零下253摄氏度转化为液体，才能保证足够的存储量 。“压缩氢气或液氢的储罐既复杂又沉重 。”前劳斯莱斯飞机引擎设计师、可持续航空探索平台Green Sky Thinking创始人芬利?阿什尔指出 。
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