《美国成功试飞首架纯氢动力飞机 》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2023-03-09
  • 本月初,一架小型零燃料飞机在美国华盛顿州试飞。试飞员表示,改装后的飞机能够完全依靠氢燃料电池运行,测试结果良好。

    这架纯氢动力飞机由美国通用氢能源公司(Universal Hydrogen)生产,该公司总部位于洛杉矶,希望能够引领美国众航空公司的碳减排进程。该公司表示,为小型飞机安装一套转换套件(包括燃料电池和电力传动系统)可以助其航空客运业务于2025年前实现净零排放。

    2021年9月,航空公司领导和拜登总统达成协议,即到2030年将飞机碳排放量减少20%,2050年之前实现温室气体净零排放。为实现这一目标,可采取拜登政府所青睐的可持续航空燃料(SAF)、或是电动飞机以及氢燃料三种解决方案。

    3月2日上午8点45分,这架绰号为闪电麦克莱恩(Lightning McClean)的飞机从格兰特县国际机场(KMWH)起飞,15分钟后到达3500 英尺的巡航高度。该次飞行依据为美国联邦航空局特殊适航证书,是为期两年的首次飞行测试,预计将在2025年达到高潮。该飞机由ATR 72支线飞机改造而成,仅保留了一个原始化石燃料涡轮发动机保障安全,其余均使用纯氢动力发动机。

    本次任务由经验丰富的前美国空军试飞员兼该公司首席试飞员亚历克斯·克罗尔(Alex Kroll)完成。他表示,在第二轮巡回测试中,他能够完全利用氢燃料电池发电机飞行,无需依赖原始化石燃料发动机。

    克罗尔表示:“改造后的飞机操控性能极好,氢燃料电池动力系统产生的噪音和振动明显低于传统涡轮发动机。”

    通用氢能源公司签订了数十架氢动力支线飞机的客运订单,其中包括美国公司Connect Airlines。该公司首席执行官约翰·托马斯(John Thomas)称,闪电麦克莱恩的飞行是“全球航空业脱碳的起点”。

    01

    航空业碳减排

    气候变化让航空运输在未来几十年内面临着生存危机。

    总部位于华盛顿的非营利研究机构世界资源研究所(World Resources Institute)的数据显示,航空业的二氧化碳排放量仅为汽车和卡车的六分之一。然而,飞机的日均乘客数却远低于汽车和卡车。

    四大航空公司(美国航空公司、联合航空公司、达美航空公司和西南航空公司)航空燃料使用量在2014年至2019年间增长了15%。然而,尽管更高效、低碳的飞机已经投产,2019年后乘客量均呈下降趋势。

    航空公司致力于在本世纪中叶实现碳中和,某些航空公司还投资了可持续燃料,从而让航空业在气候变化中发挥积极作用。

    02

    可持续燃料 VS 电 VS 氢

    可持续燃料(SAF)是由食用油、动物脂肪、城市垃圾或其他原料制成的生物燃料。该燃料能够与传统燃料混合,为喷气发动机提供动力,且该燃料已在试飞阶段甚至是定期客运航班上投入使用。

    然而,可持续燃料成本高昂,约为传统航空燃料的三倍。随着越来越多的航空公司购买和使用可持续燃料,价格将进一步上涨。支持者们正在积极推动减税等激励措施,从而促进生产。

    决策人认为,可持续燃料是一种能够实现碳减排的过渡性燃料,直到电动或氢动力飞机等更重大的突破实现。事实上,或许这些技术在二三十年内都无法广泛应用于航空飞机。

    有公司正尝试设计并制造电动飞机,但大多都是如直升机般垂直起降的小型飞机,只能容纳少数乘客。

    若要生产出能够搭载200名乘客的大型电动飞机(相当于中型标准航班),需要更大的电池,保证更长的飞行时间。按此标准,电池重量需要达到航空燃料的约40倍,才能保证充足电量。但若不改革电池技术,电动飞机将无法实现。

    此外,“氢本身是一种非常轻的燃料”,环保组织国际清洁运输委员会(International Council on Clean Transportation)汽车飞机脱碳研究学者丹·卢瑟福(Dan Rutherford)向美联社表示。“但储存氢需要大体积容器,油箱本身就很重。”

    尽管如此,卢瑟福仍然对氢燃料持审慎乐观态度。他的团队认为,到2035年,氢动力飞机将能够飞行约2100英里。

    然而,氢燃料的实施也有缺陷和阻碍。例如,需要在机场新建大规模且昂贵的基础设施,来储存冷却成液态的氢气。

  • 原文来源:https://www.china5e.com/news/news-1148520-1.html
相关报告
  • 《陕西首架液氢无人机样机研制成功并实现首飞》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-15
    • 7月8日,我省首架液氢无人机样机研制成功并顺利完成了飞行测试,标志着我省在液氢低空应用领域取得重大技术突破。 我省首架液氢无人机样机,由陕西同尘和光低温科技有限公司(以下简称同尘和光低温科技)联合西安交通大学、盛世盈创氢能科技(陕西)有限公司(以下简称盛世盈创)共同研制。本次测试的液氢无人机搭载了轻量化低温液氢储罐及燃料电池系统,同尘和光低温科技联合西安交通大学负责研发液氢燃料供应系统及液氢加注系统;盛世盈创负责液氢无人机总成。液氢无人机研制项目利用西安交通大学的液氢制备及储存平台,保证了液氢无人机的燃料供应,通过该研制项目,验证了应用于液氢无人机的液氢制取、储存、加注及燃料供应系统关键技术的可行性,攻克了液氢加注、无人机液氢燃料供应及液氢无人机集成等关键技术。 项目技术负责人李永新介绍:液氢因其储氢能量密度大、释氢效率高等优点,应用于无人机可显著提升其续航能力,在低空领域有广阔的应用前景。技术创新是液氢能源供应系统成功的关键,通过先进的低温液氢储氢技术和高效燃料电池系统的结合,液氢无人机可提升无人机极端环境长距离操作能力和适应更广泛的飞行环境,延长飞行时间、提升飞行安全、扩展了无人机应用场景。 目前,在我省氢能源应用领域,主要以气氢为主,液氢应用则处于刚起步状态。其中主要原因是液氢的制取技术要求高、难度大,许多技术难点需进一步突破。 为了加快液氢应用技术的突破,2023年7月,陕西氢能产业链链主企业陕西维纳数字科技股份有限公司,联合西安交大教授,成立了同尘和光低温科技,专注于液氢应用技术的开发和转化。该公司主要聚集氢液化、高效储存、输送及氢安全的技术研发,致力于解决液氢储运及应用技术开发。该公司通过低温氢能领域的原始创新,不断掌握核心关键技术,并紧密联合高校和行业,推进液氢产业科技创新成果转化、应用与产业孵化,目前公司已掌握氢液化技术,可以自行设计研发中小型液氢罐、液氢加注系统及液氢燃料供应系统等,未来还将在长距离、长续航的大型交通工具等领域进行应用。
  • 《国内首架太阳能氢能无人机首飞》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-09-20
    • 9月18日,国内首架太阳能氢能无人机近日在重庆明月湖顺利完成首飞。该无人机由哈尔滨工业大学重庆研究院旗下翌翔无人机团队自主研制。 该无人机采用团队研制的太阳能发电适压直驱系统、太阳能氢能混合动力系统,以及大尺寸长翼展气动外形、一体化成型轻质碳纤维机身、前后双螺旋桨同轴驱动系统、创新型氢动力电推进吊舱,机身结构紧凑,附属部件简单。整机具有巡航耗能少、续航时间超长特性,可实现跨昼夜超长航时飞行。 太阳能氢能无人机结合了太阳能和氢能两种清洁能源,利用团队自主研发的能量管理系统,实现了各部件能源输出的精准控制。其主要控制逻辑为太阳能产电无条件优先输出,氢能转化电力补足输出缺口。 翌翔无人机团队负责人介绍,太阳能与氢能相结合的无人机,形成了有效互补的能源体系——白天利用太阳能充电,夜间或阴天依靠氢能维持动力。这种互补使得无人机具备全天候工作能力,极大地拓宽了其应用范围,适用于电力巡检、森林防护、河段监控、信号中继、环境保护等多个领域,尤其降低了起降、充能维护次数和班次安排,大大提高了工作效率,降低了人员和资金投入,具有广阔的市场应用前景。