雖然航空業并非碳排放的超級大戶，但絕對是碳減排的“困難戶”，主要原因在于長途飛行還顯著依賴于化石燃料，要實現航空脫碳，技術上能否取得突破是關鍵。

 

　　法國《回聲報》認為，當前航空業即將迎來第三次航空革命。第一次航空革命是20世紀初萊特兄弟的第一架飛機成功試飛；第二次革命是上世紀50年代，渦輪式風扇發動機的問世宣告航空業進入黃金時代。那么第三次航空革命究竟是什么？

 

　　德國西門子電力飛行技術負責人弗蘭克·安東博士對此毫不猶豫地給出他的答案：電。安東指出：“電力推進技術是航空業的發展方向，否則航空業將沒有未來可言。”西門子團隊已初步完成了油電混合推進系統的設計、研發與試飛工作。2015年，西門子推出的電動飛機電機，重量僅為50公斤，但功率卻高達260千瓦，實現了全球首架250千瓦級電動飛機的首飛。未來，通過電力系統的不斷優化和電池技術的進步，西門子希望研發出滿足100座的混合動力航空裝置。

 

　　對于法國同行，該問題的答案同樣是一個字：氫。法國民用航空研究委員會（Corac）今年1月發表了航空運輸脫碳技術路線研究報告。該報告認為，未來需要通過不斷提升氫能飛機所占比重來實現行業脫碳。在其規劃的路線圖中，法國可在2030年推出新一代中短途飛機，利用降低油耗和生物燃料實現碳中和；2035年推出短途氫能飛機；2045年推出中程氫能飛機；至2050年，氫技術可為航空業全部碳中和貢獻29%。在另外一項更為激進的歐洲聯合研究報告則指出，用氫代替燃油可將航空運輸對氣候的影響降低50%到70%。

 

　　電和氫是目前兩個主要的推進技術研發路線。

 

　　法國蒙田研究所報告對此指出，考慮到儲電池和燃料電池的能量密度，純電力推進的應用將主要是小型飛機。對于大型飛機，混合電動推進可作為實現完全電氣化的過渡技術。混合電力推進可以通過將傳統發動機與電力推進串聯或并聯組合。這一概念已在汽車行業長期應用。

 

　　根據目前的技術展望，100座以上的全電動飛機難以在2050年前投入使用。19座以下的小型飛機業務正在增長，但目前僅占全球航空總排放量的不到1%。對于中遠程大型飛機，更為現實的技術選擇似乎只有氫氣和可持續航空燃料（SAF）。這里的氫推進與依靠氫氣發電的燃料電池不同，氫推進飛機是將氫氣燃燒作為發動機燃料。

 

　　目前，歐美主要國家都將氫推進視為飛機脫碳的最佳候選者，也是2035年可實現的主要技術解決方案之一。氫燃料的優勢在于燃燒溫度高，可以提高發動機的熱效率，并且是零碳排放。從發動機制造商的角度來看，用氫代替燃油并不困難，主要是解決氫燃燒帶來的材料耐高溫問題。即使有必要進行調整，發動機的90%都可能保持不變。選擇氫的主要困難在于飛機上的存儲問題，相同的機載量下，氫燃料的重量是傳統燃油的三分之一，但所占體積是燃油的4倍，這需要對飛機結構做出調整。且液態氫需要在零下253攝氏度低溫儲存，儲罐材料對隔熱、抗振動和沖擊、承重、密封有很高要求，需要專門開發一種能夠在飛機應用要求下承受熱循環和壓力循環的液氫儲罐。

 

　　根據法國蒙田研究所的預測，為了實現2050年脫碳目標，目前占全球航空排放約3%—4%的區域航班（主要為100座以內小飛機）可以基于混合電力推進和氫燃料電池實現脫碳；占航空排放約67%的中短途航班（主要為100至250個座位的中型客機）可以主要依靠氫推進技術；占航空排放約30%的長途航班（主要為250座以上的大型客機）還需要依靠可持續航空燃料。

 

　　除了推進技術外，航空脫碳還需要在改善空氣動力學，優化引擎性能，增加數字化等漸進性技術領域取得進展。

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