到2035年,氢动力航班能否成为现实?

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  • 世界经济论坛与剑桥大学航空影响加速器发布的新报告,探讨航空业如何实现真正的零气候影响。

  • 行业领袖对替代推进技术,尤其是氢能,未来能够如何应对航空业的气候影响持乐观态度。

  • 到2035年,氢燃料电池或可用于为中程航班提供电力,氢燃烧飞机则可能用于长途航班。

可持续发展已成为航空业议程上的关键议题。在范堡罗国际航展这一场自新冠疫情以来欧洲首个大型航展上,主办方推出了新的全球航空航天论坛,以加速变革并推动向净零转型。活动期间,世界经济论坛“迈向真正零排放”倡议发布了首份报告释放可持续电池与氢动力飞行的潜力。报告阐述了采用电池或氢能的新型推进技术如何助力航空业实现脱碳。

世界经济论坛正在采取哪些行动,帮助航空业实现净零目标?

“迈向真正零排放”倡议于2021年启动,旨在通过以下三种方式加速这些新技术的开发与部署:

  • 汇聚整个生态系统的领袖,围绕替代推进技术形成以事实为依据的观点;

  • 动员不同利益相关方采取行动,推动并加速向清洁航空技术转型;以及

  • 确保实现替代推进技术应对航空业气候影响的潜力。

报告指出,到2035年,三类前景可期的替代推进飞机或可成为传统碳排放飞机的可行替代方案。纯电池飞机可实现最短航程的完全零排放飞行。氢能则可通过燃料电池为中程飞机提供电力,也可通过直接燃烧来驱动飞机。后一种方式可用于目前执飞任何航程的飞机。

减少飞行过程中的碳排放只是问题的一个方面。还需要考虑用于驱动飞机的任何燃料或能源的全生命周期影响,以及电动飞机电池的制造和更换所带来的影响。

航空业的排放天然发生在大气高层,其中包括非二氧化碳排放;据认为,这类排放造成的气候变暖影响最高可达二氧化碳的两倍。报告考察了新技术可能如何影响这些其他排放,以及为了解采用这些新技术的完整气候影响而必须解决的关键不确定性。

氢动力航空的潜力

航空业传统推进技术与替代推进技术的总体气候影响。Image: 航空影响加速器

这份报告由剑桥大学航空影响加速器参与编制,首次全面尝试了解采用替代推进技术的完整气候影响。报告记录这些新技术带来的机遇、挑战和不确定性,为决策者提供所需信息,说明如何释放电池和氢动力航空在应对气候变化方面的潜力。

“2021年,航空业一致承诺到2050年实现碳排放净零——这一共同目标比以往任何目标都更具雄心。”

格伦·卢埃林,空客零排放飞机副总裁

报告确定了八项将推动这项技术应用于航空业的关键技术突破:

有助于航空业实现真正零排放飞行的技术突破。Image: 航空影响加速器

实现这些突破并非易事,需要行业利益相关方持续投入。然而,正如威尔士亲王殿下在报告序言中所指出的:“人们日益认识到,航空等行业当前‘照常经营’的做法难以持续、无法为继;与此同时,我们也看到新思路、新想法和新方法层出不穷,能够让我们重新塑造现状。”

加速航空业可持续发展,瞄准真正零排放。Image: 全球航空航天论坛

航空业对替代推进技术的看法

“迈向真正零排放”联盟目前由航空航天、航空及相关领域的40家公司组成。以下是替代推进领域多位领袖的观点,介绍他们的机构如何看待这些新技术的潜力,以及“迈向真正零排放”倡议如何助力释放这一潜力。

戴维·摩根,易捷航空首席运营官

在易捷航空,我们力求通过两种方式减少航班对环境的影响。我们正全力以赴,通过更新机队、提高运营效率以及承诺到2050年实现净零排放,努力立即减少碳排放。

易捷航空认为,航空业需要进行彻底变革,并大力推动零排放飞机的研发。航空业脱碳是易捷航空的重点领域。对于易捷航空这样的短途航空公司而言,氢能似乎是实现脱碳的最佳方案。氢的能量密度远高于电池,使用时不产生碳排放,而且有望大幅减少甚至消除非二氧化碳效应。

采用替代推进技术有助于减少我们运营对气候的影响,同时保留航空业为世界带来的巨大社会和经济效益。我们将继续与世界经济论坛“迈向真正零排放”倡议及我们的合作伙伴携手,包括空客、罗尔斯·罗伊斯、GKN航空航天和克兰菲尔德航空航天解决方案公司,共同探索氢能在航空领域带来的机遇。

“在易捷航空,我们正全力以赴,通过更新机队、提高运营效率以及承诺到2050年实现净零排放,努力立即减少碳排放。”

戴维·摩根,易捷航空首席运营官

乔本·贝维尔特,Joby Aviation创始人兼首席执行官

航空是我们最快捷、最安全、成本最低的交通方式。过去50年里,航空客运周转量大致每十年翻一番。遗憾的是,这种自由出行也伴随着代价。在大气高层燃烧燃料,持续对气候造成严重影响。

研发一款新飞机大约需要十年,而大多数机型通常会生产数十年,之后还会继续运营数十年。这意味着,今天开始研发的飞机很可能到2050年仍在运营。

真正可持续的航空业需要从燃烧发动机转向电力和氢电推进。在Joby,研发并商业化这些气候中性的飞机是我们的使命。我们必须在业务各方面采取大胆行动,尽量减少对地球的影响。目前,我们所有主要设施都完全依靠可再生能源供能,并计划为商用飞机运营采购可再生能源。我们在设计飞机和电池系统时深思熟虑,力求延长其使用寿命并尽量减少每次飞行的全生命周期碳足迹。随着业务增长,我们将继续评估自身的环境足迹,并尽可能采取行动减少影响。

航空业转型极其艰难,需要数十年时间。不过,这件事必须完成,而且必须高效、有效地完成。

世界经济论坛如何应对气候危机?

瓦尔·米夫塔霍夫,ZeroAvia创始人兼首席执行官

“迈向真正零排放”倡议及其相关工作,旨在了解如何利用电池和氢动力飞行减轻航空业对气候的影响。这对行业未来至关重要。

可持续航空燃料在扩大规模方面面临长期挑战,而航空排放对气候强迫的全面影响也需要得到关注,因此我们必须寻找新的解决方案。今年,清洁航空技术领域进展频频,这份报告将进一步帮助我们了解如何有效运用这些技术,实现最大影响。

我们认为,氢燃料电池飞机是最佳选择,既能平衡电气化和氢燃料带来的环境效益,也能兼顾设计满足航空出行需求的飞机的实际要求。我们支持“迈向真正零排放”倡议的研究发现:类似我们的技术可使飞机到2030年航程达到2,000公里(伦敦至雅典),到2035年达到4,000公里(纽约至旧金山),而我们的技术开发将助力实现这一目标。这些都将是实现净零排放道路上的重要成果。

ZeroAvia已在轻型燃料电池系统方面取得重大进展,这将助力实现上述突破。我们正与新型机身创新企业奥托航空等伙伴开展合作,优化飞机设计以提升氢动力性能。“迈向真正零排放”倡议的研究表明,这对于实现这些新技术能够、也必须带来的效益至关重要。

戴维·摩根,新西兰航空首席运营诚信与安全官、首席飞行员

如果不将零排放飞机引入机队,就不可能实现净零排放。自2018年以来,我们一直在推进自己的零排放飞机项目,而《释放可持续电池与氢动力飞行的潜力》报告将进一步帮助我们了解以替代推进飞机执飞的目标。

到2050年,我们预计替代推进飞机不仅能为国内和短途国际机队提供低碳替代方案,还能带来新的经济机遇。

实现净零排放不会一蹴而就,也不可能单靠一方完成。这需要航空业内外不同利益相关方建立合作。我们必须携手推动真正的变革,确保航空业拥有可持续的未来。

“到2050年,我们预计替代推进飞机不仅能为国内和短途国际机队提供低碳替代方案,还能带来新的经济机遇。”

戴维·摩根,新西兰航空首席运营诚信与安全官、首席飞行员

格伦·卢埃林,空客零排放飞机副总裁

航空业正迎来令人振奋的时代。创新技术必将推动飞机排放在未来十年大幅减少。

这些技术进步早已迫在眉睫。2021年,我们行业一致承诺到2050年实现碳排放净零——这一共同目标比以往任何目标都更具雄心。要实现这一目标,需要采取一系列脱碳措施,包括更新机队、改进空中交通管理、使用可持续航空燃料和采用替代氢推进技术。

空客认为,替代氢推进技术是实现我们雄心的重要技术:到2035年将零排放商用飞机推向市场。

人们常说,应对气候变化没有一劳永逸的解决方案。这话没错,但替代氢推进技术将引领航空业走上实现净零排放的正确道路。在空客,我们期待与世界经济论坛“迈向真正零排放”倡议及合作伙伴携手,推动航空出行脱碳。

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