氢飞机与电力推进和新法规 航空业正在发生变化

从 1903 年莱特兄弟的历史性飞行到超音速飞机的发展，航空历史一直由技术和雄心驱动。

现在，随着 21 世纪的发展，该行业继续表现出对创新和激进设计的兴趣。

例如，去年 9 月，一架能够搭载乘客的氢燃料电池飞机在英格兰上空进行了首飞。

同月，空中客车公司还发布了三架氢燃料概念飞机的细节，这家欧洲航空巨头声称它们可以在 2035 年投入使用。

最近，美国联合航空公司宣布已签署商业协议，从一家名为 Boom Supersonic 的初创公司购买飞机。

美联航在一份声明中表示，尚未建造的 Overture 飞机将“经过优化以使用 100% 可持续航空燃料”。

这些举措与专注于旨在减少航空环境足迹的技术有关——这是一项重大任务，即使去年的航班数量因当前局势而下降。

根据国际能源署的数据，航空业的二氧化碳排放量“在过去二十年中迅速上升”，在 2019 年达到近 1 亿吨。它指出，这相当于“全球化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的 2.8%”。 ”

在其他地方，世界自然基金会将航空描述为“推动全球气候变化的温室气体排放增长最快的来源之一”。它补充说，航空旅行是“目前个人可以进行的碳密集度最高的活动。”

多种解决方案

在电话采访中，英国克兰菲尔德大学航空航天主任伊恩格雷将零碳描述为该行业的“重中之重”，他试图强调开发一系列解决方案以应对挑战的重要性。

“真正重要的技术驱动因素是推进系统，”他说，“但这并没有消除新技术的重要性……新轻质材料、增强型碳复合材料和系统本身。”

格雷进一步阐述了他的观点，并举例说明了为什么不应孤立地看待在我们头顶上飞行的飞机上的创新。

“为了减轻飞机的重量需要付出很多努力，因为它只花半小时在机场上空盘旋，”他说。

“因此，空中交通管理与飞机本身的整个互动是……非常重要的发展，空域管理的新技术不断涌现。”

推进力

除了氢燃料电池飞机的开发，近年来也围绕电力推进进行了大量讨论，Volocopter 和 Lilium 等公司开发了 eVTOL，即电动垂直起降飞机。

此类技术的关键在于它们可以应用到的旅程类型。

“如果你看看氢燃料电池和电池，那确实是针对较小的飞机，即 1,000 公里以下的航程，”格雷说。

“毫无疑问，你必须以零碳的方式做到这一点，”他补充道。“这会对航空业产生的整体二氧化碳排放量产生重大影响吗?不。”

“我们需要专注于远程航班，1000公里以上的航班，尤其是3000公里以上的航班。”

推动变革

对长途旅行的关注在未来几年将很重要，即使它们只占航班的一小部分。

根据 Eurocontrol 今年早些时候发布的可持续发展简报，2020 年“欧洲机场约有 6% 的航班是长途航班”——超过 4,000 公里(约 2,485 英里)。

该政府间组织接着表示，“欧洲航空一半以上的二氧化碳排放量来自航班总数中的这一小部分。”

总部位于布鲁塞尔的运动组织运输与环境的航空经理 Jo Dardenne 赞同这一观点。

“我们不应该忘记，最大的航空排放与长途航班有关，因为你飞得更远，你飞得更高，”她告诉 CNBC。

“总而言之，你会产生更多的二氧化碳。……那些长途航班只能通过更换他们正在使用的煤油来脱碳。”

正是在这些更长的旅程中，可持续航空燃料才能在未来发挥重要作用。

尽管欧盟航空安全局表示可持续航空燃料“没有一个国际公认的定义”，但总体想法是它可以用来减少飞机的排放。

飞机制造商空中客车公司将可持续航空燃料描述为“由可再生原材料制成”。它补充说，最常见的原料是基于农作物或使用过的食用油和动物脂肪。

“目前，可持续航空燃料面临的巨大挑战是以正确的成本和所需的正确数量生产它，”格雷说。

他说，用于可持续燃料的原料的来源也很重要。“如果你正在做的……生产可持续航空燃料是使用来自地球另一端的原料在世界各地运输燃料，那么它真的可持续吗?”

“目前最大的努力是研究如何以……绿色方式生产可持续航空燃料。”格雷补充说，这可能是来自废物或当地资源的燃料。

一种产生兴趣的燃料是电子煤油，它也被称为合成煤油。根据 2 月份发布的 T&E 简报，电子煤油是通过将二氧化碳和氢气结合生产的。

Dardenne 说：“它的伟大之处在于，无需对发动机和飞机技术进行任何修改，就可以将其放入这些喷气式飞机中。”

“它是一种碳中性燃料，可以很容易地投入进去，”她补充道。“唯一的问题是它非常昂贵。”

降低成本确实是未来几年的关键，但像 T&E 这样的组织热衷于强调使用它的潜在环境效益。

如果二氧化碳“从大气中捕获”并使用可再生能源生产氢气，T&E 表示“除了一些残留排放外，电子煤油的燃烧将接近二氧化碳中性。”

未来

虽然技术可能正在发展，但世界还需要制定针对航空旅行的环境足迹的规则和法规。

这些努力的例子包括国际航空和欧盟的碳抵消和减少计划，自 2012 年起将航空二氧化碳排放纳入其排放交易系统。

在接受 CNBC 采访时，T&E 的 Dardenne 强调了“适当监管”的重要性。

“如果你有效地为排放和污染定价，然后强制使用清洁技术，你就向私人和公共投资者发出了正确的信号，让他们投资它们，”她说。她补充说：“监管框架越清晰，您就可以为市场提供更多关于这些技术未来的确定性。”

“而这实际上会带来附加值、财务附加值以及环境附加值。”从更大的角度来看，她说“适当的监管”将通过有效的碳定价和燃料授权来实现，并将后者描述为使用清洁燃料的义务。她认为，这些是“有效航空脱碳战略的基石”。