電動“大鵬”振翅欲高飛
◎本報記者 劉 霞
diandongfeijishizhiyikaodiandongjierfeineiranjiqudongdefeiji,baokuochundiandongfeijihehunhedonglifeiji。aodaliyaduihuawangzhanzaijinridebaodaozhongzhichu,diandongfeijikenengtingqilaihenyouweilaigan,dantamenjuliwomenbingmeiyounameyaoyuan,zhishaojiuduantufeixingeryan。
蓄勢待發
由斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司製造的取得歐洲航空安全局(EASA)頒發適航證的雙座“韋利斯”全電動輕型飛機已經悄然在歐洲上空掠過。據外媒報道,今年9月初,冰島總統和總理登上了“韋利斯”,成為冰島第一批乘坐電動飛機的乘客。此外,據俄羅斯衛星通訊社2019年12月報道,加拿大哈伯水上飛機公司發布消息表示,世界上首架全電動商用飛機12月10日在不列顛哥倫比亞省完成了測試飛行。
更大型的電動飛機即將到來!加拿大航空公司今年9月15日宣布,將從瑞典哈特電動飛機公司購買30架混合動力支線飛機。哈特公司預計,將在2028年前推出30座的支線混合動力飛機ES-30。ES-30設計為依靠電池和備用混合渦輪發電機組合運行,以目前的電池技術,在全電驅動下可以飛行200公裏,使用混合動力,其航程將擴展到400公裏。據悉,加拿大航空公司和美國聯合航空公司已從哈特飛機公司訂購了這款飛機。
美國國家可再生能源實驗室的分析人士指出,首款50—70座的混合動力通勤飛機可能在2028年之後問世。在本世紀30年代,電動航空可能會真正起飛。
優勢多多
這對控製氣候變化很重要。目前全球約3%的碳排放來自航空業,隨著人口增長,預計將有更多乘客和航班。到2050年,航空業產生的二氧化碳排放量可能是新冠疫情前的3—5倍。國際民用航空組織的長期目標是,到2050年,航空業二氧化碳淨排放量與2005年相比減少50%。實現這一目標需要混合使用不同的技術,包括電動飛機,並對其不斷進行優化。
而er且qie,飛fei機ji在zai跑pao道dao上shang滑hua行xing時shi僅jin使shi用yong電dian力li,也ye能neng節jie省sheng大da量liang燃ran油you並bing減jian少shao機ji場chang的de本ben地di碳tan排pai放fang。使shi用yong混hun合he動dong力li電dian動dong飛fei機ji,航hang空kong公gong司si還hai可ke以yi更geng多duo地di利li用yong支zhi線xian機ji場chang,降jiang低di擁yong堵du,減jian少shao更geng大da型xing飛fei機ji在zai跑pao道dao上shang的de空kong轉zhuan時shi間jian。
有鑒於電動飛機在節能減排方麵的優勢,多國政府也開始支持其發展。2020年12月,冰島政府宣布計劃在2030年實現國內航班零排放,為此將積極推動電動飛機運營。無獨有偶,瑞典政府和挪威政府也分別宣布,將於2030年和2040年實現國內航班全部零排放,計劃對電動飛機初期運營提供財政補貼。
最大問題
飛機是最複雜的交通工具之一,而要讓其電動化,最大的問題是電池重量。
如果想完全依靠現有電池驅動一架波音737客機,就必須撤下所有乘客和貨物,用電池把騰出的空間填滿,但這樣飛行也隻能飛行不到1個小時。每單位質量航空燃油的儲能大約是電池的50倍bei,為wei縮suo小xiao這zhe一yi差cha距ju,要yao麼me讓rang鋰li電dian池chi更geng輕qing,要yao麼me開kai發fa儲chu能neng更geng高gao的de新xin電dian池chi。盡jin管guan科ke學xue家jia們men正zheng在zai殫dan精jing竭jie慮lv地di研yan究jiu新xin型xing電dian池chi,但dan尚shang未wei準zhun備bei好hao用yong於yu飛fei機ji。
密歇根大學航空航天工程師兼助理教授哥卡因·聖納爾表示,混合動力飛機或許可解燃眉之急:使shi用yong混hun合he動dong力li推tui進jin係xi統tong,可ke以yi在zai大da型xing客ke機ji上shang用yong電dian池chi替ti代dai一yi部bu分fen燃ran油you。混hun合he動dong力li技ji術shu是shi大da型xing噴pen氣qi式shi飛fei機ji的de中zhong期qi選xuan擇ze,但dan對dui支zhi線xian飛fei機ji來lai說shuo是shi近jin期qi解jie決jue方fang案an。科ke學xue家jia們men希xi望wang,2030年至2035年期間,在小型支線飛機上實現這一點。
聖納爾表示,短期內人們會越來越多地使用可持續航空燃料(SAF)。目前,科學家們已經開始用玉米、油籽、藻類和其他脂肪製成可持續航空燃料,這種燃料可以將飛機的二氧化碳排放量減少80%左zuo右you,但dan供gong應ying量liang有you限xian。第di二er種zhong選xuan擇ze是shi使shi用yong合he成cheng可ke持chi續xu航hang空kong燃ran料liao,包bao括kuo從cong空kong氣qi或huo其qi他ta工gong業ye過guo程cheng中zhong捕bu獲huo碳tan,將jiang得de到dao的de碳tan與yu氫qing合he成cheng。但dan這zhe一yi過guo程cheng複fu雜za而er昂ang貴gui,目mu前qian還hai沒mei有you實shi現xian大da規gui模mo生sheng產chan。
氫會成為航空業的一種選擇嗎?對此,聖納爾解釋說,在飛機上使用氫有兩種方法:要麼代替發動機中的常規噴氣燃料;要yao麼me與yu氧yang氣qi結jie合he為wei氫qing燃ran料liao電dian池chi供gong電dian,然ran後hou由you氫qing燃ran料liao電dian池chi為wei飛fei機ji供gong電dian。問wen題ti在zai於yu氫qing氣qi會hui占zhan據ju大da量liang空kong間jian,為wei此ci工gong程cheng師shi們men正zheng在zai尋xun找zhao解jie決jue辦ban法fa,比bi如ru將jiang其qi冷leng卻que為wei液ye體ti儲chu存cun,然ran後hou作zuo為wei氣qi體ti燃ran燒shao。但dan其qi仍reng然ran會hui比bi噴pen氣qi燃ran料liao占zhan用yong更geng多duo空kong間jian,而er且qie儲chu氣qi罐guan很hen重zhong,因yin此ci如ru何he在zai飛fei機ji上shang儲chu存cun、處理或分配氫仍在研究之中。
例如,空中客車公司正在利用A380平台上的改進型燃氣輪機發動機開展大量氫燃燒實驗,計劃到2025年擁有成熟的技術。澳大利亞雷克斯航空公司預計將在未來幾年開始測試一架34座氫能飛機,用於短距離飛行。氫有望成為可持續航空的關鍵技術之一。
人們也期待著,隨著技術的不斷進步,電動飛機這隻“大鵬”一日同風起,扶搖直上九萬裏!
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