气候连线 | 布鲁塞尔 — 减少飞行温室气体排放的最佳方法是减少飞行 — 但这对行业和数百万乘客来说是行不通的。
相反，该行业正在寻找一种技术解决方案，使飞机能够在减少污染的同时继续飞行 — 其中一个想法是使用氢气。但这是否是一个可行的解决方案，还存在很大的疑问。
以下是氢动力航空面临的五个挑战。
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1. 清洁氢的来源不易
氢气可能非常清洁，也可能非常脏 — 这完全取决于它的生产方式。
目前市场上大多数氢气是所谓的灰氢，通过分解天然气制成 — 这会排放大量二氧化碳。蓝氢捕获这些温室气体，但成本更高，并且存在关于二氧化碳存储地点的担忧。最稀有且最昂贵的是绿氢，它通过使用可再生能源分解水来制成。
绿色组织交通与环境 (T&E) 的航空经理 Carlos López de la Osa 说：“氢动力飞机只能与其动力来源的能源一样具有可持续性。”
英国-美国制造商 ZeroAvia 的首席执行官 Val Miftakhov 说：“今天，运输用氢气大多不是零排放的。它不是绿氢。”该公司旨在交付其首架拥有 40 至 80 个座位的氢电动飞机，目标是在 2027 年前交付。
2. 氢能可能会缩短飞机航程
氢是最轻的元素，但其能量密度远低于煤油，这意味着使用氢气而不是化石燃料的飞机实际上会更重。
它可以与氧气燃烧生成水，为喷气机提供动力，但必须以液态形式储存，这意味着需要安装高压罐，将高度易燃的物质保持在零下 253 摄氏度以下。所有这些都会增加重量，从而减少航程、货物和乘客容量。
氢气也可用于为燃料电池供电，产生电力来转动螺旋桨。
根据2022 年麦肯锡研究，“根据目前的飞机设计，氢动力飞机的航程可能限制在 2,500 公里以内”，这相当于伦敦和伊斯坦布尔之间的距离。只有“重新设计机身和存储技术才能在不减少可用座位数量的情况下解锁更长的航程。”
Destination 2050 — 欧洲航空联盟，旨在到本世纪中叶创建净零航空运输，该联盟汇集了航空公司、机场、制造商和导航服务提供商 — 预测氢动力飞机将在 2035 年前投入使用，但仅“适用于短程欧洲境内航线”。
这意味着它们不能用于远程航班，欧洲空中交通管理机构 Eurocontrol 表示，远程航班占航空二氧化碳排放量的 50% 以上。
3. 这将非常昂贵
今天的机场已经建成，可以为飞机加注化石燃料；它们必须进行改造以供应氢气。
Miftakhov 说：“今天机场没有氢气。”他确信解决方案将是“在机场现场制氢”，这将降低运输成本。
今年 1 月，加州能源委员会（该州的能源政策机构）向 ZeroAvia 奖励了近 330 万美元，用于开发一种移动式液氢加油车，该加油车将在利弗莫尔市机场与煤油一起为飞机加油。
然而，挑战的规模是艰巨的。
西班牙能源跨国公司雷普索尔的可持续航空主管弗朗西斯科·何塞·卢卡斯在谈到将氢气运送到机场的困难时说：“我们尚不清楚氢气在航空领域的全部潜力，而且要使其不仅在技术上而且在经济上可行，仍然存在重大挑战。” “尽管如此，我们确信它是一项在中长期内具有巨大潜力的技术。”
4. 繁文缛节将成为一个问题
航空可以说是地球上安全标准最严格的行业。这意味着转向氢气将面临非常高的监管障碍。
欧盟航空安全局 (EASA) 发言人 Janet Northcote 说：“对于少于 20 名乘客的飞机，规则是基于性能的，因此不需要对氢动力推进进行任何调整。”
但是，她说，“对于较大的运输飞机，法规更具规定性，并且目前的法规并不适用于所有方面。”
该机构确实有一项名为“特殊条件”的规定，该规定允许采用新技术，并已用于空中客车 A321XLR — 一种仍在等待认证的超远程飞机。
但在 XLR 的案例中，特殊条件适用于中央油箱的新设计，而不是用于为飞行提供动力的新方法。
Northcote 说，EASA 通过该机构的预申请服务与氢动力飞机开发商保持联系。
她说：“预申请流程有助于他们降低项目的风险，并使我们能够确定当前法规可能需要在哪些方面发展。”
5. 非二氧化碳影响
在将飞机从煤油转换为氢气的所有努力之后，即使是这样的绿色机器仍然可能对气候产生负面影响。
最近的研究表明，航空业约 50% 至 75% 的气候影响是由非二氧化碳效应引起的 — 例如氮氧化物排放或水蒸气 — 这有助于凝结尾迹的形成。如果飞机留下的这些白色云层持续足够长的时间，可能会加剧气候变化，如果它们持续存在。
Breakthrough Energy 的可持续航空专家 Matteo Mirolo 说：“关于氢航空对气候的影响，仍然存在疑问。”Breakthrough Energy 是由比尔·盖茨创立的组织，也正在投资开发氢动力飞机。
Mirolo 说：“我们仍然不完全了解氢气的非二氧化碳影响”，但他补充说，与化石煤油动力飞机相比，氢动力飞机将“产生积极影响，降低污染水平，包括颗粒物”。
T&E 的 López de la Osa 认为，更清洁燃烧的氢发动机意味着凝结尾迹很可能是短暂的。他说：“氢燃烧排放的颗粒物更少，水蒸气可以附着在上面。”
为了验证这一点，空客正在内华达州进行正面比较，方法是飞行类似的氢动力飞机和煤油飞机。
空客零排放飞机项目副总裁格伦·卢埃林说，目的是“生成数据，通过在凝结尾迹形成的环境中进行飞行测试来了解差异”。预计结果将在 2024 年底前公布。
转载自 E&E News，经 POLITICO, LLC 许可。版权所有 2024 年。E&E News 为能源和环境专业人士提供重要新闻。