氣候連線 | 布魯塞爾 — 減少飛行溫室氣體排放的最佳方法是減少飛行 — 但這對行業和數百萬乘客來說是行不通的。
相反，該行業正在尋找一種技術解決方案，使飛機能夠在減少汙染的同時繼續飛行 — 其中一個想法是使用氫氣。但這是否是一個可行的解決方案，還存在很大的疑問。
以下是氫動力航空面臨的五個挑戰。
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1. 清潔氫的來源不易
氫氣可能非常清潔，也可能非常髒 — 這完全取決於它的生產方式。
目前市場上大多數氫氣是所謂的灰氫，透過分解天然氣製成 — 這會排放大量二氧化碳。藍氫捕獲這些溫室氣體，但成本更高，並且存在關於二氧化碳儲存地點的擔憂。最稀有且最昂貴的是綠氫，它透過使用可再生能源分解水來製成。
綠色組織交通與環境 (T&E) 的航空經理 Carlos López de la Osa 說：“氫動力飛機只能與其動力來源的能源一樣具有可持續性。”
英國-美國製造商 ZeroAvia 的執行長 Val Miftakhov 說：“今天，運輸用氫氣大多不是零排放的。它不是綠氫。”該公司旨在交付其首架擁有 40 至 80 個座位的氫電動飛機，目標是在 2027 年前交付。
2. 氫能可能會縮短飛機航程
氫是最輕的元素，但其能量密度遠低於煤油，這意味著使用氫氣而不是化石燃料的飛機實際上會更重。
它可以與氧氣燃燒生成水，為噴氣機提供動力，但必須以液態形式儲存，這意味著需要安裝高壓罐，將高度易燃的物質保持在零下 253 攝氏度以下。所有這些都會增加重量，從而減少航程、貨物和乘客容量。
氫氣也可用於為燃料電池供電，產生電力來轉動螺旋槳。
根據2022 年麥肯錫研究，“根據目前的飛機設計，氫動力飛機的航程可能限制在 2,500 公里以內”，這相當於倫敦和伊斯坦布林之間的距離。只有“重新設計機身和儲存技術才能在不減少可用座位數量的情況下解鎖更長的航程。”
Destination 2050 — 歐洲航空聯盟，旨在到本世紀中葉建立淨零航空運輸，該聯盟彙集了航空公司、機場、製造商和導航服務提供商 — 預測氫動力飛機將在 2035 年前投入使用，但僅“適用於短程歐洲境內航線”。
這意味著它們不能用於遠端航班，歐洲空中交通管理機構 Eurocontrol 表示，遠端航班佔航空二氧化碳排放量的 50% 以上。
3. 這將非常昂貴
今天的機場已經建成，可以為飛機加註化石燃料；它們必須進行改造以供應氫氣。
Miftakhov 說：“今天機場沒有氫氣。”他確信解決方案將是“在機場現場制氫”，這將降低運輸成本。
今年 1 月，加州能源委員會（該州的能源政策機構）向 ZeroAvia 獎勵了近 330 萬美元，用於開發一種移動式液氫加油車，該加油車將在利弗莫爾市機場與煤油一起為飛機加油。
然而，挑戰的規模是艱鉅的。
西班牙能源跨國公司雷普索爾的可持續航空主管弗朗西斯科·何塞·盧卡斯在談到將氫氣運送到機場的困難時說：“我們尚不清楚氫氣在航空領域的全部潛力，而且要使其不僅在技術上而且在經濟上可行，仍然存在重大挑戰。” “儘管如此，我們確信它是一項在中長期內具有巨大潛力的技術。”
4. 繁文縟節將成為一個問題
航空可以說是地球上安全標準最嚴格的行業。這意味著轉向氫氣將面臨非常高的監管障礙。
歐盟航空安全域性 (EASA) 發言人 Janet Northcote 說：“對於少於 20 名乘客的飛機，規則是基於效能的，因此不需要對氫動力推進進行任何調整。”
但是，她說，“對於較大的運輸飛機，法規更具規定性，並且目前的法規並不適用於所有方面。”
該機構確實有一項名為“特殊條件”的規定，該規定允許採用新技術，並已用於空中客車 A321XLR — 一種仍在等待認證的超遠端飛機。
但在 XLR 的案例中，特殊條件適用於中央油箱的新設計，而不是用於為飛行提供動力的新方法。
Northcote 說，EASA 透過該機構的預申請服務與氫動力飛機開發商保持聯絡。
她說：“預申請流程有助於他們降低專案的風險，並使我們能夠確定當前法規可能需要在哪些方面發展。”
5. 非二氧化碳影響
在將飛機從煤油轉換為氫氣的所有努力之後，即使是這樣的綠色機器仍然可能對氣候產生負面影響。
最近的研究表明，航空業約 50% 至 75% 的氣候影響是由非二氧化碳效應引起的 — 例如氮氧化物排放或水蒸氣 — 這有助於凝結尾跡的形成。如果飛機留下的這些白色雲層持續足夠長的時間，可能會加劇氣候變化，如果它們持續存在。
Breakthrough Energy 的可持續航空專家 Matteo Mirolo 說：“關於氫航空對氣候的影響，仍然存在疑問。”Breakthrough Energy 是由比爾·蓋茨創立的組織，也正在投資開發氫動力飛機。
Mirolo 說：“我們仍然不完全瞭解氫氣的非二氧化碳影響”，但他補充說，與化石煤油動力飛機相比，氫動力飛機將“產生積極影響，降低汙染水平，包括顆粒物”。
T&E 的 López de la Osa 認為，更清潔燃燒的氫發動機意味著凝結尾跡很可能是短暫的。他說：“氫燃燒排放的顆粒物更少，水蒸氣可以附著在上面。”
為了驗證這一點，空客正在內華達州進行正面比較，方法是飛行類似的氫動力飛機和煤油飛機。
空客零排放飛機專案副總裁格倫·盧埃林說，目的是“生成資料，透過在凝結尾跡形成的環境中進行飛行測試來了解差異”。預計結果將在 2024 年底前公佈。
轉載自 E&E News，經 POLITICO, LLC 許可。版權所有 2024 年。E&E News 為能源和環境專業人士提供重要新聞。