空客推迟氢动力飞机计划生态系统延迟五到十年

尽管一直以来都有人支持氢动力飞机的潜力，但由于需要克服的挑战规模巨大，因此让氢燃料为航空业的脱碳努力做出重大贡献成为一项长期目标。

尽管氢能潜力巨大，但引入一种新的燃料来源，其特性要求对机场及周边地区的空中、地面基础设施进行重大改造，是一项艰巨的任务，甚至在考虑更广泛的绿色氢能生态系统需求之前也是如此。氢能对于扩大电转液合成可持续航空燃料（SAF）的规模至关重要，而SAF是航空业2050年实现净零碳排放计划的关键，这使得情况更加复杂。

在应对技术挑战方面，我们取得了一些进展，但Universal Hydrogen的倒闭，以及空客推迟氢动力单通道飞机投入使用的计划，都表明了这一目标的长期性。值得注意的是，这两项进展的驱动力既有技术挑战，也有商业因素。

推进系统开发商Universal Hydrogen是该领域最先进的运营商之一。这家总部位于加州的公司一直在为德哈维兰加拿大Dash 8和ATR涡轮螺旋桨飞机开发氢燃料电池推进系统改装，并于2023年3月进行了具有里程碑意义的部分氢燃料电池驱动的Dash 8飞行。然而，由于未能获得新的资金，该公司停止了进一步的研发工作，并于2024年6月倒闭。

空中客车公司也承认，全新氢动力飞机的问世将比其最初的预期至少晚五年。

尽管波音公司对氢动力推进技术的态度较为冷淡，但空客公司却大力推崇其潜力——五年前，空客公司推出了氢动力飞机 ZEROe 概念，并预计该飞机将于 2035 年投入使用，引发了人们的热议。

空中客车首席执行官Guillaume Faury在 3 月份的空中客车峰会上表示：“如你所知，多年来形成的一个非常个人化的信念是，氢气将发挥重要作用，并且是未来的能源。”

然而，他确认，虽然飞机制造商已经证明了氢动力商用客机的可行性，但这种飞机在当前条件下并不具备竞争力。

“在某种程度上，我们得出的结论是，如果下结论过早，那就错了，”福里说道。但他强调：“我们仍然相信氢能。我们坚信，这是未来航空业的能源。但还有更多工作要做。”

空中客车公司最初在 ZEROe 中公布了三个潜在概念：一架航程 2,000 海里（3,700 公里），可搭载 200 名乘客的混合翼身飞机；一架由氢燃料燃气涡轮发动机驱动的外观更传统的客机；以及一架配备氢燃料燃气涡轮机的 100 座支线飞机。

目前，该公司正专注于研发一款燃料电池驱动的客机，该客机可搭载多达 100 名乘客，航线航程可达 1,000 海里，凸显了能够提供“全电动”飞机的更广泛优势。

虽然空客尚未给出具体的新时间表，但其高管指出，支持氢能运营所需的生态系统将延迟五到十年。“这关乎机场的氢气。这关乎氢气的数量、质量、价格、基础设施和监管，”空客未来项目负责人Bruno Fichefeux表示。

“我们对这个生态系统的发展有相当好的认识，许多工业参与者和能源供应商也得出了同样的结论：在制造具有经济竞争力的飞机所需的产量和价格方面，我们落后了五到十年。”

得出此类结论的并非空客一家。例如，巴西航空工业公司一直在研究在其“能源”（Energia）项目下开发氢燃料电池飞机以及其他低排放飞机的可能性，该项目于2021年首次公布。去年11月，这家巴西公司的工程和技术开发副总裁Luis Carlos Affonso表示，克服这些技术障碍需要更多时间。

“事实证明，这些技术比之前预想的要难得多，”他在巴西航空工业公司的投资者日上表示。“电池的发展速度不如之前想象的那么快，氢动力也是如此。因此，除了极短程的飞机外，它的面世可能会稍微推迟。”

更广泛的经济

至关重要的是，该行业使用氢气作为燃料来源取决于更广泛的氢经济的发展。

荷兰皇家航空航天中心（NLR）应用研究中心气候中和航空项目负责人Bram Peerlings表示：“如果氢能经济正在兴起，航空业也可以从中受益。但如果氢能经济尚未启动，那么航空业本身的规模就太小，不足以推动氢能经济的发展。”

“从这个意义上讲，如果人们对氢气的普遍需求和兴趣减少，那么这种减少很快也会反映在航空业的前景上，这与航空业面临的任何特定挑战无关。”

NLR 专注于航空可持续发展，并与 SEO Amsterdam Economics 合作，为欧洲航空贸易机构编写了最新修订的“ 2050 年目的地”路线图报告。该报告由机场组织 ACI Europe、Airlines For Europe、航空航天和国防组织 ASD、航行协会 CANSO 和欧洲区域航空公司协会委托编写，更新了先前欧洲航空自 2021 年起的脱碳路径。

在这方面，它提供了对各种技术发展方向的洞察，而氢能——至少在帮助该行业到2050年实现净零碳排放的贡献方面——现在被认为发挥的作用有所减弱。

最新报告估计，氢动力飞机和改用氢气作为燃料的贡献将占所需减排量的约6%。相比之下，四年前发布的首份路线图预计这一数字将达到五分之一。

领导NLR报告研究的皮林斯指出了氢气贡献较小的三个主要原因。

首先，我们目前已建模单通道飞机预计在2040年才能投入使用。最终，“ 2050目标”项目着眼于2050年之前的影响。因此，如果你在2035年推出某种飞机，它有15年的时间融入机队。如果因为投入使用较晚而减少了5年，那么至少到2050年，它已经产生了相当大的影响。

模型的另一个关键变化是减少了对氢动力飞机市场份额的假设。第一份路线图文件中的模型假设，氢动力飞机将尽可能部署在航程少于1080海里的欧洲内部航线上。现在的假设是，氢动力飞机最终将占据这些航线50%的份额。

皮林斯说：“我们假设，在理论上可以由氢动力飞机服务的航线上，也会有一部分飞机使用传统航空燃料或替代可持续航空燃料来服务部分市场。”

他还指出，自第一份报告发布以来，关于燃料电池效率和油箱重量的研究强调了一些较小但仍然值得注意的影响。这表明，与碳氢化合物或SAF驱动的单通道飞机相比，氢动力飞机的能效提升幅度较小。

正在进行的研究

持续的研究和开发工作将进一步塑造氢的作用。

“目前正在进行的研究有望为氢能的未来发展方向、何时以及我们能从中得到什么提供更多见解，”皮林斯说。“我希望今天就能知道，而不是明天。但我们必须接受，我们还需要再等一段时间。”

热衷于氢能的航空公司也降低了预期。例如，中欧廉价航空公司维兹航空于2022年与空客签署了一项协议，探索氢动力飞机运营的潜力。该计划旨在让该航空公司“更深入地了解”此类飞机将如何改变其商业模式。然而，该航空公司最近发布的净零排放路线图以可持续燃料（SAF）为基础——SAF贡献了超过一半的减排量——以及飞机技术和空中交通管理的现代化。

该战略以该公司于2024年4月做出的到2030年实现10% SAF使用率的举措为基础，而这一举措本身也部分源于欧洲开始实施SAF强制规定。当时，维兹航空企业及企业社会责任部（ESG）官员伊冯娜·莫伊尼汉（Yvonne Moynihan）在讲话中强调，支持氢动力飞机的基础设施建设进展缓慢，而且该航空公司需要容量高于100座的机型。

英国航空公司易捷航空也一直是氢能的积极倡导者。该公司时任首席执行官约翰·伦德格伦（Johan Lundgren）在2023年表示，希望成为ZEROe喷气式飞机的启动客户，并已在多个项目上展开合作，包括与劳斯莱斯合作进行氢燃烧测试。

“我们对任何下一代飞机都充满热情，”易捷航空新任首席执行官肯顿·贾维斯表示。“如果氢能技术能够成功，它或许是唯一一项真正实现碳中和的技术。这将是实现零碳飞行的真正机遇。”

在全球范围内，航空协会国际航空运输协会 (IATA) 历来不太重视氢推进和其他新技术在 2050 年实现净零排放方面的作用，而是强调 SAF 是该行业实现脱碳的主要手段。

国际航空运输协会去年 9 月发布的详细净零路线图显示，到 2050 年，氢能将为该行业所需的减排贡献约 5%。因此，该协会认为可再生氢能在支持 SAF 生产规模扩大方面发挥着更大的作用。

空客推迟时间表可能会引发连锁反应。例如，GKN航空航天公司正在重新评估其氢能研究和技术投资的规模和时间，因为ZEROe飞机很可能是其研发燃料电池动力系统或储氢系统的平台。

GKN航空航天首席技术官Russ Dunn表示：“这一转变意义重大——它不仅仅是一两年的转变，而是一次意义深远的转变。因此，我们现在正在审视我们的整体产品组合，以决定哪些产品应该保留，哪些产品应该放缓甚至搁置。”

GKN积极参与多个旨在开发综合零排放氢电推进系统的合作项目。其中包括领导英国资助的H2GEAR项目，该项目旨在开发用于次区域飞机的氢推进系统。GKN计划在2026年验证低温冷却1MW燃料电池动力系统的性能。

这只是该行业正在研究氢能方面的一系列发展和技术举措之一。

例如，荷兰国家航空航天实验室（NLR）参与了荷兰“航空转型”（Luchtvaart in Transitie）计划的多个项目，其中包括为PIPISTREL Velis Electro轻型飞机开发液氢动力增程器的计划。该计划的目标是在2026年进行演示飞行。

可行性测试

此外，普惠公司 1 月份报告称，在对动力装置“最难部件”进行组件级测试并证明其架构可行性后，该公司对 2050 年代在其“氢、蒸汽喷射、中冷涡轮发动机”概念下推出革命性的氢燃烧、蒸汽喷射涡轮发动机的潜力越来越有信心。

然而，近期的希望或许寄托在ZEROAVIA身上。这家英美合资公司正在研发ZA600氢电动力系统，该系统设计用于最多20座的商用飞机，以及ZA2000，该系统将支持最多80座的区域涡桨飞机。该公司已于2023年初至2024年4月在一架改装的Dornier 228飞机上对ZA600进行了试飞。

该公司目前正专注于认证工作，其另一整体动力系统的一部分——600kW 电力推进系统 (EPS) 将与更广泛的 ZA600 动力系统分开获得美国联邦航空管理局 (FAA) 的认证。

今年早些时候，ZEROAVIA 与美国联邦航空管理局 (FAA) 就 EPS 认证基础达成协议，进一步推动了这一进程。ZEROAVIA 还将单独出售 EPS，用于新的电动航空运输应用。今年 2 月，ZEROAVIA 披露了其首笔独立 EPS 销售，与总部位于加州的 Jetcruzer International 达成了 500E 的销售协议。

英国民航局正在持续对ZA600动力系统进行整体认证。认证工作预计将于2026年完成，并预计于同年晚些时候或2027年投入使用，届时Cessna Caravan的运营商RVL航空将成为其启动客户。