飞机发动机能用氢气驱动吗?最近的地面试验显示出良好的效果。

飞机发动机能用氢气驱动吗?最近的地面试验显示出良好的效果。

英国飞机发动机制造商劳斯莱斯和廉价航空公司易捷航空本周宣布,他们已成功使用 100% 氢燃料为现代飞机发动机提供动力。测试在英国的一个军事设施进行,发动机静止在地面上。

由于航空业目前产生的碳排放量约占全球碳排放量的 2%,因此有充分的理由开发一种更环保的飞机燃料方式。劳斯莱斯(航空航天和国防承包商,而不是宝马旗下的同名汽车品牌)希望氢气能为其提供所需的答案,以便在未来继续销售其涡扇发动机和其他发动机。

大多数飞机发动机都使用以煤油为基础的航空燃料。不幸的是,对于气候来说,这是一种燃烧时会释放二氧化碳的化石燃料。一些航空公司混合使用可持续航空燃料 (SAF),这种燃料在化学上与煤油相同,但由可再生的原材料制成,例如废弃的食用油、食物残渣和玉米秸秆(玉米收获后的残留物)。尽管如此,由于 SAF 在化学上与煤油相同,因此它们在燃烧时释放的二氧化碳量一样多——好处只是制造它们所需的过程可能更具环境可持续性。

氢气是一种潜在的更好选择,因为它不含碳。燃烧时,主要副产品是水蒸气(尽管仍存在一些污染物,如一氧化二氮)。只要氢气是利用风能、波浪能或其他可再生电力生产的,它就可以成为真正的碳中性燃料。在这次测试中,劳斯莱斯使用了来自奥克尼群岛欧洲海洋能源中心的“绿色氢气”。它是利用潮汐能生产的,而不是从甲烷气体中重组而来的。

氢气可以通过两种不同的方式为飞机提供动力:作为发电燃料电池的燃料源,为电动机提供动力,或者直接燃烧。劳斯莱斯和易捷航空采用了第二种方法,使用劳斯莱斯 AE 2100-A 支线飞机发动机,该发动机经过改装,可以燃烧氢气而不是喷气燃料。鉴于这次测试的成功,他们计划使用劳斯莱斯 Pearl 15 喷气发动机进行全尺寸地面测试,并最终使用民用航空发动机进行飞行测试。

当然,氢气本身也存在很多问题。它的能量密度比煤油低得多,因此飞机必须携带更多的燃料才能飞行相同的距离。氢气在高于 −423°F (−253°C) 时也是一种气体,这使得储存氢气更具挑战性。在劳斯莱斯的测试发动机中,氢气被压缩到 200 巴(大约是汽车典型轮胎压力的 100 倍)。这使得氢气更适合短途飞行,而不是跨洋和其他长途航线。

尽管如此,仍有迹象表明,氢气在航空领域有发展前途,尤其是在航空业力争到 2050 年实现碳中和之际。易捷航空首席执行官 Johan Lundgren 在新闻稿中称这是“向前迈出的一大步”。劳斯莱斯首席技术官 Grazia Vittadini 也表示:“这次氢气测试的成功是一个令人兴奋的里程碑……我们正在突破界限,探索氢气的零碳排放可能性,这可能有助于重塑航空业的未来。”

劳斯莱斯并不是唯一一家探索氢能作为选项的航空航天公司。空客计划在 2026 年前让一架 A380 客机搭载氢发动机升空。欧盟希望到 2035 年,短程飞行将成为可能,到 2050 年,欧洲多达 40% 的航班将由氢驱动。

但请不要误会:无论劳斯莱斯和易捷航空的测试多么成功,我们距离大量氢动力飞机飞上天空还有很长的路要走。

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