航空业减碳路径：选择可持续航空燃油、电动飞机还是氢飞机？

《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方会议(COP26)刚刚闭幕，达成了史上首个明确计划减少煤炭用量的气候协议《格拉斯哥气候协议》，各地区、各行业的碳减排工作更为紧迫。

其中，航空业因其碳排放量较高、脱碳难度较大，往往成为碳减排议题的焦点。

疫情前，航空业占据全球碳排放总量的3%。行业人士认为，将近98%的碳排放是来自于飞机的使用阶段，2%来自生产、制造环节。在飞机的使用中，燃料燃烧产生的碳排放又占据了大部分。

也因此，更清洁的航空燃料、动能成为业界关注的重点。在近期举办的第四届IASC国际航空产业链领袖峰会上，航空业的可持续发展成为峰会主题。

“整个业界都在加速可持续性、绿色化、碳中和等方面技术的发展，我们进入了一个可再生能源解决方案的时代。”霍尼韦尔中国首席技术官肖进在峰会上表示。

目前，可持续航空燃料、电动飞机、氢飞机都是备选的“解决方案”，但各自发展阶段不同。

“可持续航空燃料、氢能、电池，这些方面我们都在进行创新，已经持续了15年。”波音公司可持续发展政策与伙伴关系中国区主管陈丽仙也提到，现在的关键是氢能和电池，它们初期研发还会持续几年，但气候问题迫在眉睫，有一个解决方案就是可持续航空燃料(SAF)。

将可持续航空燃料提升至100%

在2005年前后，多家航空制造巨头已开始对可持续航空燃料进行探索。

可持续航空燃料也属于煤油型燃料，但它由可替代、可再生能源合成而来，其原材料包括植物油、藻类、油脂、动物脂肪、废水等。以整个生命周期为计算基准，SAF所产生的二氧化碳比传统燃料低80%。

经过10多年的探索，不少航空发动机产品可以应用一定比例的SAF，航空制造商正在试图提高燃油中SAF的混合比例。

今年，波音公司宣布，到2030年，让所有飞机都能使用100%SAF飞行。同样，空客、德国DLR研究中心、罗尔斯·罗伊斯以及可持续航空燃料生产商Neste联手启动了相关项目，研究使用100%SAF对飞机排放和性能的影响。

在峰会上，普惠发动机商用发动机客户业务大中华区总监沈文佳表示，目前所有普惠发动机都可以在最高50%SAF与传统航空煤油混合的情况下运行，普惠也在开展测试，提高可持续航空燃料的比例。

霍尼韦尔的辅助动力系统APU也可使用50%配比的SAF，肖进表示，晚些时候还会推出一款可百分之百应用SAF的APU，并在空客350上试飞。

从通用航空来看，德事隆集团中国政府事务副总裁张传勇提到，基本所有新研发的机型，包括赛斯纳涡桨飞机、公务机等都能使用可持续发展燃油。

对于燃油的使用方航空公司而言，中外的航司都在进行布局。

会上，汉莎航空集团大中华区总经理陈倩提到，汉莎在通用航空、商务航空上一直开展相关工作，2020年取得了使用生物燃油的认证，目前已经进行过加载生物燃油的飞行。近日，汉莎航空还宣布，将在未来三年间花费2.5亿美元购买可持续航空燃料。

东方航空总经理宋绍昆也表示，东航正在可持续航空燃料上进行积极尝试，也做了相应的验证飞行。

不过，目前可持续航空燃料成本和价格都较高，不利于商业化的铺开。宋绍昆也表示期待供应商的技术发展，降低可持续航空燃料的成本。

有报告计算，到2050全球航空业将每年需要5亿吨SAF。

多家制造商推进“混电”支线飞机

对于绿色航空，电动飞机也是备受期待的方向。

“全电(飞机)还受到电池能量密度的限制，现在不会用在大型的飞机上，但这方面的发展正如火如荼。”普惠加拿大中国销售与业务发展总经理卢丹表示。

实际上，这也是业界对于电动飞机趋势的普遍认识。电池技术在短期内很难取得革命性的突破，虽然纯电动飞机较为遥远，但飞机的电气化是可以探索的方向。

混合电推进系统将燃油发动机与电机、电池相结合，可提高飞机燃油效率、降低二氧化碳排放量、噪音，减少航空业对环境的影响。目前，这主要运用在一些低功率的小型发动机上，其近期发展可能为短途、区域性的航空出行带来巨大影响。

今年，不少航空制造商尤其是发动机制造巨头在混合电推进系统上动作频频。

据了解，6月，罗尔斯·罗伊斯已开始测试一款大功率的混合电动飞机动力和推进系统的首批组件。这些测试将成为未来支线飞机的2.5 兆瓦 (MW) 电推系统测试计划的一部分。

同时，美国通用电气(GE)联合赛峰集团也宣布启动RISE项目，该项目也涵盖了混合动力。普惠也宣布了一项混合电推进的飞行验证机项目，计划在2022年进行混电动力系统的测试，希望能在2024年实现验证机的飞行。

沈文佳在峰会上表示，在面向未来的新技术中，混合电推进是普惠目前推进较好的领域，也是普惠长期战略中比较核心的要素，将主要在支线飞机上做验证飞行。如果上述项目成功，与现代支线涡桨飞机相比，该验证机将减少30%的燃油消耗与二氧化碳排放。

同期，德事隆集团也与Air Mobility公司签约，对150架赛斯纳208飞机进行油电混合的改造。“先拿一部分做油电混合，最后做到全电动。”德事隆集团中国政府事务副总裁张传勇提到。

总体而言，混合动力的探索正在多点开花。

在此背景下，航空制造商也正和一些高技术的汽车系统零部件供应商开展合作。例如，肖进提到，霍尼韦尔正与日本电装合作开发轻量化的航空发电机与控制器。

有专家认为，当电推进系统走进航空领域，或为国内的新能源汽车零部件供应商带来新机遇。也有观点认为，电动飞机为国内航空业提供了弯道超车的机遇，建议提早布局，加大研发投入力度。

2035年的氢飞机愿景

尽管氢能源商用飞机被认为是更为远期的目标，但这并未耽误航空制造商对此进行技术开发。

较为典型的是，去年9月空客推出了三款氢能源商用飞机的视觉概念图，并称这些飞机将于2035年推出并投入使用。在COP26上，空客公司也表态，未来实现碳中和，其制定的发展路线为氢。

与此同时，资本也在下注。例如，今年李嘉诚家族旗下维港投资公开宣布的投资项目里，就有美国氢科技初创企业Syzygy、以色列绿氢技术公司H2Pro和氢能飞机初创公司ZeroAvia。

作为航空业高地(空客、赛峰、达索和阿丽亚娜空间公司的总部所在地)的巴黎大区，此次巴黎大区工商会也在峰会上表态，将充分支持新型飞行器的研发以及氢能源的发展。

“我们预计在2030年左右氢能源在航空上的应用能很快得到实现”，霍尼韦尔中国首席技术官肖进表示，不管是燃料电池或者推进系统、二次动力系统，都能应用到氢燃料。同时氢能源的生产、分销、机载、储存等也会迎来大发展。

峰会上，空客中国和东亚地区采购负责人恰佩(Alexis Gonzalez CHIAPPE)也对2035年氢飞机的愿景作出了回应，他认为这个目标有挑战，但它是具有可行性的。“我们很多年前开始对于氢能源进行研究，也在很多行业实现了应用，所以我们很自信在航空领域也能实现。”

谈到挑战，恰佩认为氢飞机的突破需要供应链整体的合作，包括储存氢能、运输氢能和生产氢能等都需要全链条的合作。“空客现在已经将工程、研发资源放到这个领域，现在的挑战不仅是针对空客的挑战，还有关于我们供应链的伙伴是否做好了这个准备。”

据国际氢能委员会发布的报告显示：自今年2月以来，全球范围内启动了131个大型氢能开发项目。

“我们最近一直讨论氢能源，拆解和回收、可循环利用等。相信这些领域我们的供应商都可以去关注，就像汽车的发展一样，这也是弯道超车的机会。”GE航空大中华区销售总经理杨帆表示，更多供应商参与到这些颠覆性能源技术的创新中，将加速行业的发展。

文章来源：21世纪经济报道