科技日報記者 劉霞

電動飛機(jī)是指依靠電動機(jī)而非內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的飛機(jī)，包括純電動飛機(jī)和混合動力飛機(jī)。澳大利亞對話網(wǎng)站在近日的報道中指出，電動飛機(jī)可能聽起來很有未來感，但它們距離我們并沒有那么遙遠(yuǎn)，至少就短途飛行而言。

蓄勢待發(fā)

由斯洛文尼亞蝙蝠飛機(jī)公司制造的取得歐洲航空安全局（EASA）頒發(fā)適航證的雙座“韋利斯”全電動輕型飛機(jī)已經(jīng)悄然在歐洲上空掠過。據(jù)外媒報道，今年9月初，冰島總統(tǒng)和總理登上了“韋利斯”，成為冰島第一批乘坐電動飛機(jī)的乘客。此外，據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社2019年12月報道，加拿大哈伯水上飛機(jī)公司發(fā)布消息表示，世界上首架全電動商用飛機(jī)12月10日在不列顛哥倫比亞省完成了測試飛行。

 

“韋利斯”電動飛機(jī)
圖片來源：知名航空網(wǎng)站AirlineGeeks
 

更大型的電動飛機(jī)即將到來！加拿大航空公司今年9月15日宣布，將從瑞典哈特電動飛機(jī)公司購買30架混合動力支線飛機(jī)。哈特公司預(yù)計，將在2028年前推出30座的支線混合動力飛機(jī)ES-30。ES-30設(shè)計為依靠電池和備用混合渦輪發(fā)電機(jī)組合運(yùn)行，以目前的電池技術(shù)，在全電驅(qū)動下可以飛行200公里，使用混合動力，其航程將擴(kuò)展到400公里。據(jù)悉，加拿大航空公司和美國聯(lián)合航空公司已從哈特飛機(jī)公司訂購了這款飛機(jī)。

圖片來源：澳大利亞對話網(wǎng)站
 

美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的分析人士指出，首款50—70座的混合動力通勤飛機(jī)可能在2028年之后問世。在本世紀(jì)30年代，電動航空可能會真正起飛。

優(yōu)勢多多

這對控制氣候變化很重要。目前全球約3%的碳排放來自航空業(yè)，隨著人口增長，預(yù)計將有更多乘客和航班。到2050年，航空業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量可能是新冠疫情前的3—5倍。國際民用航空組織的長期目標(biāo)是，到2050年，航空業(yè)二氧化碳凈排放量與2005年相比減少50%。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要混合使用不同的技術(shù)，包括電動飛機(jī)，并對其不斷進(jìn)行優(yōu)化。
 

圖片來源：澳大利亞對話網(wǎng)站
 

而且，飛機(jī)在跑道上滑行時僅使用電力，也能節(jié)省大量燃油并減少機(jī)場的本地碳排放。使用混合動力電動飛機(jī)，航空公司還可以更多地利用支線機(jī)場，降低擁堵，減少更大型飛機(jī)在跑道上的空轉(zhuǎn)時間。

有鑒于電動飛機(jī)在節(jié)能減排方面的優(yōu)勢，多國政府也開始支持其發(fā)展。2020年12月，冰島政府宣布計劃在2030年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)航班零排放，為此將積極推動電動飛機(jī)運(yùn)營。無獨(dú)有偶，瑞典政府和挪威政府也分別宣布，將于2030年和2040年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)航班全部零排放，計劃對電動飛機(jī)初期運(yùn)營提供財政補(bǔ)貼。

最大問題

飛機(jī)是最復(fù)雜的交通工具之一，而要讓其電動化，最大的問題是電池重量。

如果想完全依靠現(xiàn)有電池驅(qū)動一架波音737客機(jī)，就必須撤下所有乘客和貨物，用電池把騰出的空間填滿，但這樣飛行也只能飛行不到1個小時。每單位質(zhì)量航空燃油的儲能大約是電池的50倍，為縮小這一差距，要么讓鋰電池更輕，要么開發(fā)儲能更高的新電池。盡管科學(xué)家們正在殫精竭慮地研究新型電池，但尚未準(zhǔn)備好用于飛機(jī)。

密歇根大學(xué)航空航天工程師兼助理教授哥卡因·圣納爾表示，混合動力飛機(jī)或許可解燃眉之急：使用混合動力推進(jìn)系統(tǒng)，可以在大型客機(jī)上用電池替代一部分燃油?；旌蟿恿夹g(shù)是大型噴氣式飛機(jī)的中期選擇，但對支線飛機(jī)來說是近期解決方案?？茖W(xué)家們希望，2030年至2035年期間，在小型支線飛機(jī)上實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

圣納爾表示，短期內(nèi)人們會越來越多地使用可持續(xù)航空燃料（SAF）。目前，科學(xué)家們已經(jīng)開始用玉米、油籽、藻類和其他脂肪制成可持續(xù)航空燃料，這種燃料可以將飛機(jī)的二氧化碳排放量減少80%左右，但供應(yīng)量有限。第二種選擇是使用合成可持續(xù)航空燃料，包括從空氣或其他工業(yè)過程中捕獲碳，將得到的碳與氫合成。但這一過程復(fù)雜而昂貴，目前還沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

氫會成為航空業(yè)的一種選擇嗎？對此，圣納爾解釋說，在飛機(jī)上使用氫有兩種方法：要么代替發(fā)動機(jī)中的常規(guī)噴氣燃料；要么與氧氣結(jié)合為氫燃料電池供電，然后由氫燃料電池為飛機(jī)供電。問題在于氫氣會占據(jù)大量空間，為此工程師們正在尋找解決辦法，比如將其冷卻為液體儲存，然后作為氣體燃燒。但其仍然會比噴氣燃料占用更多空間，而且儲氣罐很重，因此如何在飛機(jī)上儲存、處理或分配氫仍在研究之中。

例如，空中客車公司正在利用A380平臺上的改進(jìn)型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動機(jī)開展大量氫燃燒實(shí)驗(yàn)，計劃到2025年擁有成熟的技術(shù)。澳大利亞雷克斯航空公司預(yù)計將在未來幾年開始測試一架34座氫能飛機(jī)，用于短距離飛行。氫有望成為可持續(xù)航空的關(guān)鍵技術(shù)之一。

人們也期待著，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動飛機(jī)這只“大鵬”一日同風(fēng)起，扶搖直上九萬里！

責(zé)任編輯： 常麗君