冰火相約,氫舞飛揚。冬奧會火炬采用純氫燃料零碳排放,完美展現了奧林匹克精神與“綠色”、“環(huán)?!崩砟畹娜诤稀?/span>
氫能作為一種清潔環(huán)保的能源,已成為航空低碳發(fā)展的重要方向,有望在航空動力領域發(fā)揮更大的作用。許多航空公司已經開始布局和研究氫能飛機和氫能航空動力。目前,主要有兩條技術路線:一是氫氣在改進的燃燒室中點燃,直接產生動力;二是發(fā)展氫燃料電池,連接電動機,為飛機提供動力。研究表明,直接使用氫燃料可以將飛機排放氣體對氣候的影響降低50%-75%;使用氫燃料電池對氣候的影響可提高75%-90%。
近年來,我國氫能產業(yè)發(fā)展迅速,制氫、氫能交通工具開發(fā)、氫能基礎設施建設相當大。國家發(fā)改委國家能源局在《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》中明確規(guī)劃了氫能產業(yè)的發(fā)展,強調推廣氫能等清潔能源交通工具,探索純氫管道運輸、液氫運輸等高效途徑,探索完善氫能生產供銷體系。
近年來,我國氫能航空動力取得了新的進展。2021年底,中國航空發(fā)動研所與清華大學航空發(fā)動機研究院氫燃料發(fā)動機聯合研究中心成立啟動會在北京召開。該中心將貫徹國家“雙碳”目標,探索航空發(fā)動機綠色低碳技術,加快突破氫燃料發(fā)動機相關領域發(fā)展的基礎和關鍵瓶頸,促進產學研用深度融合。該中心將在燃燒、控制和電驅動三個技術方向進行基礎和前沿技術聯合研究,促進我國氫燃料發(fā)動機領域的自主創(chuàng)新。
國外信息參考
據報道,GKN航空公司正在努力為H2中程民用飛機推廣系統提供技術解決方案。其中,H2JET項目希望通過氫燃料直接燃燒產生動力,H2GEA項目希望使用氫燃料電池產生動力。歐洲相關企業(yè)希望利用該研究結果開發(fā)單通道客機氫燃料渦輪槳發(fā)動機和渦扇發(fā)動機,并于2035年左右投入使用。
2021年,俄羅斯出臺了氫能發(fā)展理念,希望用氫能代替化石燃料,發(fā)展氫能航空動力。值得一提的是,早在20世紀80年代,蘇聯就制造了世界上第一架攜帶氫能源航空發(fā)動機的飛機——圖-155,并于1988年首次使用氫燃料。
2020年9月,空客展示了三款氫燃料ZEROE概念飛機,計劃在15年內交付一架用于商業(yè)飛行的飛機??湛蚙EROE概念飛機在機翼下方安裝了6個吊艙,每個吊艙配備了一副8葉螺旋槳。每個吊艙本質上都是一個獨立的推進系統,由螺旋槳、電動機、燃料電池、電力電子設備、液氫罐、冷卻系統和一組輔助設備組成。該推進系統可快速更換,方便燃料補充。
2021年,巴基斯坦航空航天工業(yè)推出了兩種氫動力概念飛機。其中,E19-H2FC是一種計劃配備氫能發(fā)動機的19架飛機,預計2035年投放市場;E50-H2GT是一種35-40架飛機,計劃利用氫能或可持續(xù)燃料促進系統提供動力,預計2040年上市。
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