一项更新后的载客氢能航空分析得出结论:在2050年之前,整个系统达到具有实际意义的商业规模的可能性仍低于1%。这一估计并非基于氢能飞机不可能获准运营的假设,而是因为必须同时成功完成三个相互衔接的环节:开发出航空公司可投入运营的飞机,建设能够以足够数量和稳定性为机场提供服务的燃料网络,然后生产规模足够大的机队,以支持具有经济可行性的定期航班运营。
该分析发布之际,英国民航局(CAA)宣布推出新的“氢能挑战”。该机构重点关注伦敦城市机场氢能飞机的加注作业,以及机场运营区域内超低温氢的储存和供应。此外,英国更广泛的氢能航空路线图旨在到2035年实现小型飞机的扩大运营。
文章指出,与2023年进行此前评估时相比,工程和监管环境已经更加成熟。Airbus与MTU正在研发一种采用氢燃料电池、并可申请适航认证的航空发动机;与此同时,ZeroAvia在美国联邦航空管理局(FAA)对一款600千瓦电动发动机的认证路径上取得了实质性进展。监管机构也在制定认证框架,研究人员则更加精确地研究氢储罐、隔热、容纳系统和安全系统对飞机设计的影响。
评估发生了哪些变化?
这项分析修正了此前的一些观点,但没有改变其基本结论。将氢能飞机视为无法获得认证,是一种过于绝对的表述;同样,液氢储存也不一定要求采用唯一且明显不切实际的储罐布置方式。然而,解决这些问题并不能消除更广泛的难题:在增加储罐、隔热层、管路、推进系统、热管理系统、事故防护和安全要求之后,飞机仍必须保持其商业任务能力。
该评估以一项相对普通的商业任务为基础:搭载150名乘客飞行2,500公里,并包含行李和运行备用燃料。根据所采用的假设,难度最低的全新传统布局路径,到2050年实现一架可供航空公司运营的飞机,其概率也仅约为3%。而现有机体的衍生设计和更具创新性的设计,在评估中表现更弱。
机场是方程的一部分,而不是后续阶段
仅仅飞机本身取得成功并不够。所需基础设施包括管线、氢液化、超低温储存、电力供应、交付物流,以及应对中断情况的储备。英国民航局的工作之所以重要,是因为它测试了实际运营接口,例如飞机在机场内重新准备和加注燃料所需的时间,而不是停留在笼统讨论“氢能基础设施”的层面。
这里出现了相互依赖的问题:在没有可投入商业使用的飞机之前,在机场建设大型氢能网络并不合理;而在网络达到足够的容量和可靠性之前,航空公司也无法运营具有实际规模的机队。与此同时,飞机制造也必须扩大规模。分别评估每个项目,会使这一路径看起来比实际更容易,因为真正的要求是飞机、机场和机队必须同时成熟。
为什么氢能价格无法决定问题?
该分析认为,燃料价格对于最终结果而言是次要因素。廉价氢能可以改善运营经济性,但无法消除储罐体积、事故承受能力要求、认证工作、机场燃料流量限制,或生产完整机队的需求。一个技术上成功的系统可能因成本而失败,而氢能价格下降也不会使一个不完整的系统具备商业运营能力。
一架航程为2,500公里的氢能飞机面临的主要竞争对手,是使用液体燃料的传统飞机,而不仅仅是电池驱动的电动飞机。液体燃料使这些飞机能够保留涡轮机架构以及现有燃料系统的大部分结构。可持续航空燃料同样面临原料、成本和全生命周期排放方面的限制,但氢能要执行同样的运输任务,就必须改变航空系统中更多的组成部分。
certi.news的编辑解读
氢能航空在监管和工程方面的进展是真实的,但目前还不等同于商业转型。真正发生变化的是有关认证、储存和运营的可用证据质量,而不是整条链路成功的可能性。要提高低于1%的估计值,就需要出现飞机、燃料网络和批量生产同步成功的实践证据。在这些证据出现之前,小型飞机项目和运营演示仍只是特定系统组成部分取得进展的指标,而不是大规模中程载客航空已经准备就绪的证明。