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國內(nèi)氫氣內(nèi)燃機飛機PK美國氫燃料電池飛機

發(fā)布時間：

2023-04-10

3月25日，中國自主研制的第一架以氫內(nèi)燃機為動力的通航飛機驗證機在沈陽某機場完成首飛。

圖1.中國首款氫氣內(nèi)燃機飛機

3月25日，中國自主研制的第一架以氫內(nèi)燃機為動力的通航飛機驗證機在沈陽某機場完成首飛。

由于氫內(nèi)燃機對氫氣純度沒有特殊要求，并且可以使用內(nèi)燃機行業(yè)已有的技術(shù)和生產(chǎn)線，因此與氫燃料電池相比更具價格優(yōu)勢。該飛機使用氫作為動力來源，具有熱值高、無污染、資源來源廣泛等優(yōu)點，在降低碳排放的同時保持較高的工作效率，有助于在航空業(yè)盡早實現(xiàn)雙碳目標。通過四座氫內(nèi)燃機飛機驗證機的成功首飛驗證了氫內(nèi)燃機作為航空動力的可行性，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)氫動力飛機研制打下堅實基礎(chǔ)。

圖2.美國氫燃料電池飛機

4月3日，一架原加拿大德哈維蘭公司Dash 8-300飛機由美國環(huán)球氫氣公司改良成氫燃料電池電推試驗機，并在獲得美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的實驗性適航認證后成功首飛。這是有史以來的最大最重的氫燃料電池飛機。

傳統(tǒng)的Dash 8-300是一種支線渦輪螺旋槳飛機，能夠搭載大約50名乘客。環(huán)球氫氣公司對該飛機進行了大量改裝，用MagniX航空公司的電動馬達取代了原飛機上的一個渦輪發(fā)動機，而新的電動馬達由Plug Power提供的一個兆瓦級氫燃料電池供電。飛機上還配備了兩個氫氣罐，總共攜帶30公斤的氫氣。

這架Dash 8-300在天空中飛行了15分鐘，飛行高度達到海拔3500英尺，使用了大約16公斤的燃料。飛行員Alex Kroll是該公司的首席試飛員和前美國空軍試飛員。他表示：“飛機操控精美，燃料電池動力總成的噪音和振動明顯低于傳統(tǒng)渦輪發(fā)動機。”

環(huán)球氫氣公司在通用航空、空客、豐田、捷藍，美國航空以及幾家全球最大的綠色氫生產(chǎn)商和金融投資者的支持下，計劃以改良支線飛機為跳板，向大型飛機改裝邁進。該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官保羅·埃雷門科說：“目前，超過一半的航空領(lǐng)域CO₂ 排放來自空客A320和波音737系列飛機。空客和波音的這些飛機都需要新的設(shè)計，這是一個黃金機會——也許是唯一的機會——讓航空公司在不限制航空運輸量的情況下接近實現(xiàn)《巴黎協(xié)議》的排放目標。”

環(huán)球氫氣公司已經(jīng)從16家客戶那里獲得了近250份訂單，將利用其氫動力系統(tǒng)技術(shù)改良現(xiàn)有的飛機。該公司預計最早將于2025年開始交付這些價值超過10億美元的訂單。雖然第一次試飛取得了成功，但環(huán)球氫氣仍有很多障礙需要克服，這其中就包括解決有關(guān)氫氣儲存、運輸和生產(chǎn)的問題。

優(yōu)劣勢PK

	氫氣內(nèi)燃機飛機	氫燃料電池飛機
燃料成本	氫氣純度要求低，成本低	高純氫氣，成本高
排放清潔型	高溫下有氮氧化合物產(chǎn)生	零排放
燃料利用效率	受限于內(nèi)燃機效率，原則上不高于30%	燃料電池效率可高達60%
系統(tǒng)傳動效率	減速和機械傳動系統(tǒng)效率損失大	電機傳動效率高
震動及噪音	內(nèi)燃機震動及噪音較大	震動小，較平穩(wěn)
發(fā)展前景	行業(yè)處于起步階段，前景不明	續(xù)航久，零排放，發(fā)展前景不錯