虽然目前还没有商业电动飞机项目，但几个概念已经表明电动飞行是可能的。本文考察了这一领域的最新研究，并询问电动航空是否会起飞。
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航空业需要改变
航空旅行占所有CO的2.4%2由于其他温室气体(GHG)排放和尾迹卷云，它对全球变暖的整体贡献更大。
尽管迫切需要遏制全球变暖的影响，但在过去10年里，航空旅行需求以每年约5%的速度增长(2019冠状病毒病封锁期间除外)。
2018年，超过44亿乘客每天乘坐12万次航班，预计到2035年，这一数字将增加到72亿。这一增长意味着航空排放将上升到人为温室气体的11%。
减少航空排放不是一件简单的事情。航空业与采矿业、航运业等重工业一起，通常被称为“难以削减”的行业。这是因为让飞机在空中飞行和远距离飞行需要很高的能源成本。
航空业迫切需要技术创新。电动飞机(使用可再生能源)理论上可以大幅减少这些排放。
电动航空仍面临重大挑战
电动航空要成为现实，还需要克服几个监管和技术方面的挑战。本文的重点是技术挑战，这些挑战可以概括为电池、电动机和机身集成。
这三个领域目前都是不成熟的研发领域，还没有接近商业可行性的概念。因此，电动飞机的未来——甚至是否存在未来——仍然高度不确定。
目前最先进的电池技术还不能提供足够的能量密度来适合飞行。以目前的设计为一架商用运输机提供动力，一架典型的飞机需要携带的电池重量是其起飞重量的近40倍。目前只有8%的飞机可以由能量密度最大的电池供电。
然而，随着电动汽车的日益普及，电池技术也在快速发展，能量密度也在快速提高。
拜宇航公司的eFlyer飞行器和Pipistrel公司的Velis Electro等研究概念已被证明可以在电池能量密度约为260 Wh/kg的情况下飞行。
目前使用的电动机对于航空航天中的大多数应用来说也太重了。它们的功率也远不如喷气发动机，而且它们产生的热量对它们安全输出的功率有一个上限。
即使克服了这两个挑战，飞机制造商仍然需要改变飞机设计，以有效和高效地集成电力推进系统。这将需要投资于新的制造工艺、升级设施和研发工作。
电动飞机如何成为商业现实?
为了在短期内为航空业带来电力(以及由此带来的减排)，有必要确定现有技术的可行组合。
例如，小型飞机可能受益于混合电力推进系统，该系统已经为汽车行业的减排做出了贡献。然而，由于目前电池技术的限制，这种系统可能不适用于大规模或长途飞行。
挪威北极大学的研究人员最近在一篇论文中提出了短期内航空电气化的路线交通运输工程．该论文认为，涡轮电力设计是短期内可行的电动飞机的最佳候选者。这些系统将能量储存在燃料中，并将部分或全部转化为电力来驱动螺旋桨。
涡轮电动飞机的发展将为未来的全电动飞机铺平道路，因为它首先解决了电机开发和飞机集成等潜在的技术挑战较小的问题，而无需等待电池技术变得可行。
全电动飞机的未来
全电动飞机的配置比涡轮电力推进等混合结构要简单得多。唯一需要的电源是电池，它可以从可再生能源中充电。
全电动飞机不会产生任何排放，如果使用可再生能源充电，也不会使用化石燃料。
除了对环境的潜在破坏要小得多之外，全电动飞机几乎不会发出声音，“燃料”和维护成本也更低。
全电动飞机的主要障碍是目前最先进的电池技术容量有限。全电动飞机的概念仅限于短途飞行的轻型飞机，不适合商业航空旅行。
和上面提到的Velis Electro一样，Beta Technologies的Alia-250和Eviation的Alice和Lilium Jet都证明了电动飞行在小范围内是可能的。
正如能源创新的许多领域一样，电池技术的创新可能会给飞机工业带来重大而关键的颠覆。它们可以帮助拯救地球免受全球变暖最严重的影响。
阅读更多:劳斯莱斯和为飞机电气化而战
参考资料及进一步阅读
Adu-Gyamfi, b.a.，和C. Good(2022)电动航空:概念和使能技术回顾。交通运输工程．doi.org/10.1016/j.treng.2022.100134．
Brelje, b.j.和J.R.R.A.马丁斯(2019)电动、混合动力和涡轮电动固定翼飞机:概念、模型和设计方法的回顾。航空航天科学进展．doi.org/10.1016/j.paerosci.2018.06.004．
Gössling, S.， S. Dolnicar(2022)航空旅行行为与气候变化的综述。气候变化电线．doi.org/10.1002/wcc.802．
Timperley, J. (2020)我们应该为了气候而放弃飞行吗?【在线】英国广播公司。可以在:https://www.bbc.com/future/article/20200218-climate-change-how-to-cut-your-carbon-emissions-when-flying(于2022年12月12日访问)。
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