零排放飞机的氢燃料动力总成

ZeroAvia开发了一种氢燃料动力系统，以实现零排放航空。图片来源:Denis Belitsky/Shutterstock.com

ZeroAvia作为零排放航空领域的领导者，波音公司推出了世界上第一个实用的零排放氢燃料电动动力系统，以减少温室气体排放，使航空旅行可持续发展。

这一脱碳航空解决方案将面向一系列市场，首先是500英里的短途和通勤地区航班，这些航班几乎占全球所有商业航班的一半。该项目旨在提供与传统喷气燃料运输相同的性能，但零排放，且运营成本为目前的一半。

零排放航空动力总成将于2022年起飞

ZeroAvia计划于2022年开始向商业运营商和飞机制造商提供动力系统，该公司于今年2月开始测试原型机。该公司的“HyFlyer”项目获得了530万英镑的政府资助，该项目旨在展示该技术在航空领域的应用。该项目将在英国奥克尼郡外的6座Piper m级机体的试飞演示中达到高潮。

ZeroAvia由清洁技术企业家Val Miftakhov创立，他之前成立了一家名为eMotorWerks的智能电网电气工程公司。eMotorWerks的创始成员组成了ZeroAvia的关键领导小组，成员包括SystemIQ，来自特斯拉、液化空气、宝马、Zee Aero和NVIDIA的校友。

迫切需要清洁航空技术

Miftakhov表示，航空运输正迅速成为温室气体排放的主要来源，因此迫切需要可持续的航空技术。

SYSTEMIQ创始合伙人杰里米·奥本海姆(Jeremy Oppenheim)表示，航空是交通排放增长最快的来源，按照目前的趋势，到2050年将增加近一倍。他补充说，在高海拔释放的温室气体尤其具有破坏性，因此开发和推广零排放替代品至关重要。

英国的净零目标

根据气候变化委员会的建议，英国政府设定了到2050年英国温室气体净零排放的目标。2019年6月，作为《2018年气候变化法案》的修正案，该法案的目标是在1990年的基础上减少80%的温室气体排放。

“ZeroAvia的零排放动力传动系统是目前最有前途、最具成本竞争力的化石基技术的替代品。SYSTEMIQ很自豪能够支持ZeroAvia完成他们在航空领域脱碳的关键任务。”奥本海姆说。

脱碳飞机技术

ZeroAvia计划用新的动力系统技术取代螺旋桨飞机的活塞发动机，以实现小型客机的脱碳，该技术包括氢燃料电池、电动机和气体存储。

作为该计划的一部分，ZeroAvia正在与英国一些最具创新性和先进的技术、制造、能源和航空公司合作。

燃料电池工程的市场领导者Intelligent Energy将优化航空应用的蒸发式燃料电池技术。

该项目的合作伙伴欧洲海洋能源中心(EMEC)利用可再生风能和潮汐能制造绿色氢气，将为奥克尼岛的试飞提供氢气，以期最终在其他机场复制这一模式。EMEC氢燃料公司还将开发一个与飞机兼容的移动加油平台。

克兰菲尔德航空航天解决方案公司将帮助ZeroAvia将动力总成技术整合到“派珀”飞机机体中，并在他们的机库设施中进行飞行演示。

ZeroAvia还将与克兰菲尔德大学合作，克兰菲尔德大学是世界领先的航空航天大学之一。

航空排放是增长最快的排放来源之一

飞机排放是增长最快的温室气体来源之一，约占欧洲温室气体排放总量的3%，占全球排放总量的2%以上。从伦敦飞往纽约的往返航班所产生的排放量，大约相当于欧洲一个普通人在家中供暖一年所产生的排放量。

从国际上看，2020年的全球排放量预计比2005年高出70%左右，根据国际民用航空组织的数据，到2050年，航空排放量可能进一步增加300-700%。飞机的排放也不同于其他排放来源，因为飞机的高海拔对环境的影响更大。

氢能技术是航空领域的答案吗?

米夫塔霍夫说，使用当地清洁可再生能源生产的氢气是在300到500英里的区域商业飞行中实现零排放的最有效方法。以氢为基础的系统也将比涡轮发动机更经济，具有更高的效率，更低的燃料投入和更低的维护费用，这意味着ZeroAvia系统的运营成本将比传统的涡轮飞机便宜50%。

英国政府设定的2050年净零目标意味着该国的温室气体总排放量将等于或低于从环境中去除的排放量。交通运输业、家庭和其他行业(包括制造业和农业)的排放需要进一步减少，才能达到净零排放。

在ZeroAvia系统的支持下，小型零排放飞机可以经济地使用小型当地机场进行区域旅行，几乎没有延误，整体飞行体验更好。除了航空旅行，ZeroAvia动力系统还可以应用于农业和货运等其他行业，以及不同类型的飞机。

交通运输是主要的污染源

在美国，交通产生了三分之一的二氧化碳₂2016年，它超过燃煤排放，成为主要污染国。

在英国，交通运输占温室气体排放的四分之一，如下图所示，图来自英国商业、能源和工业战略部基于2016年数据的数据:

氢能飞机试飞

ZeroAvia该公司已经在美国进行的飞行测试中演示了氢动力系统技术，现在已经在英国克兰菲尔德建立了一个基地，在那里它将与克兰菲尔德航空航天解决方案公司合作验证该技术。其目标是最终在奥克尼的一个空军基地进行250-300海里的测试飞行。

”我们300纳米的项目目标相当于从伦敦到爱丁堡的距离，并将证明以氢为动力的零排放航空可以在英国和其他国家的交通战略中发挥关键作用——使净零目标得以实现，并提高生产力和地区繁荣。米夫塔霍夫说。

视频来源:Val Miftakhov/YouTube.com

结论

航空旅行占交通总排放量的12%以上，而且还在以目前的速度增长，这意味着到2050年，目前的排放水平将翻一番。

航空排放的高海拔意味着它们对环境的影响是地面排放的两到四倍。

短途区域航班非常重要，因为大约一半的航空排放是由1000英里以内的航班产生的。世界各地的监管机构都在呼吁航空业大幅降低排放水平，欧盟则在推动将二氧化碳排放量减少四倍₂到2050年，氮氧化物(NOx)减少10倍。

拥有大型飞机的大型机场比拥有小型飞机的小型机场更拥堵，等待时间更长，安检费用更高。向零排放的航空旅行和点对点的区域旅行过渡将有助于解决这些问题。

拥有一支小型飞机机队，在小型机场之间飞行，将大大减少航空排放、拥堵和安全延误。

”目前的技术已经能够以一种有意义的方式使商业航空脱碳，而在零维航，我们打算引领这一潮流，米塔霍夫说。”随着世界各国政府呼吁向清洁交通转变，并预测未来航空旅行频率将会增加，作为一个行业，我们必须确保可持续航空的起飞。”

参考资料及进一步阅读

Hyflyer零排放飞机将在奥克尼进行飞行测试。EMEC 2019。可以在:http://www.emec.org.uk/press-release-hyflyer-zero-emission-aircraft-flight-tests-set-for-orkney/

ZeroAvia推出了当今最大的零排放飞机。CISION。可以在:https://www.prnewswire.com/news-releases/zeroavia-emerges-from-stealth-with-the-largest-zero-emission-airplane-flying-today-300901284.html

ZeroAvia宣布270万英镑英国政府拨款用于零排放航空的发展。智能能源2019。可以在:https://www.intelligent-energy.com/news-and-events/company-news/2019/09/18/zeroavia-announces-27m-uk-government-grant-for-the-development-of-zero-emission-aviation/

我们的使命:加速世界向可持续航空的转型。ZeroAvia 2019。可以在:https://www.zeroavia.com/

ZeroAvia推出氢燃料动力系统。航空航天制造2019。可以在:https://www.aero-mag.com/zeroavia-introduces-hydrogen-fuelled-powertrain/

道路运输和空气排放。英国国家统计局2019年发布。可以在:https://www.ons.gov.uk/economy/environmentalaccounts/articles/roadtransportandairemissions/2019-09-16

净零和英国温室气体排放的不同官方衡量标准。英国国家统计局2019年发布。可以在:https://www.ons.gov.uk/economy/environmentalaccounts/articles/netzeroandthedifferentofficialmeasuresoftheuksgreenhousegasemissions/2019-07-24

飞机发动机排放。ICAO。可以在:https://www.icao.int/environmental-protection/Pages/aircraft-engine-emissions.aspx

排放。负责。可以在:https://www.easa.europa.eu/eaer/topics/overview-aviation-sector/emissions

事实和数据。ATAG:可在:https://www.atag.org/facts-figures.html

减少航空排放。欧洲委员会。可以在:https://ec.europa.eu/clima/policies/transport/aviation_en

英国各行业温室气体排放量。2018年商业、能源和工业战略部。可以在:https://www.raconteur.net/wp-content/uploads/2018/03/UK-greenhouse-gas-emissions-by-sector.jpg

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