8月5日
将飞艇重新引入全球运输结构有助于减少运输部门的碳排放，并在形成可持续的氢基经济方面发挥作用。根据一项研究IIASA在这项由美国领导的研究中，这些比空气轻的飞机最终可能会提高100%可持续发展世界的可行性。
(图片来源:©Ssuaphoto | Dreamstime.com)
飞艇在20年的上半期发射th在传统飞机用于远程旅客和货物运输之前的一个世纪。然而，由于一些原因，它们在货运和客运方面的使用很快就停止了，其中包括氢气爆炸的危险——1937年兴登堡灾难就是一个显著的例子;与飞机相比，它们的速度较低;以及缺乏可靠的天气预报。
从那时起，材料科学的重大进步，人类预测天气的能力，以及降低能源消耗和CO的迫切需要2飞艇作为一种潜在的替代交通工具，已经逐渐使飞艇重新进入商业、政治和科学对话。
运输业约占全球二氧化碳排放量的25%2人类造成的排放。在这些排放中，3%来自货船，但预计到2050年，这一数字将增加50%至250%。这些预测需要找到新的方法来输送低CO的货物2减少排放，降低能源需求。
在他们发表在施普林格杂志上的论文中能量转换与管理，来自IIASA、巴西、德国和马来西亚的科学家们研究了如何利用急流作为能源介质在全球范围内运输货物，从而建立一个以飞艇为基础的工业。
急流是一股强劲风的核心，自西向东流动，距离地球表面约8至12公里。根据科学家的说法，飞艇在急流中飞行可以降低燃料消耗和CO2喷射气流本身的排放将增加飞艇在目的地之间移动所需的大部分能量，导致在北半球往返16天，在南半球往返14天。与现有的海上航线相比，这大大缩短了时间，特别是在南半球。
科学家们假设，将飞艇重新引入运输行业也可以为氢运输提供一种替代方案。氢是一种良好的能量载体和有益的能量储存替代品。考虑到可再生电力，例如额外的风力发电，可以转化为氢气，氢气经济将成为清洁和可持续未来的核心部分是积极的。
实施以氢为基础的经济的障碍之一是将氢冷却到-253°C以下以液化。该过程消耗了近30%的内含能量，携带液化氢所需的额外能量约为3%。
然而，在他们的研究中，研究人员建议，与其使用液化能源，气态氢气可以在飞艇或气球内携带，并通过喷射气流输送，燃料需求较低。
一旦飞艇或气球到达目的地，货物就可以被运送出去，其中60%或80%的氢气用于升力，剩下40%或20%的氢气留在气球或飞艇内，为回程提供足够的浮力。
为了解决飞艇中氢气燃烧的危险，研究小组提出了将氢能飞艇的操作、装载和卸载自动化，并开发避开城市的飞行路线，以最大限度地减少事故发生时的死亡危险。
据该研究的主要作者、IIASA博士后朱利安·亨特(Julian Hunt)说，这项研究揭示了一个更有趣的方面，即飞艇和气球也可以用于提高液化氢气的有效性。
由于平流层的温度(飞艇将在那里飞行以使用急流)在-50°C和-80°C之间不同，这意味着如果这个过程发生在飞艇上，将需要更少的能量来匹配-253°C的标志。额外冷却所需的能量可以利用飞艇中的氢气产生。
亨特说，这个过程还提供了几种补充的可能性:从氢产生能量的过程会产生水——一吨氢会产生九吨水。这些水可以用来提高飞艇的重量，并在下降轨道上节省更多的能量。
产生的水的另一个可能的应用是造雨，这涉及到从平流层中形成的水在进入对流层之前的高度会冻结，在对流层中再次融化。这降低了温度，提高了对流层的相对湿度，直到它饱和并开始下雨。雨水将引发对流降雨模式，从而为系统提供更多的湿度和雨水。这一过程可以用来减轻缺水地区的水资源压力。
飞艇在过去已经被使用，并为社会提供了巨大的服务。鉴于目前的需求，飞艇应该重新考虑并重返天空。我们的论文给出了支持这一观点的结果和论据。飞艇工业的发展将降低快速运输货物的成本，特别是在远离海岸的地区。
Julian Hunt，研究第一作者，IIASA博士后研究员
亨特继续说道,“在不需要液化的情况下运输氢气的可能性将降低可持续发展和以氢为基础的经济的成本，最终增加100%可再生世界的可行性。”
来源:http://www.iiasa.ac.at