Ah Tan Blog
2021-01-13
【氣候創新故事】乘機結束「飛行恥辱」︰發展氫能飛機
作者︰Minal Jain
譯者︰Jenny Li
飛機每航行一次的耗電量和碳排放量皆十分高，所以有人會恥於乘搭飛機。但在過去一年，我們因為減少了對飛行的需求而暫忘這份「飛行恥辱」。事實上，在疫情肆虐全球下，航空業受到了前所未見的衝擊——大部分國家封關，需要一段時間才能恢復旅遊。儘管遭受重大拖累，飛機製造商仍致力追求零排放飛行的夢想，讓人特別欣慰和鼓舞。
航空業產生的二氧化碳（CO2）排放量約佔人類二氧化碳總排放量的百分之二。燃燒噴氣式飛機燃料會釋放二氧化碳等溫室氣體到大氣層和海洋。其他排放物包括氮氧化物（NOₓ，一氧化氮和二氧化氮）亦會急速加劇全球暖化。雖然噴氣式飛機的燃油效率已經提高了百分之七十（二零一八年的二氧化碳排放量是一九九七年的百分之四十七），隨著空運量的增加，整體排放量也因而上升。因此，氫燃料的研究應運而生。
氫燃料是一種燃燒氧氣的零排放燃料，而氫能飛機則是以氫燃料為動力源的飛機。氫氣既可以在噴氣式發動機，或其他種類的內燃機中燃燒，也可以為燃料電池發電來驅動螺旋槳。雖然在飛機上廣泛採用氫能還有一段距離，陸上交通工具已經開始使用這項技術，儘管規模不大。例如英國首都倫敦已經引進了氫能巴士。
但障礙依然存在。截至二零二零年，大部分氫氣是由化石燃料產生的，這同時亦排放溫室氣體。如果能從風能或核能等低碳能源中獲得大量氫氣，那麼氫能飛機將比目前的飛機產生更少溫室氣體。
另一個障礙是重量和體積之間的權衡。氫能飛機的設計不像大多數飛機般使用機翼儲存燃料，而是把氫燃料置於機身內部，以致機身長度和直徑都比傳統煤油燃料飛機大。不過，只需噴氣式飛機煤油重量三分之一的氫氣就可產生同等能源。因此，氫能飛機的性能取決於機身體積增加和燃料重量減少的平衡。
俄羅斯製造商圖波列夫（Tupolev/Туполев）製造了圖-154（Tu-154）客機的氫能原型機，命名為圖-155（Tu-155），並於一九八九年首飛。這是世界上第一架以液態氫運行的實驗飛機。
HY4成為世界上第一架以氫能電池驅動引擎的客機，於二零一六年九月二十九日在德國斯圖加特機場進行首飛。
而現在，空中巴士公司（Airbus）公佈了全球首創零排放商用飛機的三款概念機，可能在二零三五年前投入使用。所有概念機都依靠氫能作為主要動力源––空中巴士公司認為這種潔淨的航空燃料選擇具有非凡的前景，很大機會成為航空航天工業以及許多其他行業實現氣候中和目標的解決方案。
資料來源︰
https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2020/09/airbus-reveals-new-zeroemission-concept-aircraft.html
https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-12-04/airbus-air-fp-bets-on-hydrogen-to-deliver-zero-emission-planes?srnd=green
https://www.cnbc.com/2020/09/25/hydrogen-powered-passenger-plane-completes-maiden-flight.html