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國內氫氣內燃機飛機PK美國氫燃料電池飛機

發布時間：

2023-04-10

3月25日，中國自主研制的第一架以氫內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.中國首款氫氣內燃機飛機

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

由于氫內燃機對氫氣純度沒有特殊要求，并且可以使用內燃機行業已有的技術和生產線，因此與氫燃料電池相比更具價格優勢。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，有助于在航空業盡早實現雙碳目標。通過四座氫內燃機飛機驗證機的成功首飛驗證了氫內燃機作為航空動力的可行性，攻克了一系列關鍵技術，為后續氫動力飛機研制打下堅實基礎。

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渦輪發動機。”

環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。該公司的聯合創始人和首席執行官保羅·埃雷門科說：“目前，超過一半的航空領域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《巴黎協議》的排放目標。”

環球氫氣公司已經從16家客戶那里獲得了近250份訂單，將利用其氫動力系統技術改良現有的飛機。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，但環球氫氣仍有很多障礙需要克服，這其中就包括解決有關氫氣儲存、運輸和生產的問題。

優劣勢PK

	氫氣內燃機飛機	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生	零排放
燃料利用效率	受限于內燃機效率，原則上不高于30%	燃料電池效率可高達60%
系統傳動效率	減速和機械傳動系統效率損失大	電機傳動效率高
震動及噪音	內燃機震動及噪音較大	震動小，較平穩
發展前景	行業處于起步階段，前景不明	續航久，零排放，發展前景不錯