氫:航空的未來燃料?

作者:凱勒·尤爾科謝克

這是航空業氫能挑戰系列文章的第一篇文章。 閱讀第 2 部份

氫被認為是説明航空業走向綠色的有前途的解決方案。在理想情況下,飛機將簡單地用氫氣作為燃料,而不是今天使用的傳統Jet A燃料。不幸的現實是,生產、儲存和運輸下一代零排放燃料也帶來了一系列挑戰。

制氫的類型

氫是宇宙中發現的第九豐富的化學元素,但它並不常見於純凈狀態。對於用作燃料的氫,必須將其提取。最常見的制氫形式稱為灰氫。它是由天然氣使用蒸汽甲烷重整工藝製成的。這種形式會產生溫室氣體,這些氣體被釋放到大氣中。為了改善該過程的碳足跡,可以添加碳捕獲和儲存(CCS)單元來捕獲二氧化碳排放並將其存儲在地下。這個過程產生所謂的藍氫。沒有有害排放物的最終制氫工藝是綠氫。綠氫使用可再生電力,理想情況下來自風能或太陽能,以產生水電解。

為什麼選擇氫燃料?  

據指出,航空航太業每年向大氣中釋放超過9億噸二氧化碳 (CO2) 排放物1。隨著包括歐盟綠色協議在內的30多個國家以及國際民用航空組織(ICAO)和航空運輸行動小組(ATAG)等各種組織做出的承諾,航空業面臨著巨大的壓力,要求在2005年至2050年期間將二氧化碳排放量減少50%,並最終到2050年實現凈零碳排放。氫的能量含量幾乎是汽油的三倍(比能量);由於其天然豐富性,如果生產無碳,可以消除二氧化碳排放,氫燃料被認為是傳統噴氣燃料的可行替代品。

行業挑戰

航空航太的變化需要多年的研發和大量的財務承諾,以確保滿足安全措施和監管政策,尤其是在引入新的顛覆性技術時。氫燃料給整個航空基礎設施帶來了技術挑戰。關於氫及其在航空航太苛刻環境中的表現,存在許多未知數。創新、先進技術和能夠承受氫複雜特性(如滲透、低潤滑性和低分子量)結果的材料將至關重要。

儘管降低航空航太碳排放的期望和時程表似乎很激進,但只要有決心和合作,我們就可以一起做到這一點!

 

1 https://www.fch.europa.eu/sites/default/files/FCH%20Docs/20200507_Hydrogen%20Powered%20Aviation%20report_FINAL%20web%20%28ID%208706035%29.pdf


搜索