氢气:未来的航空燃料?
这是《航空业的氢气挑战》系列中的第一篇文章。阅读第二部分
氢能正被视为帮助航空业实现绿色转型的一种极具前景的解决方案。 在理想情况下,飞机只需使用氢气作为燃料,而无需使用目前通用的Jet A航空煤油。但遗憾的是,生产、储存和运输这种新一代零排放燃料仍面临一系列挑战。氢能对环境的影响在很大程度上取决于其生产方式。了解“蓝色氢”、“绿色氢”以及“灰色氢”之间的区别,是评估氢能作为航空替代燃料潜力的重要环节。
氢气生产的类型
蓝色氢气和绿色氢气有什么区别?虽然两者都在作为低碳能源解决方案进行探索,但蓝色氢气是通过天然气并结合碳捕获与封存(CCS)技术生产的,而绿色氢气则是通过可再生能源供电的电解工艺生产的。
氢是宇宙中发现的第九种最丰富的化学元素,但它不常以纯净状态出现。氢气要作为燃料使用,就必须进行抽象化处理。最常见的氢气生产形式被称为灰氢。它是利用蒸汽甲烷重整工艺从天然气中产生的。这种形式会产生温室气体,并被释放到大气中。为了改善这一过程的碳足迹,可以添加一个碳捕获和储存(CCS)装置,以捕获二氧化碳排放并将其储存在地下。这个过程产生的是所谓的蓝色氢气。没有有害排放的最终氢气生产过程是绿色氢气。绿色氢气使用可再生的电力,最好是来自风能或太阳能,以产生电解水。
对于航空业而言,选择蓝色氢还是绿色氢,将影响氢燃料的总体碳足迹及其在实现长期减排目标方面所能发挥的作用。

为什么是氢燃料?
据称,航空航天业每年要向大气层排放超过9亿吨的二氧化碳(CO2)1。随着30多个国家的承诺,包括欧盟的绿色协议,以及国际民用航空组织(ICAO)和航空运输行动小组(ATAG)等各种组织的承诺,航空业面临着巨大的压力,要求在2005年至2050年期间将二氧化碳减少50%,并最终在2050年实现净零碳排放。氢气的能量含量几乎是汽油的三倍(比能量);由于其天然的丰富性和无碳生产时消除二氧化碳排放,氢气燃料被认为是传统喷气燃料的可行替代品。

行业挑战
航空领域的变化需要多年的研究和开发以及大量的财政承诺,以确保安全措施和监管政策得到满足,特别是在引入新的、颠覆性的技术时。氢燃料给整个航空业的基础设施带来了技术挑战。关于氢气以及它在航空航天的苛刻环境中的表现,有许多未知数。创新、先进的技术和能够承受氢气复杂特性结果的材料,如渗透性、低润滑性和低分子量,将是至关重要的。
虽然降低航空航天碳排放的期望和时间表似乎很激进,但只要有决心和合作,我们就能做到这一点!"。
