每經(jīng)記者 孫磊    每經(jīng)編輯 裴健如    

在乘用車領(lǐng)域，氫燃料電池技術(shù)路線正在遭遇“現(xiàn)實(shí)尷尬”。

從8月開始，本田汽車將終止氫燃料電池汽車Clarity Fuel Cell的生產(chǎn)。此外，日產(chǎn)汽車也宣布暫停與戴姆勒及福特合作開發(fā)燃料電池汽車的計(jì)劃。在此之前，大眾集團(tuán)首席執(zhí)行官赫伯特·迪斯與特斯拉CEO馬斯克更曾公開對氫燃料電池技術(shù)路線進(jìn)行痛批。

不過，在航空領(lǐng)域，氫燃料正迎來“春天”。近日，俄羅斯聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)公司UEC宣布開發(fā)航空和陸地氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，為此成立的工作組已在早些時(shí)候開始了研發(fā)工作。該工作組總設(shè)計(jì)師表示，其會(huì)將氫燃料電池汽車的主要思路應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

事實(shí)上，在此之前就有公司將氫燃料應(yīng)用于航空領(lǐng)域。去年9月，空客公司首次詳細(xì)地發(fā)布了代號為“ZEROe”的3款零排放商用客機(jī)概念方案。3款新型客機(jī)概念雖然采用了不同的空氣動(dòng)力學(xué)構(gòu)型和動(dòng)力系統(tǒng)配置形式，但都是氫作為主要能源。

有分析認(rèn)為，將氫燃料應(yīng)用在航空方面，一則飛行路線相對固定，非常契合加氫站建設(shè)成本高，數(shù)量較少的特點(diǎn)；二則應(yīng)用前景廣闊，全球航空市場所需的化石燃料如能使用氫燃料進(jìn)行代替，市場規(guī)模將超過萬億元人民幣。

航空運(yùn)輸“減碳”關(guān)鍵

與汽車行業(yè)相同，航空領(lǐng)域造成的溫室氣體排放迅速增加，航空公司正面臨越來越大的“減碳”壓力。而與汽車行業(yè)通過電動(dòng)車減少碳排放不同，由于電池產(chǎn)生的能量相對較低，要想產(chǎn)生足夠支持飛機(jī)長途飛行所需的電力，電池組的重量將讓飛機(jī)不堪重負(fù)。

空客公司負(fù)責(zé)零排放飛機(jī)項(xiàng)目的副總裁格倫·盧埃林說：“電池方面的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，電池技術(shù)的發(fā)展沒有達(dá)到我們想要的速度。于是氫出場了，每公斤氫產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)今電池。”據(jù)了解，與鋰電池相比，無論是從重量還是從體積的角度來看，氫氣都具有較大的能量密度。

同時(shí)，歐洲“潔凈天空”和“燃料電池與氫能源”項(xiàng)目此前聯(lián)合發(fā)布的報(bào)告顯示，相比化石能源，氫能源可大幅度減少溫室及有害氣體的排放。空客公司也表示，氫燃料被視為航空運(yùn)輸“脫碳”的關(guān)鍵，有可能將航空業(yè)的碳排放量減少50%，該公司也在探索氫燃料的潛力。

據(jù)了解，在飛機(jī)上使用氫燃料主要有三種方式，一是在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中直接燃燒；二是生產(chǎn)合成燃料；三是通過燃料電池發(fā)電。具體而言，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室及燃料管路經(jīng)重新設(shè)計(jì)后，可直接燃燒氫氣；合成燃料則是對氫氣進(jìn)行化學(xué)加工，形成合成燃料，以替代傳統(tǒng)航空煤油，不需要對飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行重大的改動(dòng)；氫燃料電池可用作應(yīng)急輔助能源和推進(jìn)動(dòng)力源。

上述報(bào)告顯示，燃料電池可減少75%~90%的排放，在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中直接燃燒氫氣可減少50%~75%的排放，而合成燃料可減少30%~60%的排放。

環(huán)球氫能公司表示，其已啟動(dòng)了一項(xiàng)將傳統(tǒng)動(dòng)力支線客機(jī)改為氫動(dòng)力客機(jī)的計(jì)劃。而改裝后的氫動(dòng)力支線客機(jī)將具備出色的盈利能力，并會(huì)創(chuàng)造一種新的商業(yè)模式，而商業(yè)模式的成功則會(huì)鼓勵(lì)制造商研制以氫為能源的全新商業(yè)客機(jī)。

“氫能有望在多個(gè)行業(yè)獲得普及的勢頭，可加速燃料電池和系統(tǒng)存儲的進(jìn)步，鼓勵(lì)必要基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展。”阿維亞解決方案集團(tuán)董事長Gediminas Ziemelis認(rèn)為，“這些因素，結(jié)合氫能作為航空燃料，預(yù)計(jì)將推動(dòng)未來幾年全球氫能飛機(jī)市場的增長，到2030年全球市場達(dá)276.8億美元，到2040年達(dá)1740.2億美元。”

生產(chǎn)存儲仍是難題

盡管氫能源在環(huán)境友好方面具有很大的優(yōu)勢，但將其引入航空領(lǐng)域還面臨很多挑戰(zhàn)。波音公司此前就公開表示，由于技術(shù)監(jiān)管方面的障礙和技術(shù)的不確定性，氫動(dòng)力客機(jī)的開發(fā)前景和應(yīng)用可行性目前尚不明朗，而主要的難題是氫燃料的生產(chǎn)和存儲問題。

此外，即便是已經(jīng)公布?xì)淠茉纯蜋C(jī)項(xiàng)目的空客公司也曾表示，除飛行器方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)之外，氫能源飛機(jī)也對基礎(chǔ)設(shè)施提出了全新的要求，特別是氫能源的生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸和加裝，都需要專門的基礎(chǔ)設(shè)施配合。

有燃料電池企業(yè)人士告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者，制氫、儲氫、運(yùn)氫，以及氫燃料的成本、壽命始終是橫亙在氫燃料產(chǎn)業(yè)化路上的大山。

公開資料顯示，利用可再生能源發(fā)電制氫是氫能制備的重要途徑，制氫成本約為1.1~2.2元/m3，對比煤制氫0.69~1.18元/m3和天然氣制氫0.8~1.7元/m3，優(yōu)勢并不明顯。從目前來看，液氫的成本超過傳統(tǒng)航空煤油的4倍。

此外，配套設(shè)施的匹配問題也同樣不可小覷。分析稱，在航空運(yùn)輸業(yè)中使用氫能源，最大的困難就在于基礎(chǔ)設(shè)施。氫能源與傳統(tǒng)航空煤油有著很大的不同，如果像傳統(tǒng)航空煤油那樣，使用船舶、卡車、管道等設(shè)施運(yùn)輸、儲存氫能源，將需要耗費(fèi)巨資對產(chǎn)業(yè)鏈上的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造或新建。