报告:燃料电池改装飞机将取代20%的涡轮螺旋桨飞机市场
2025-01-23 17:46

报告:燃料电池改装飞机将取代20%的涡轮螺旋桨飞机市场

  

  

  一份新的报告得出结论,燃料电池驱动的ATR和德哈维兰加拿大涡桨飞机可以覆盖大多数典型的涡桨飞机航线,但前提是载客量要少得多。

  根据国际清洁运输委员会(ICCT)的报告,出于这个原因,使用这种改进的涡轮螺旋桨飞机的航空公司——其设计尚未得到证实和发展——将需要运营更多的航班来满足同样的市场需求。

  ZeroAvia公司已经试飞了一架多尼尔228飞机,该飞机部分由其ZA600氢燃料电池推进系统提供动力

  ICCT于8月2日发布的研究报告还预测,氢燃料的成本将在未来几十年大幅下降。该公司表示,使用液氢的燃料电池——必须保持在-253°C(-423°F)以下,这是另一个挑战——将比使用氢气的燃料电池提供更多的续航里程。

  ICCT在华盛顿特区设有办事处,该公司表示:“化石燃料涡轮螺旋桨飞机安装储氢装置和燃料电池推进装置后,能源效率更高,碳排放量更低,但燃料成本更高。”“它的有效载荷和航程能力较低,但将减少(温室气体)排放88%。”

  少数几家公司正致力于将氢动力飞机推向市场,并将氢(转化为能源时会排放水)描述为航空业的碳减排解决方案。发动机可以燃烧氢作为燃料,或者燃料电池可以利用氢发电来驱动马达。

  参与者包括美国公司ZeroAvia,该公司正在为飞机开发燃料电池推进系统,并使用改进的多尼尔228对其系统进行了飞行测试。另一家公司Universal Hydrogen已经试飞了一架部分由燃料电池提供动力的Dash 8,同时也在为atr开发改型。在英国,克兰菲尔德航空解决方案公司正在为布里顿-诺曼BN2岛民开发一种燃料电池转换。

  尽管乐观,但巨大的技术、实践和基础设施挑战仍然存在。

  ICCT表示:“改进型燃料电池飞机将成为航空氢能应用的关键试验台,其成功将使更大的、全新的飞机进入商用航空市场。”

  该公司的报告将燃料电池改装的atr72作为测试案例,深入研究了氢燃料对续航里程和容量的限制。

  氢的能量密度比喷气燃料小,每能量单位的体积是喷气燃料的四倍。因此,从氢动力ATR获得足够的航程将需要飞机的机舱安装额外的油箱。这意味着要移除座位。这种“模块化储氢”的概念与通用氢公司的设想类似。

  ICCT的报告称:“携带更多的氢气可以增加飞机的最大航程,同时减少其乘客容量。”

  新出厂的ATR 72-600由普惠加拿大PW127涡轮螺旋桨飞机提供动力,最多可搭载78个座位,航程740海里(1370公里)。

  相比之下,ICCT估计,搭载70名乘客的液氢燃料电池驱动的atr72的航程不到250海里。但是去掉28个座位,在空出的几排安装氢气罐,这架现在有42个座位的飞机的航程将达到945海里——甚至比工厂生产的飞机还要远。

  2023年3月2日,Universal Hydrogen公司的燃料电池动力改装的De Havilland Canada Dash 8首次飞行

  实际上,乘客数量的限制意味着燃料电池飞机只能直接取代涡轮螺旋桨飞机市场的15-20%。但ICCT表示,通过增加更多航班,这类飞机可以占据大部分市场。

  使用可再生能源生产的绿色氢的成本一直是一个令人担忧的因素,可能会阻碍它作为燃料的使用。

  但ICCT认为,由于美国廉价的可再生能源的可用性,以及氢比航空燃料更有效等因素,这些成本将在未来几十年内接近航空燃料的成本。

  ICCT估计,到2030年,改造后的ATR的绿色氢“燃料成本”将比美国的航空燃料高出29-40%,但到2050年将更便宜。

  但在欧洲购买绿色氢,预计其“生产成本更高”,到2030年,其成本可能是化石航空燃料的两倍左右,到2050年将高出50%。ICCT的燃料成本预测考虑了更换燃料电池系统的费用,这可能需要每3.5年更换一次。

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