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經(jīng)過(guò)百年發(fā)展，人們往往認(rèn)為航空動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)完善。面向未來(lái)，我們的目標(biāo)是更低排放、更綠色的出行，航空業(yè)依然存在相當(dāng)大的進(jìn)步空間。
今天，我們就來(lái)聊聊兩項(xiàng)能夠幫助航空業(yè)降低排放的技術(shù)——這兩項(xiàng)技術(shù)正在迅速發(fā)展，將引領(lǐng)航空業(yè)向著零排放的目標(biāo)跨進(jìn)一大步。

作為負(fù)責(zé)零排放業(yè)務(wù)的霍尼韋爾航空航天集團(tuán)高級(jí)工程總監(jiān)，菲爾·羅賓森（Phil Robinson ）從1980年代初期便開(kāi)始在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)，21世紀(jì)初進(jìn)入燃料電池領(lǐng)域。他所供職的創(chuàng)業(yè)公司經(jīng)歷了收購(gòu)、拆分等，已經(jīng)成為了霍尼韋爾航空航天業(yè)務(wù)的一部分。

而另一位霍尼韋爾航空航天集團(tuán)高級(jí)商業(yè)拓展總監(jiān)泰勒·阿爾伯施塔特（Taylor Alberstadt）是我們下一期嘉賓，他專(zhuān)注于電力推進(jìn)和混合動(dòng)力推進(jìn)領(lǐng)域。

什么是燃料電池？其工作原理是什么？

傳統(tǒng)意義上的發(fā)電機(jī)需要燃燒汽油或其他燃料來(lái)發(fā)電和產(chǎn)熱，與此同時(shí)，還會(huì)造成煙氣排放。燃料電池則不是直接燃燒氫氣，而是利用空氣中的氧氣與之進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生電能。這個(gè)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生大量噪聲，也不會(huì)產(chǎn)生大量的熱。同時(shí)，電化學(xué)反應(yīng)不會(huì)造成煙氣排放，而是會(huì)生成水。這也是燃料電池受青睞的原因。

燃料電池與電池一樣嗎？

答案是否定的，燃料電池并不儲(chǔ)存任何能量，這也是為什么我們用發(fā)電機(jī)來(lái)進(jìn)行類(lèi)比——只要不停地給燃料電池供氫氣，它就能不停地發(fā)電。因此，燃料電池能產(chǎn)生多少電力，主要取決于氫氣罐有多大。

其實(shí)，燃料電池并不是新世紀(jì)的新發(fā)明，早在“阿波羅”號(hào)時(shí)期，宇宙飛船就由燃料電池提供動(dòng)力。

最近，我們?cè)谥袊?guó)和歐洲國(guó)家看到了由燃料電池驅(qū)動(dòng)的公共汽車(chē)，美國(guó)加州也開(kāi)始出現(xiàn)燃料電池汽車(chē)，此類(lèi)應(yīng)用主要是為了減少排放。公共汽車(chē)其實(shí)是非常適合燃料電池的應(yīng)用。公共汽車(chē)線路固定，且每天晚上結(jié)束運(yùn)營(yíng)之后都會(huì)開(kāi)到同一個(gè)地方——總站或始發(fā)站，那么只要在這些地方建好加氫站，基本上就可以滿足整個(gè)城市或區(qū)域的公共汽車(chē)運(yùn)營(yíng)需求。

另一個(gè)燃料電池的應(yīng)用是為數(shù)據(jù)中心供電，這也是應(yīng)減排要求而生的。同時(shí)，即使數(shù)據(jù)中心所在地的電網(wǎng)斷電，燃料電池也可以繼續(xù)為數(shù)據(jù)中心供電，一周七天、一天24小時(shí)不停歇。

說(shuō)到氫氣和飛行，人們可能會(huì)想起80-90年前的興登堡號(hào)，但如今航空業(yè)已探索出更好的應(yīng)用氫氣的方式。

現(xiàn)在，氫氣儲(chǔ)存在碳纖維氣罐中，這項(xiàng)技術(shù)主要是通過(guò)在汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用而成熟起來(lái)的。氣罐制造精良，非常安全。事實(shí)上，一罐氫氣比一罐汽油更安全。只不過(guò)我們都非常熟悉汽油，而且從開(kāi)始駕車(chē)、乘車(chē)就每天都跟汽油打交道，我們已經(jīng)習(xí)慣使用汽油了。但我們卻不太習(xí)慣使用氫氣，因此總會(huì)有些害怕。不過(guò)我們看到在中國(guó)、歐洲以及美國(guó)加州，這些燃料電池提供動(dòng)力的公共汽車(chē)在運(yùn)營(yíng)，人們開(kāi)始熟悉并適應(yīng)這項(xiàng)技術(shù)。

技術(shù)之所以存在就是為了讓人們能夠安全地使用氫氣，跟安全地使用汽油一樣。

讓人們接受燃料電池需要時(shí)間。就像電動(dòng)汽車(chē)剛剛問(wèn)世時(shí)，人們覺(jué)得那么一大塊電池看起來(lái)挺可怕的。時(shí)間久了，人們慢慢發(fā)現(xiàn)，其實(shí)電動(dòng)汽車(chē)也沒(méi)有很可怕。我想燃料電池汽車(chē)也會(huì)經(jīng)歷同樣的過(guò)程。我們會(huì)慢慢了解并習(xí)慣使用這項(xiàng)技術(shù)，不再懼怕它。

關(guān)于燃料電池技術(shù)在航空行業(yè)的應(yīng)用，霍尼韋爾在做些什么呢？

一方面，是小型燃料電池，尺寸跟鞋盒相當(dāng)，應(yīng)用于小型商用無(wú)人機(jī)。當(dāng)飛行航程超出電池能夠支持的距離，又希望降低飛行噪聲，那么燃油發(fā)動(dòng)機(jī)就不是首選了，因?yàn)槿加桶l(fā)動(dòng)機(jī)噪聲比較大，尤其是起飛的時(shí)候。這種情況下，燃料電池是更好的選擇。

再舉個(gè)例子，用無(wú)人機(jī)巡檢高壓電線，普通無(wú)人機(jī)的電池一般來(lái)說(shuō)可以支持無(wú)人機(jī)飛行一英里（約1.6公里）左右，那么就需要有人開(kāi)車(chē)一英里，給無(wú)人機(jī)更換電池，然后再讓無(wú)人機(jī)繼續(xù)飛行一英里，再繼續(xù)更換電池……這就需要很多人力來(lái)進(jìn)行更換電池的工作。盡管如此，成本也比直接用直升機(jī)進(jìn)行巡檢的成本低。那么如果無(wú)人機(jī)可以持續(xù)飛行10英里（約16公里）、20英里（約32公里）甚至50英里（約80公里），所需要的人力就能夠大大減少。這就是燃料電池在無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用。與電池相比，同等重量下，氫燃料電池能夠提供更大的能量。

另一方面，是應(yīng)用于有人機(jī)的更大一些的燃料電池，主要目的是為了降低排放。展望2030、2035、2050年，我們的這個(gè)星球?qū)?huì)是怎樣的排放水平？航空行業(yè)要為降低排放做出自己的貢獻(xiàn)，整個(gè)行業(yè)都明白這一點(diǎn)。

那么氫燃料電池將為航空業(yè)減排帶來(lái)多大的影響呢？

氫氣和氫燃料電池是能夠做到零排放的。這將是一個(gè)巨大的成就，也是一個(gè)巨大的項(xiàng)目。要重新設(shè)計(jì)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟、能夠高效利用航空燃油飛行的商業(yè)客機(jī)以適用氫能源，這是非常困難的。在航空業(yè)，人們已經(jīng)開(kāi)始著手此類(lèi)項(xiàng)目，包括一些主要飛機(jī)制造商和業(yè)內(nèi)其他公司。但我們都知道，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，有大量的工作要做?；裟犴f爾也是一個(gè)重要的參與者，我們與飛機(jī)制造商們深入合作，為這些未來(lái)的飛機(jī)提供取證的部件。同時(shí)，我們非常熟悉飛機(jī)部件和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及適航取證，這也是我們的優(yōu)勢(shì)之一。

短期來(lái)看，我們的其他技術(shù)，比如可持續(xù)航空燃料（SAF），能夠削減溫室氣體排放。而氫燃料電池將會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的項(xiàng)目，也是對(duì)我們行業(yè)未來(lái)的投資，霍尼韋爾積極投身其中，還有很多工作等著我們。

對(duì)于我而言，我們?cè)谛⌒腿剂想姵叵到y(tǒng)上的首要任務(wù)是支持我們的客戶推出他們的商業(yè)模型。具體要怎樣做呢？主要就是達(dá)成超視距飛行。目前，無(wú)人機(jī)必須要在飛手的視距范圍飛行。FAA目前正在制定一些規(guī)則，讓無(wú)人機(jī)的超視距飛行得以適用。超視距飛行就要求無(wú)人機(jī)飛得夠遠(yuǎn)，同時(shí)，也需要無(wú)人機(jī)的通信系統(tǒng)、雷達(dá)探測(cè)和避讓等其他技術(shù)更為先進(jìn)。而這些技術(shù)也都是霍尼韋爾的強(qiáng)項(xiàng)。我們正在努力幫助實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)超視距飛行，致力于為客戶提供適航取證的燃料電池系統(tǒng)及其他系統(tǒng)。

在大型燃料電池上，我們的首要任務(wù)則是建立合作伙伴關(guān)系。在這個(gè)領(lǐng)域，僅靠一個(gè)公司的力量是不夠的。我們與飛機(jī)制造商通力合作，同時(shí)也與電池等其他部件制造商攜手，這樣我們就能夠有一整套的解決方案，從部件到整架飛機(jī)、到機(jī)場(chǎng)的充氫氣設(shè)備、再到生產(chǎn)氫氣的設(shè)備……有了整套解決方案，才能夠賦能市場(chǎng)?，F(xiàn)在就是建立這些合作的重要階段。

 原標(biāo)題：能源界的一股“氫流”：霍尼韋爾的氫動(dòng)力飛機(jī)探索