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导语:说“电动航空比我们想象的近”,其实是伪命题;事实上,近几年的尝试表明,航空公司要么就是放弃了电动飞机,要么就是改为混合动力飞机路线了,坚持纯电动飞机的公司,已经倒闭了。
空客E-Fan-X-teaser飞机|图片来源:空中客车(Airbus)官网
或许电动飞机能够从根本上帮助航空业改变这一点。很多公司都正在开发电动飞机项目。
如果电动推进器能够在航空业奏效,那么不仅可以消除直接的碳排放,更有可能减少90%的燃料成本、50%左右的维护成本,以及减少70%的噪音污染。
目前,空客(Airbus)、安飞(Ampaire)、马格尼克斯(MagniX),以及Eviation公司,均在发展电动飞机。
这几家公司开发的,是面向私人飞机、商务飞机或通勤短途飞机型号,它们正在寻求美国联邦航空管理局(the U.S. Federal Aviation Administration)的认证。
作为最大的支线航空公司之一,海角航空(Cape Air)有可能成为电动飞机的首批客户之一,该公司计划购买Eviation公司的九座电动飞机“爱丽丝”(Alice)。
海角航空CEO丹·沃尔夫(Dan Wolf)表示,他感兴趣的,不只是对环境效益,还包括潜在的运营成本节约。
和使用常规燃料的飞机相比,电动飞机的使用寿命预计更长。相对于普通飞机的2000小时飞行就需要检修相对,电动飞机的检修间隔可以长达2万飞行小时。
NASA(National Aeronautics and Space Administration,美国国家航空航天局)正在开发X-57 Maxwell电动飞机,该飞机使用了一组分布式电动螺旋桨,代替传统的飞机机翼,如此可以使得飞机机翼更短。
NASA X-57 Maxwell电动飞机
传统的喷气式飞机,机翼必须足够大,以便飞机在低速飞行时,能够提供足够的升空力。但同时大机翼也会增加高速飞行阶段的阻力。电动螺旋桨可以在起飞时增加升力,从而有助于缩短机翼、提高整体效率。
在传统喷气式飞机上,机翼必须足够大,以在飞行器低速行驶时提供升力,但是较大的表面积增加了高速飞行时的阻力。电动螺旋桨可在起飞期间增加升力,从而使机翼更小,整体效率更高。
目前来看,电动飞机的航行距离仍然是短板。即便是最好的电池,在同等重量上所能提供的能量,仍然远远低于传统燃料:电池仅能提供250瓦·时/公斤的能量,而航空燃料能提供12000瓦·时/公斤的能量。
因此,同样飞行距离上,飞机需要携带的电池重量要远远大于燃油,而且需要占用更大的空间和自重。
不过,全球航线上,约有一半的飞行距离是少于800公里的,预计随着电池技术的进步,到2025年电池技术就能够满足该距离的飞行需求了。
电动航空业目前仍面临着成本和监管方面的障碍。但天使投资、风险资本、航空公司乃至政府机构,都对电动航空的未来充满信心,并在该领域大力投资。2017年到2019年,约有2.5亿美元的资金投向了电动飞机相关领域的初创企业,目前市场上大约有170个电动飞机项目。
大部分电动飞机的目标市场,仍然是私人飞机、商务飞机以及通勤旅程飞行。但空客公司的电动飞机计划是,在2030年前设计和生产能够搭载100名旅客的电动飞机。
不乐观例证一:祖纳姆航空
2013年创立的祖纳姆航空,正式启动混合动力电动飞机的计划,是在2017年初左右。
2017年4月,祖纳姆航空获得了波音、捷蓝航空的620万美元的A轮投资,并且获得了华盛顿州清洁能源基金的80万美元的赠款。
2018年7月,《芝加哥论坛报》以“Could electric planes be the next big thing in air travel? An Elgin firm hopes so.”(《电动飞机会成为下个风口?这家位于埃尔金的公司希望如此》)为标题,报道了祖纳姆航空(Zunum Aero)电动飞机的“可喜”进展,该文章还说,总部位于加州尔湾的包机公司JetSuite在5月宣布,成为祖纳姆航空首个客户。(在美国至少有20多个埃尔金市,远鉴智库通过排除法,确定文章里所说的埃尔金,是伊利诺伊州埃尔金市,这里曾是祖纳姆航空的发动机研发部门。)
其实,在2018年2月,祖纳姆航空启动的B轮融资就已陷入困局,A轮投资者波音Horizon X(波音公司的风投部门)和捷蓝航空答应给予其过渡贷款。(《芝加哥论坛报》创立于1847年,是美国销量第六大报纸,获得过超过25次普利策奖,是美国重要的媒体之一。这么大一个媒体,在鼓吹被报道对象时,对该公司的财务危机竟然毫不知情。)
在没有融到资的情况下,祖纳姆航空加大了支出和招聘,而且搬迁到了更大办公室,员工从30多增至70多人——《福布斯》杂志2019年7月的报道,披露了这些情况。
到了2018年11月,祖纳姆航空陷入停顿,公司所有人连解聘工资都没有拿到,员工们开始起诉公司。
最新的进展是,2020年11月,祖纳姆航空起诉波音公司,指控大股东试图获得该公司的商业机密,并利用主导地位,推迟和取消祖纳姆航空的运营。
最重要的,仍然是祖纳姆航空曾经受到媒体追捧的“12座混合动力电动飞机计划”,波音公司和捷蓝航空的高管们也是因此才进行的投资。但《福布斯》杂志(2019年7月)报道中委婉地表示:祖纳姆航空的飞机仍然大部分停留在图纸上,或者就是经过渲染的飞机图片。
不乐观例证二:空客“弃电就氢”
BAe 146客机是1983年投入市场运营的支线运输机,1993年停产,一共生产了229架。
2020年,采用BAE 146飞机“平台”的E-Fan X技术验证飞机,在英国进行了最后一次试飞,到4月,空客CTO宣布,E-Fan X混合动力电动飞机项目正式结束。
空客公司官方的E-Fan X混合动力电动飞机的视频片段|来源:空客公司官网
简单来说:不管是纯电动飞机,还是相对靠谱的混合动力电动飞机,在空客公司看来,目前都不可行。
这是空客公司转向氢气飞机的大前提之一。
虽然空客公司表示,使用液态氢燃料,是实现零排放飞机的最佳方案,但实际上的情况是:大部分液态氢的获得,都是从天然气或煤炭中获得的,即便是电解氢,因为电的获得大部分也是从煤炭中来。因此,至少在当前阶段,低成本的液态氢基本并不现实。
至于当初参与合作的西门子公司,2018年5月,一架马格努斯eFusion电动飞机在匈牙利南部坠毁,两名飞行员遇难。
本来这架飞机是来庆贺马格努斯飞机公司新总部落成典礼的,该飞机使用的是西门子的电力推进装置,西门子在电动飞机的发展计划上,也因此遭遇重挫。
空客公司的新计划是,用未来五年的时间,开发出氢气概念飞机和验证机,预计在2025年才能决定,是否在氢气飞机上追加投资进行商业化开发。根据该公司的计划,如果进展顺利,大约在2035年,可能会提供商业化的首架氢气飞机。
换言之,空客公司目前是放弃了电动飞机计划了——哪怕同样是支线飞机的市场,也是如此。
因此,《科学美国人》杂志所言的,空客在发展电动飞机的结论,其实并不准确。
此外,安飞公司的愿景虽然是电动飞机,但目前其研发的发动机,仍然属于混合动力。其他马格尼克斯(MagniX),以及Eviation公司也是同样的思路。
但毫无例外的,所有的新的电动飞机创业公司,都在表示,自己希望成为空中的特斯拉——远鉴智库认为,特斯拉的重点,不是电动,而是平台和系统,这是飞机行业无法实现的结果。
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