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削减飞机排放是一个崇高的目标 但进步难以捉摸

2019-06-19 11:43:00   编辑:   来源:
导读 飞机制造业正面临越来越多的批评温室气体排放的问题,随着越来越多的人登上天空,气体排放量将会飙升,但专家表示,更换清洁飞机的改变游戏

飞机制造业正面临越来越多的批评温室气体排放的问题,随着越来越多的人登上天空,气体排放量将会飙升,但专家表示,更换清洁飞机的改变游戏技术还需要几十年的时间。

本周巴黎航空展上的数十家公司正在宣传他们的绿色证书,业界承诺到2050年将二氧化碳排放量从2005年的水平减半。

从电动四轴车到由天然气或氢气驱动的新发动机,巴黎展出的项目有望彻底改变人们最终穿越城镇或世界各地的方式。

然而,在2005年,只有15,000架飞机在服役,随着航空旅行需求的飙升,预计未来20年将增加到40,000架。

在过去十年中,该行业的燃油效率每年仅提高1-2%,主要是因为航空公司需要限制煤油成本。

“这不符合环保,”蒂尔集团航空专家理查德·阿布拉菲亚说。“ 与竞争对手相比,你只需燃烧更少的燃料。”

日益拥挤的天空的前景意味着改善交通管理可以通过使航线更直接并且需要更少的高程变化来提供快速的效率提升。

“ 如果我们优化飞行控制,我们可以将油耗降低 10%,”法国发动机制造商赛峰的“未来燃料”专家Nicolas Jeuland说。

但为了实现2050年的目标,工程师必须克服艰巨的障碍,以减少对化石燃料的依赖。

“我们不能只说40年后会有答案 - 我们现在必须开始工作,”Jeuland说。

赛峰集团等制造商已开发出专为未来混合动力和电动飞机设计的电动机

电动梦想

电池是一种诱人的替代品,无论是小型直升机还是传统发动机的混合动力系统。

周一在航展上亮相的EcoPulse喷气式飞机项目旨在到2022年建造一架七座螺旋桨,六座喷气式飞机,射程可达500公里(310英里)。

法国航空公司Daher的Nicolas Orance说:“电动机用于起飞,这样可以降低噪音,然后燃烧电机可以为电池充电。”该公司正在与空中客车公司和赛峰集团合作开发该项目。

这种飞机在美国较短的航班上尤其具有竞争力,因为美国的中型城市之间的火车网络很少。

但是将电子理念扩展到更大的飞机将需要电池技术的巨大飞跃。

“如果你想飞行像A320这样的地方,那么今天需要170吨最好的电池 - 这是不可能的,”Jeuland说,他指的是空客的主力单通道客机。

电池还需要工程师重新设计飞机,这些飞机目前在重型燃料负载下起飞,但在坦克几乎空着后降落时重量要小得多。

但无论充电与否,电池都很重,飞机可能需要更强大的起落架才能承受负荷。

咨询公司Oliver Wyman的航空专家杰罗姆·布沙尔说:“在接下来的四五年内,我们将拥有可以更快充电的电池,而且电池更轻。”

研究显示航空运输对空气污染的贡献使得寻求解决方案变得紧迫

生物燃料?

从玉米或麻风树等植物制造合成喷气燃料已被证明是有效的,法航曾一度强调每周一次由生物燃料提供动力的巴黎 - 图卢兹飞行。

该技术的优点是不需要对当前平面进行设计检修,因此可以快速推出。

但碳增加来自上游,因为植物捕获碳而生长 - 生物燃料不会燃烧比传统化石燃料更清洁。

而且它们的成本要高得多,成本至少是标准喷气燃料的两倍,而一些批评者认为将油田转向生物燃料减少了养活快速发展的世界所需的可耕地数量。

Bouchard估计生物燃料“将仅占飞机燃料组合的一小部分”,最多只有5%至30%。

氢燃料电池有望减少碳排放,因为它主要产生水作为副产品。

氢动力马达也比电池版本更强大,同时提供更长的操作范围并且更容易加油 - 正如汽车制造商近年来已经发现的那样。

“氢气飞机是未来的理想解决方案,但它远非简单,”Jeuland说。

气体需要低温储存作为燃料电池的液体,并且需要大量的气体来为更大的飞机提供动力。

“再次,这是一个质量问题,因为所需的氢气量是喷气燃料所需体积的四到六倍,”Bouchard说。

同样的问题也适用于天然气,它比喷气燃料更清洁,但需要对飞机进行大规模的设计检修。