导读:随着氢能飞机认证和商业化进度继续后移,相关企业正把国防合同、数据中心供电和机场地面设备作为近期收入来源。行业希望用这些较早落地的应用降低技术路线风险,并为最终进入航空推进市场保留能力和资金。
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在11月4日举行的飞行氢能2026线上研讨会上,多家初创企业、工程团队、监管机构和研究人员讨论了氢能飞行面临的技术、认证和融资障碍。与会企业正在转向国防、数据中心和机场地面保障市场,以便在取得氢能飞机认证前形成收入。
这一转向发生在行业连续受挫之后。空中客车2025年2月确认ZEROe氢能客机无法按原计划于2035年投入使用,此后没有给出新的服役日期。通用氢能公司在2024年耗尽资金并关闭,澳大利亚初创企业斯特拉利斯飞机公司也因未能获得融资,于2026年8月放弃氢能推进计划。
美国埃特尼姆航空航天公司创始人兼首席执行官贾里德·塞米克认为,整机氢能飞机初创企业难以获得资金,部分原因在于美国政府研究资助被分散在不同机构。能源部、美国国家航空航天局和联邦航空局各自负责不同领域,没有一个机构对完整氢能飞机承担总体责任,因此联邦资金往往流向单个部件,而不是整机项目。埃特尼姆正在开发用于远程货运的氢电混合翼身融合飞机。
为支线飞机开发氢电动力系统的零碳航空公司过去一年也进行了收缩。公司关闭了美国华盛顿州埃弗里特研发设施,员工数量减少约一半,并调整管理层。今年接替瓦尔·米夫塔霍夫出任首席执行官的克里斯蒂娜·乌尔米埃-维德纳说,董事会要求管理层降低路线图风险,并尽快实现正向收入。
国防需求成为零碳航空此前没有预料到的市场。小型燃料电池无人机已在乌克兰投入飞行,公司计划把技术扩大到更大型军用飞机,既可作为主推进系统,也可作为机载设备的附加电源。燃料电池运行温度和噪声都更低,可提供公司创立时未曾设想的军事能力。
零碳航空今年7月宣布与马歇尔航空航天公司开展国防合作。其200千瓦燃料电池发电系统计划在2027年达到技术成熟度六级,即原型机在接近真实的运行条件下完成演示;首批交付也预计于同年开始,批量生产安排在2029年底。适用于单通道和宽体客机的高温燃料电池要到2030年后才会出现。
位于洛杉矶的海德罗普莱恩公司自新冠疫情期间获得美国空军“敏捷至上”合同后,一直依靠军事客户。公司创始人兼首席执行官、前美国国家航空航天局工程师阿妮塔·森古普塔说,企业大部分资金来自军方,客户包括美国空军、陆军和海军陆战队。该公司为空中飞机和直升机开发氢燃料电池发动机,预计今年首次实现盈利。
俄亥俄州代顿的千年统治能源公司曾在2021年葡萄牙一次北约会议期间演示氢能无人机。该机持续飞行四小时,而同一机体前一天使用电池只能飞行45分钟,演示由此引起多国空军和海军关注。
FC Renew公司同样把军用无人机列为目标市场。该公司开发寿命更长的燃料电池催化剂,并得到美国陆军支持。燃料电池会随使用时间增加而衰减,设计人员通常需要在初期安装大于即时需求的电堆,以确保寿命末期仍有足够功率。若催化剂衰减更慢,无人机即可采用更小、更轻的燃料电池。公司称,其催化剂在加速应力试验中达到2.8万小时,而传统催化剂为4000至1万小时。
森古普塔认为,氢能公司必须获得航空业以外的客户,才能形成可持续商业模式。数据中心用电快速增长,为氢能发电提供了更大的潜在市场,使企业不必只依赖航空这一小部分需求。
千年统治能源公司为无人机、电动垂直起降飞行器、汽车和卡车建设现场制氢及加注站,希望让电力和交通客户共用一套氢供应。公司去年12月在俄亥俄州南部为一座完全使用氢能运行的数据中心供电,目前又与一家未具名开发商合作建设1至10兆瓦的数据中心,设施自行生产可再生能源,并把多余电力转化为氢储存。公司设想在各站点配套垂直起降机场和汽车加氢站,形成氢能飞机和车辆可跨区域逐站补给的网络。
海德罗普莱恩还提供航空燃料电池系统的地面版本,用于替代机场地面电源和救灾中污染较高的柴油发电机。美国联邦航空局2024年12月发布的氢能认证路线图把辅助动力和应急动力等非推进用途列为商业航空最成熟的氢能概念,而把氢燃烧涡轮发动机列为成熟度最低的方向。
英国已经开展氢能地面设备试验。在民航局项目支持下,埃克塞特机场与途易、克兰菲尔德大学和波音合作完成一次零排放飞机过站保障,三种地面设备分别使用燃料电池、氢内燃机和混合动力系统。氢动力牵引车、拖车和地面电源设备因而成为比氢能客机更早进入实际机场环境的应用。
燃油价格变化也提高了部分运营商对氢能的兴趣。法国图卢兹的超越航空公司仍计划在21世纪30年代初为一款氢电公务机取得认证。公司首席执行官埃洛娅·吉约坦认为,喷气燃料和煤油价格波动以及能源主权问题,提升了本地制氢的吸引力。
海猎豹公司正在开发一种氢动力地效翼船,适用海事规则而非航空法规,不需要跑道和空域时隙。公司在迈阿密设有总部,并在迪拜和澳大利亚布里斯班设有办公室。一家航空公司客户计划用这种交通工具把旅客从机场继续运送到度假地。
大型航空制造商则采取更长期的节奏。空中客车、通用电气航空航天公司和赛峰仍在氢能领域推进工作,空中客车与德国MTU航空发动机公司今年7月组建了氢燃料电池推进合资企业。
吉凯恩航空航天公司正在为ZEROe级液氢燃料电池客机设计电力和深冷分配系统。持续至2029年的项目将把技术从19座验证机扩展到96座飞机,目标是形成首架没有传统飞机作为基线、符合大型飞机CS-25适航规范的全电飞机。
罗尔斯-罗伊斯与易捷航空围绕单通道客机氢燃烧发动机合作四年,今年在美国国家航空航天局密西西比州斯坦尼斯航天中心使用100%氢燃料运行一台改装“珍珠15”发动机,为合作画上句号。此后,罗尔斯-罗伊斯根据市场成熟度放缓氢能工作。公司民用航空业务总裁罗布·沃森表示,工业规模的氢供应不是罗尔斯-罗伊斯的重点。
空中客车与CFM国际公司2022年曾计划在2026年底前使用A380试飞一台燃氢通用电气“护照”发动机,但空中客车在2025年初缩减ZEROe项目时取消了这次试飞。
认证仍是长期障碍。美国联邦航空局的路线图承认,现有适航标准在制定时没有考虑燃料电池,也没有考虑使用氢燃料驱动航空发动机。正式氢能法规预计要到2028至2032年间发布,在此之前,零碳航空等申请方必须通过专用条件推进认证。
国际航空运输协会估计,氢能和电推进应贡献航空业2050年净零排放所需减排量的13%。该协会10月的分析同时认为,氢能航空仍面临基础设施、运营和能源方面的广泛挑战,规模化需要大量政策和投资支持。乌尔米埃-维德纳把零碳航空近期产品视为通往远期目标的桥梁:尽早形成技术应用和实际证明,有助于争取更多力量继续支持航空氢电路线。
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