歐盟擬實現温室氣體零排放,氫燃料成為航空業關注焦點
新冠疫情下,歐盟加強了對環保的重視度。去年12月,在歐委會新任主席馮德萊恩女士的主持下,歐盟於布魯塞爾召開了成員國高峯會議。會議達成一項協議,即於2050年實現歐盟温室氣體零排放。
歐盟1990年以來的目標,是各成員國在2030年實現減排40?但疫情促使歐盟內部達成新共識,即截至2030年,各成員國的減排比例必須提高到55?以期完成2050年温室氣體零排放。
實現温室氣體零排放,意味着所有燃料都必須是水力、風力、太陽能、核能或其他形式的綠色新能源。筆者居住的奧地利有望在2040年全盤實現水力、風力和太陽能發電,但是否所有成員國都能如願以償,要打個問號,尤其是東歐一些國家,阻力較大。
通往温室氣體零排放的道路上,對氫燃料作為可替代能源的研發,顯然是個亮點,正受到歐洲航空業的特別關注。
氫燃料如能順利開發運用,將是航空業取代傳統燃料的最佳選擇。
氫燃料技術並非新鮮出爐。冷戰時期,前蘇聯曾因燃油危機,在上世紀七十年代中葉對氫燃料的航空應用投入研發,並於1988年成功試飛過五次。但之後蘇聯很快解體,燃料不再是心病,那架試飛的Tu-155機也就被擱置生鏽,被時代遺忘。
近半個世紀過去了。如今,氫燃料又因環保而走進人類視線,成了熱門的研發技術。歐盟對航空業的要求是2050年實現減排50?相對於2005年)。據聯合國原子能機構2019年的數據,全球飛機的温室氣體排放量,只佔人類造成的總排放量的2.7?所以航空業並非環保主義者整治的直接對象。但航空業對燃料的需求量非常大,這無疑加劇了能源生產的惡性循環。氫燃料能量大,乾淨,好運輸,長時間儲存方便,若能實現運用,將是航空業以之取代傳統燃料的最佳選擇。
然而,迄今為止,尚無行之有效的方法提取足夠的氫燃料。此外,氫燃料存在至少三個層面的問題,一是生產層面,二是配套設施層面,三是飛行技術層面。
在生產層面,氫燃料由電解水和甲烷通過化學反應制取,其中95?原料取自天然氣,這意味着人類又回到化石能源那兒,為生產氫燃料而大量排放二氧化碳。雖然可持續發展的“綠色” 氫燃料已被研發,但成本昂貴,眼下無法大規模生產。
在配套設施層面,燃氣輪機使用氫燃料,對大型飛機尤有吸引力,但這需要配套設施,如適用於航空飛行的氫燃料儲存器,以及新型燃燒室系統。
波音公司曾經開發一款名為幻影之眼的氫燃料飛機。
在飛行技術層面,使用氫燃料電池和電機控制器的複雜程度,極具挑戰性。當然,一旦順利使用,飛行的安靜度、高效率及其無污染,是不在話下的優勢。
對於氫燃料在航空業的應用,筆者留心到德國航空航天中心(DLR)的謹慎樂觀態度。那兒的研究員們表示,或許10年後,人類會看到容納80位乘客,飛行距離為中短程的首個氫燃料樣機;15年後,這樣的飛機或許能實現600公里的時速以及2000公里的飛行距離,但前提是大量的資金投入。科學家們寄希望於商用車市場的新技術,那裏有包括氫燃料電池研發在內的豐厚投資,或許可惠及航空業的未來。
無論如何,德國法蘭克福機場已在憧憬氫燃料飛機,看好它充當接駁航班的角色。當然,這意味着機場的擴建,因為氫燃料的體積是煤油的三倍以上,氫燃料飛機的體積必須相應擴大,這也意味着機場跑道和中轉站等配套設施的擴建。
温室氣體零排放的實現,對於人類健康將是福祉。雖任重道遠,但歐盟決意已定。若不出意外,歐委會主席馮德萊恩女士應在9月中旬左右公佈新目標,即2030年前減排55?屆時歐盟各成員國如何反應,還有待觀察跟進。