電動飛機終於來了，6人座，能飛500多公里
（天下網商記者 張超）有生之年，我們也許可以坐上電力驅動的飛機。
6月22日，美國ZeroAvia公司旗下一款採用氫燃料電池動力系統的HyFlyer飛機，從英國貝德福德郡的克蘭菲爾德機場起飛，完成了英國有史以來第一次符合商業飛行標準的電動飛機飛行。
需要注意的是，這是真正的固定翼飛機，而不是一架簡單放大的旋翼無人機。
ZeroAvia成立於2017年，總部位於美國加州，致力研發基於氫燃料電池的新型航空動力總成，旨在將高污染的航空產業轉變為清潔產業。
2019年2月，ZeroAvia將第一版氫燃料電池動力總成安裝在一架2噸重的6人座派珀PA-46R型飛機上，這架原型機獲得了FAA（美國聯邦航空管理局）的初始認證，並在去年春天試飛成功。
眼下這架在英國試飛的飛機，是第二架HyFlyer原型機。
接下來的幾個月，ZeroAvia還將組織一系列長距離測試，從蘇格蘭奧克尼羣島出發，進行距離在250-300海里（463至556公里）的飛行。
ZeroAvia創始人兼CEO瓦爾·米夫塔霍夫介紹，公司目前主攻方向是小型螺旋槳飛機，由氫燃料電池、電動機和儲氫罐等組成的燃料電池動力總成，工作原理跟化石燃料飛機非常相似，只不過需要補充的燃料不是航油而是液氫。
目前，ZeroAvia正在跟歐洲海洋能源中心（EMEC）及英國燃料電池系統公司合作，積極推進機場加氫站等基礎設施建設。
據ZeroAvia樂觀預期，3年內將會有10-20座的氫燃料電池飛機面世，2030年將出現50-100座的氫燃料電池飛機，2040年，氫燃料電池飛機座位將超過200個，航程也可以超過3000海里（5556公里）。
ZeroAvia公司的探索，是航空業尋找替代能源的最新方向。
長期以來，航空業一直是增長最快的温室氣體排放來源，約佔全球排放量的2%以上。
按照目前的增長速度，到2050年，全球航空公司的碳排放，將佔到全球碳排放的四分之一。
為限制飛機排放加劇全球變暖，國際民航組織出台了國際航空碳抵消與減排計劃(CORSIA)，要求航空公司以2019年和2020年國際航空活動平均排放量為基準，一旦年度排放量超過基準值，航空公司必須通過提高效率、尋找替代燃料、投資可再生能源或植樹等減碳項目，來抵消增長的排放額。
與此同時，航空公司出於自身成本考慮，也在積極探索合適的替代燃料。
2008年，英國維珍航空宣佈成為第一家使用生物燃油進行商業飛行的航空公司。
2011年，中國國航也在國內首次完成生物燃油驗證飛行，利用小桐子原料油轉換為航空生物燃料，節省1.2%的燃油，並減少60%-75%的二氧化碳排放量。
2012年，澳洲航空使用50%傳統燃油和50%地溝油裏提煉生物燃油，碳排放量比傳統燃料降低大約60%。
到了2018年，澳洲航空再次利用90%的傳統航空燃油和10%的生物燃油（埃塞俄比亞芥菜籽油），實現了首次美國-澳大利亞的長途飛行，單趟減少7%（約1.8萬公斤）碳排放。
生物燃料有利於減排，但從成本角度考慮，可能並非是航司最理想的替代能源。
比如澳航，地溝油提煉的生物燃料，成本在普通燃油2倍以上；而使用埃塞俄比亞芥菜籽油，則會佔用龐大的農業資源，澳航從美國到澳大利亞的單趟飛行，只使用了10%埃塞俄比亞芥菜籽油，就要佔用150英畝（約6000畝）土地的產量。
從2019年開始，一些初創公司着手探索用電作為航空業替代能源。
美國公司MagniX便陸續研發出375馬力和750馬力的電動機，750馬力的電動機被安裝在一架DHC-2海狸水上飛機和一架塞斯納“大篷車”小型飛機上，兩架飛機都是螺旋槳飛機。
去年11月，DHC-2海狸水上飛機在加拿大進行了一次15分鐘的試飛；塞斯納“大篷車”小型飛機則於上個月在美國華盛頓試飛30分鐘，兩次試飛都獲得了成功。
MagniX表示，使用電池動力的塞斯納“大篷車”小型飛機，運營成本比傳統燃料飛機降低40%以上。
單論能耗成本，電能優勢更為明顯。
以華盛頓這次試飛為例，30分鐘飛行原本需要消耗300美元的燃油，而使用電池動力後，電費還不到6美元。
使用電動機的飛機，還避免了每3000-4000飛行小時就要進行的發動機大修，大幅降低了維護成本。
然而，飛機使用傳統電池動力，需要面對電池能量密度、航程、充換電等一系列問題。
ZeroAvia分析稱，一架飛機要實現商業飛行，需要承受高海拔、低温環境以及反覆充放電過程，長期考慮無法避免電池容量損耗，此外還涉及電池容量和重量的平衡。
米夫塔霍夫估計，電動飛機至少要有480公里的續航里程才有商業飛行價值，而這可能需要500-600kWh的電量。以目前300Wh/kg的電池能量密度來算，要支持480公里續航里程，僅電池重量便將達到2噸。
另外，機場還需要配置至少1-2MW（兆瓦）的快速充電器，才能保證兩次飛行之間可接受的整備時間，如果用換電方案減少飛機充電時間，機場便需要儲備大量可更換電池。
“這是橫亙在電池動力飛機面前的最大問題。”米夫塔霍夫認為，使用氫燃料電池會比傳統燃料或純電池更加經濟，他們計算出的成本，會比傳統燃料飛機低50%以上。
然而，氫燃料動力目前也存在明顯的技術瓶頸，比如怎麼解決儲氫和加氫？這些阻礙氫燃料電池汽車普及的難點，同樣會阻礙這項技術在航空領域的普及。
豐田已經研發出了安全輕量化的高壓儲氫罐，但複合材料的成本十分昂貴，而且航空環境的要求更為苛刻，對儲氫罐的技術要求更高。
普通電池充電時間長，而加氫的耗時則與加油相近，但是加氫設備成本極高，而且存在較大的安全風險。
不管怎麼樣，電動飛機已經飛起來了，未來終將飛得更高更遠。
參考資料：
H2 View：ZeroAvia: Taking hydrogen up, up and away
Azo CleanTech：ZeroAvia’s Hydrogen-Fueled Powertrain for Zero-Emission Aircraft
New Atlas：ZeroAvia's Val Miftakhov makes a compelling case for hydrogen aviation
Fuel Cells Works：Exclusive Get To Know A Sector Zeroavia
Inside Climate News：Airplane Contrails' Climate Impact to Triple by 2050, Study Says
Aviation Today：First Flight of MagniX eCaravan Showcases Maturity of Electric Aviation