欧洲氢能怎么飞起来？航空业基础设施竟是这样建造！

因为氢能的运用触及整个航空运送业工业链，因而欧美多家企业、科研机构和民航监管部分都展开了氢能根底设备的研讨，在全工业链的视点进行探究。

氢能作为新式的清洁动力，正在悄然进入欧洲航空业，多家公司都发动了相关项目，从氢能的出产、存储和运用到飞机规划、技能整合和机场运营和的全工业链研讨。虽然现在还没有老练的产品推出，可是氢能的展开势头杰出，航空业也正在迎来一次重要的技能转型。

空客的氢能机场运营杂乱

2020年，空客公司发布了其氢能飞机将在2035年入役的方案，之后整个欧洲航空业和一些美国草创公司都在敏捷跟进。跟着飞机制作商开端参加到供应链之中，巴黎的机场运营商开端挑选协作伙伴进行根底设备装备的测验，欧洲航空安全局（EASA）也正在搜集这方面的相关信息。

可是，氢能的运用还面对一些技能应战。例如为了到达合适的能量密度，就有必要运用液态氢，而氢在-252℃以下才干液化，因而在液氢在贮存方面面对巨大应战。别的，航空业作为全球工业，氢能全球可用性便是关键问题，特别是怎么故环保的方法制备氢气。例如，氢燃料是在全球规模内供应供应，仍是只能在某些区域供应等问题。

对此，空客首席执行官纪尧姆·傅里（Guillaume Faury）以为，虽然在航天业中其运营环境是高度可控的，因而液氢的运用不是问题；可是航空业不同，有必要确保每分钟都有飞机可以起飞，运营环境愈加杂乱。与氢相似，当时的惯例燃料也会焚烧和爆破，但航空业已学会了如安在商业航空运送的结构内处理这样的危险。当然，虽然现在许多问题还没有处理，可是氢动力仍然是支线或中近间隔飞机未来展开的重要方向。并且，比如A320系列或更大等级的飞机也不会一会儿就被替代，留给技能展开的时刻还很富余。

针对氢能飞机研制，空客方案在2020～2024年进入为期5年的技能老练期，在2025～2027年寻觅本钱和供货商并树立出产体系，在2027～2028年发动飞机制作方案，方针是在2035年投入运用。傅里以为，氢能可以刻画供应链，空客正在与协作伙伴评论，处理比如出资志愿、可用技能、参加氢能项目时刻表等重大问题。在这些问题傍边，速度至关重要，在功用测验、失效测验、安全剖析、地上操作实验之后，还需求进行许多的验证，以满意航空航天业的周期要求和高规范的认证要求，因而整个职业体系都有必要参加进来。

阿丽亚娜集团方案在2023年对小型氢推动体系进行地上测验。阿丽亚娜集团和其股东空客和赛峰已开端研讨该体系，包含飞机上的液氢分配体系等，项目名为Hyperion，部分资金来自法国政府对航空业的帮助方案。

与此一起，空客已将液氢罐的研制使命交给了新建的零排放展开中心，方案在2025年进行飞翔实验，一架A380将充任飞翔实验台。据空客公司估计，商用飞机近期运用的液氢罐将是金属结构，未来或许运用复合材料来制作。

巴黎机场成为引领者

欧洲航空安全局（EASA）清楚地认识到，现在职业没有把握氢能的相关状况。可是，经过训练、汲取航天部分的经历，可以加速氢动力技能的展开。

对此，EASA成立了一个科学委员会，用来加强学术协作，并主张开端认证剖析作业，估计全球规模的职业规矩拟定则需求4～5年的时刻。

在飞机技能之外，EASA也重视氢能的运送链等问题，例如在加注燃料的时分，氢燃料的危险与现在Jet-A1燃料明显不同，因而有必要对地上氢燃料运送网络进行认证，加注时刻或许也需求监管，加注时有必要与机场运营商进行交流。任何想向氢能运用的转型都需求在机场战略层面进行前期规划，而为进步经济效益，机场需求向氢燃料纽带转型，以出产和运用尽或许多的氢燃料。

为了验证这一概念，巴黎机场运营商Groupe ADP领导11家公司组成一个财团进行了一项归纳研讨，命名为H2纽带机场项目，包含研讨以氢作为航空燃料运用的一些实地测验。未来，该安排还将扩展研讨规模，以包含机场所需的调整，并方案在2023年开端测验一些概念。在Groupe ADP之外，空客、法航荷航和法兰西岛区域也参加了项目，项目得到经济展开安排“Choose Paris Region”的支撑。

现在，该财团选出了11个项目，这些项目是从此前收到的124份意向搜会集选出来的，首要触及3个范畴：氢能的出产、贮存、运送和分配；氢能运用的多样化；氢能和其他副产品的收回。

法国Absolut体系公司专门从事低温体系的开发，特别是用于科研、卫星和超导的体系。该公司现已开端与空客协作，为商用飞机规划新的超导体系。公司的研制经历也可用于机场环境，例如液氢运用中的一个应战是其气化倾向激烈，而Absolut正在研讨两种方法来处理这个问题：对气态氢进行再运用和氢气的再液化。

液氢在储罐中贮存时，有一部分会气化，因而Absolut公司正在研讨怎么收回低温的气体氢。现在的进展是现已用多种气体进行了测验，处于4级老练度（TRL 4）的水平，未来还需求运用氢气进行更多测验，而在到达TRL 6之后，该技能才干进行产品开发。

Absolut公司在TRL 4阶段的第2项测验或许会用于改善为飞机加注燃料的进程，其工程师正在规划一种移动液化体系，用来从头液化气体，然后充分运用加氢设备中的液氢。依据这一概念，加注液氢燃料进程中将有部分操作在闭环中进行。

该氢气收回体系运用的技能现已大规模运用于工业设备以及卫星上的设备中，Absolut公司的研制立异点在于该体系的尺度合适在机场中运用。

Sakowin和Ways2H公司的制氢方案

2017年，法国绿色动力供货商Sakowin表明现已具有了一种出产氢气的绿色处理方案。假如对氢气制取选用会集出产的方法，就有必要对氢气进行运送和贮存，那么氢能与石油动力比较就没有竞争力。天然气的储量估计还能保持数百年，是现在制取氢气最有用的来历。

天然气首要由甲烷（CH4）构成，虽然焚烧甲烷的能效也很高，但会开释二氧化碳，而Sakowin公司的技能可以在不发生CO2的状况下从甲烷中提取氢气。Sakowin公司选用低能等离子体技能，工艺进程与从石油制品中出产“灰色”氢的重整进程邻近，发生出的碳则可以用于电池电极和轮胎。

制氢的紧凑型反响设备设置在一个独立的隔间内，经过2个或多个隔间的组合使体系模块化，因为反响设备可以设备在接近运用氢能的当地，因而这种模块化的出产形式可完结分布式出产。其间一个反响设备的功率需求约80千瓦，每天可以发生1吨的氢气，并且无需运送和贮存环节。Sakowin公司现已建成了一个在实验室环境下运转的原型设备，当时到达了TRL4的水平，有望在2025年上市量产型设备。

美国Ways2H公司成立于2019年，也为当地的氢气出产研制了一套体系。该公司运用的质料首要是各种有机废物，选用的热化学转化工艺。日本蓝色动力公司（JBEC）和美国出资集团清洁动力公司是Ways2H的两大股东，其间JBEC从21世纪初开端研制相关技能，并在日本制作了4座测验设备来改善技能。

Ways2H首席执行官让-路易斯·金德勒（Jean-Louis Kindler）表明，最新版的反响设备自2018年以来一直在东京邻近成功运转，公司在此根底上还规划了一种更紧凑、更便于运送的类型，设备制作已于3月完结。该技能的原理是将有机物分解成分子，如甲烷、水、碳氧化物等，以及氢，其间氢的含量到达50%以上，再运用气体别离技能来提取氢气。该技能重要特征是温度办理，体系可以自安稳反响温度，避免温度过高而转化为危险的高压，也避免温度过低而导致焦油的构成。

可以用Ways2H技能处理的质料许多，包含木屑、城市废物、污水污泥或医疗废物等，该公司正预备在洛杉矶区域设备一个反响设备，每天可以用1吨城市废物出产40～50千克氢气。当然Ways2H公司的技能也可以处理机场中的可用废物，因为机场具有自己的专属车队，是展开氢能根底设备的抱负场所。Ways2H方案在巴黎戴高乐机场建筑的设备每天将可以处理24吨废物，从中提取1.5吨氢气，足以供300辆氢燃料轿车运用。而虽然现在这种设备还不能发生满足的氢来给飞机运用，但可为地上运营的车辆供应燃料。

该制氢设备具有分布式的特色，可将废物处理和制氢设备打造成微型网络，机场也不再需求付费运送废物，因而Ways2H供应的是一种循环经济的产品。

不同公司方案悬殊

Air Liquide是一家专门为航天发射制作液氢和液氧的公司，现在正在研制“高容量、高输出和可快速衔接的”液氢加注车。该车的老练度现已到达了TRL 5，后续展开也会很快，估计在2025年就能实践运转，为机场的地上车辆加氢站供应燃料。因为公司也在运用冷凝蒸汽技能，因而能与Absolut体系公司的技能完结协同效应。

其他的氢燃料地上援助设备近期或许就会出现在机场，有地上动力设备、飞机拖车、行李拖车或装载机等类型，技能老练度等级为TRL6～9不等。一家法德合资财团和Engie动力集团正在规划此类体系和车辆，并界定装备用处及训练驾驶员等。美国草创公司举世氢气公司（Universal Hydrogent）方案将支线飞机改装为氢燃料电池飞机，运用模块化储氢罐对氢进行贮存和运送。

法国民航局（DGAC）、国家工业环境与危险研讨所（Ineris）和古斯塔夫埃菲尔大学联合成立了H2运用联盟。因为氢将在机场内用于多种用处，因而有必要处理一些安全和安保问题，并及早辨认重要危险。

Ineris公司表明，假如氢能只方案在天空中运用，那么问题会少一些，可是这样就会失掉乘用车这个潜在的运用范畴。另一个微观问题是Jet-A1燃料、氢气、天然气和电动轿车将在同一渠道上共存，这些燃料都要恪守不同的安全规范，然后为运营带来费事。

此外，装满爆破性质料的储氢罐不该坐落操控塔台周围，且氢也或许面对Jet-A1燃料现在面对的问题，例如在加氢进程或许会被其他车辆扯掉加氢管导致氢燃料走漏等。而要为这些危险作好预备，需求规划一个安全体系来避免大面积的走漏。

这些实践运营中的问题，开发新技能的工程师或许并不清楚。对此，法国民航局（DGAC）技能服务部的科学和世界参谋纪尧姆·罗杰（Guillaume Roger）表明，在规划阶段就处理问题的成本是最低的，而在制作或布置阶段才发现问题的话，需求更高的成原本处理问题。

总的来看，许多氢能项目的老练度还很低，全体或许只要TRL2水平，间隔真实的运营还有很长的路要走。

DLR主导的制氢/储氢/用氢演示工程

德国汉堡开端筹建氢动力相关开发渠道，为新动力航空工业展开运用做预备。在未来两年内，由德国汉堡市出资，由德国航空航天研讨中心（DLR）、汉莎航空技能公司、运用航空研讨中心（ZAL）和汉堡机场依据各自专业优势，将联合展开一项制氢/储氢/用氢演示工程，进行氢能保护/地上处理进程的规划和测验，为全球航空工业氢动力安全、高效运用奠定根底，方案在2022年开端运转。

研制团队由DLR领导，其间DLR担任氢能运用虚拟环境的开发，汉莎航空技能公司担任商用飞机渠道修理和改装，ZAL担任燃料电池和数字化验证，汉堡机场作为首要运营商担任界说未来液氢动力飞机的地上处理要求。

德国汉堡作为世界上最大的3个航空运送纽带之一，在2020年提出了成为首要的氢能运用大都市的愿景。现在，汉堡港口、动力部分、工业界、航空界都参加其间，为氢能技能打破做预备。

DLR的氢能运用项目第一阶段作业方针是在2021年末，由研制团队评价出最急需的研讨范畴，以确认攻关方向，在此根底上展开概念研讨和相关测验，在2022年头开端概念验证施行，包含对一架退役的空客A320飞机进行改造。该机将装备液态氢制备相关根底设备，作为汉莎技能公司汉堡基地的一个功用完全的固定实验室。

一起，DLR将创立一个虚拟渠道，经过参数化的高精度虚拟模型，验证在地上上运用氢能对飞机渠道运转保护的具体要求。这些数字化进程可直接用于面向未来需求的飞机装备规划。

汉堡机场将依据专业技能储备，要点攻关处理氢能在机场的贮存和运送问题。经过该实验项目，汉堡机场可以终究确认气体氢动力和液态氢动力之间的协同效应，并尽或许充分运用这种新动力。依据先期设想，气态氢将用作行李牵引车动力，液态氢将用作飞机动力。

来历：世界航空