氢(Hydrogen),元素符号H,在元素周期表中位列第一位,燃烧后的唯一产物是水。作为一种在自然界中分布极其广泛的元素,氢完美符 合节能减排所需要的一切条件。开发以氢燃料为动力的发动机成为航空业实现 2050 年净零碳排放承诺的重要技术手段。
2月22日晚,CFM国际(GE与法国赛峰集团平股合资公司)与空中客车公司宣布合作开展一项氢示范项目,对氢燃料发动机进行地面和飞行测试,从而为2035年零排放飞机的投入使用奠定基础。
CFM国际(GE和赛峰集团的平股合资公司)携手空客开展氢示范项目
“氢燃料技术是我们正在开发和完善的一大基础性技术。”CFM 总裁兼首 席执行官盖勒 · 梅厄斯特(Gaël Méheustt)说,“我们在2021年宣布的 RISE项目,就包括研发与100%可持续航空燃料(SAF)及氢燃料两相兼容的发动机技术。”
开发以氢燃料为动力的发动机将大幅减少飞行过程中的碳排放
因为物理尺寸合适,且涡轮机械和燃料流动能力卓越,GE的Passport™涡扇发动机被项目组选用 。CFM国际将对发动机的燃烧室、燃料系统和控制系统进行改造,把改造后的发动机安装在测试飞机的机身尾部。其产生的废气及其它污染物,将与驱动飞机的发动机排放分开监控。
进行演示试验的则是空客提供的一架空客A380飞机。机上将配备空客 法 国和德国工厂生产的液氢罐。空客将制定氢燃料推进系统标准,监测飞行全程,并在巡航阶段测试氢燃料发动机。
虽然一直以来氢被视为人类减排的“潜力股”,但实现氢燃料的产品化绝非易事。比如,飞机上存储空间狭小,要先在零下253摄氏度的超低温 下将氢燃料进行液化储存,燃烧前又需要对其进行气化;这就意味着发动机的一些组成部分必须承受高达815摄氏度的温差。又比如,氢的燃烧温度要高于传统喷气燃料,因而发动机的燃烧室和涡轮部件须承受更高温度,这得在材料、涂层、冷却技术等方面进行大量创新。
不过,GE在氢动力方面已经积累了相当丰富的经验 。其已有100多个机组使用过氢燃料等低热量单位燃料,在氢动力方面积累了超过800万小时的运行经验,其中包括航改式发动机。GE研究所还拥有世界一流的燃烧测试设施。
尽管“驾驭”氢需要在现有的技术架构上作出诸多调整,但GE工程师在 “ 脱碳 ” 目标下,不畏挑战、迎难而上。氢动力,轻飞行,这个与传统航空燃油完全不同的新能源,或许将在不久后给航空业带来颠覆性变化。