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來源：兩機動力控制
據報道，隨著“氫“燃料作為近期航空航天界的熱門話題，作為航空發(fā)動機制造商的羅爾斯-羅伊斯（Rolls-Royce）如何看待這個宇宙中最輕的元素在其脫碳策略中的作用？以下為羅羅公司關于“氫”的相關評論。
羅爾斯-羅伊斯（Rolls-Royce）具有獨特的地位，可以在許多能源領域（不僅是航空領域）脫碳中發(fā)揮關鍵作用，而“氫“可以在其中發(fā)揮關鍵作用。
在民用航空領域，了解“氫“燃料的機遇和挑戰(zhàn)是我們持續(xù)不斷的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分，該戰(zhàn)略圍繞三個支柱構建：改善燃氣輪機；促進可持續(xù)航空燃料（SAF）；并處于開發(fā)創(chuàng)新推進技術的最前沿。
“氫”主要是創(chuàng)新支柱的一部分，因為需要開發(fā)新技術和基礎設施以充分利用其利益。它不是像SAF燃料那樣簡單直接，SAF已經適合為我們的最新一代發(fā)動機提供燃料來源。
目前，我們正在開展工作，以了解基于“氫”能的推進技術所面臨的挑戰(zhàn)，并制定相關的技術路線圖，并且我們正在與業(yè)界合作，以充分探索“氫”能的潛力。
“氫”是許多能源和電力行業(yè)脫碳的理想選擇，但我們也認識到航空業(yè)面臨著獨特的挑戰(zhàn)，部分原因是運載“氫”燃料在重量和尺寸受到特定限制，并且由于該行業(yè)對可靠性和安全性的要求很高，因此工程成熟度壁壘很高，尤其是在航空客運服務方面這一問題更加突出。盡管并非不可克服，但這些要求意味著我們需要確保充分考慮從原型到產品過渡的時間。
小型氫動力支線飛機有可能在本世紀末之前提供，而支線飛機預計要到下一個十年（2030-35年）初期才能投入使用。
使現有的航空發(fā)動機適應“氫”能有多難？
過去我們已經成功地用氫/煤油混合物測試了發(fā)動機，因此我們在該領域確實有一些經驗。但是，要使用100%的“氫”燃料，則需要對現有航空發(fā)動機設計進行一些適應性修改。
最大的挑戰(zhàn)是管理燃燒系統(tǒng)中的火焰溫度和穩(wěn)定性。還有一個問題就是要調整燃料的輸送和管理系統(tǒng)，尤其是液態(tài)氫。因此需要著重于重新設計當前發(fā)動機設計的這些要素，以及將航空發(fā)動機視為一個完整的“油箱-排氣”系統(tǒng)，并采取更加整體的整體系統(tǒng)級方法。
當您以電氣方式提供發(fā)動機動力時，這種整體系統(tǒng)級方法將變得更加可行。因此，我們在電氣化和混合動力方面的工作，以及在開發(fā)嵌入式電動機和起動發(fā)電機方面的工作，都為未來的“氫”能推進系統(tǒng)的開發(fā)提供了技術補充。
當然，如果使用“氫”能推進系統(tǒng)也需要飛機機體進行根本性的設計更改，以生產出可以投放市場的產品。飛機越大，適應儲“氫”要求所需的設計變更就越激進，1kg氫能是煤油的3倍，但更重要的是它的體積卻是煤油的5倍。
工業(yè)界還需要一種全新的基礎設施形式來處理和運輸氫，液態(tài)形式的氫必須保持在-253°C，目前航空業(yè)尚不存在這種技術。
氫能如何補充正在開發(fā)的其他技術，以幫助使航空業(yè)朝著更加可持續(xù)的未來發(fā)展？
未來的畫面似乎正在出現：顯然由電池供電的飛機的航程最短。混合動力、全電動或氫能為中小范圍航程的客機提高動力；更大航程范圍的客機上仍將使用更為高效的燃氣渦輪發(fā)動機，因此隨著航空業(yè)向更可持續(xù)發(fā)展的未來過渡，我們應該期望看到解決方案的組合。
因此，仍將需要我們今天熟知的航空發(fā)動機或非常接近的衍生產品，但是很有可能它們將由可持續(xù)航空燃料SAF或氫氣提供燃料。從長遠來看，燃氣渦輪發(fā)動機技術也將繼續(xù)發(fā)展，我們看到所有這些技術的結合將使推進系統(tǒng)變成一個效率更高，提供更好性能的系統(tǒng)。我們的愿景是結合創(chuàng)新技術，這些技術將提供可能由氫氣提供動力的更高效的機械和電氣混合動力系統(tǒng)。
在后疫情的世界中，可持續(xù)性將是重中之重，我們將需要了解如何在更廣泛的路線圖中使用氫能來使我們的世界脫碳，這不僅適用于航空領域，還適用于其他形式的運輸長期技術發(fā)展。
在羅羅公司的動力系統(tǒng)部，我們已經積極參與了多個制氫項目，這些項目為我們提供了寶貴的經驗。我們最近宣布與最近成立的戴姆勒（奔馳制造公司）/沃爾沃合資公司建立合作關系，將其氫燃料電池用于固定式燃料電池發(fā)電機，作為數據中心等安全關鍵設施的應急發(fā)電機。這將提供一種可替代當前柴油發(fā)動機的無排放產品，這些也可以用在微電網解決方案中。
我們的小型模塊化反應堆計劃也將產生零碳電力，可將其用于直接為電網供電，或實際上可用于驅動電解槽產生綠色氫。然后氫可以用作能量載體本身或進一步轉化為可持續(xù)的航空燃料。
氫基經濟雖然吸引人，但實現它的障礙包括：大規(guī)模采用、大規(guī)模生產、基礎設施投資、大容量存儲、分配和安全考慮。還有一個問題是如何同時建立供氫技術的供求關系，以確保擴大規(guī)模來降低成本。
如果我們希望氫成為可持續(xù)發(fā)展的解決方案，我們還需要研究其生產的全生命周期——如今幾乎沒有真正的“綠色”氫生產。
人們迫切希望現在就采取行動應對氣候變化，而不是長期采取行動。SAF已準備好響應這一需求，無需重新設計飛機。現在，我們需要了解如何引入“氫”燃料。我們還必須認識到，對于全球化的遠程航空旅行市場而言，SAF可能是當前唯一的選擇。
因此，盡管目前“氫”被大肆宣傳，但基于“氫”的動力航空并不是靈丹妙藥。航空推進系統(tǒng)仍將需要采用不同解決方案的組合，包括SAF、電動、混合動力和更高效的燃氣渦輪發(fā)動機，為不同的飛行任務提供動力并相互補充，以幫助整個行業(yè)實現其脫碳目標。
