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來(lái)源：兩機(jī)動(dòng)力控制
據(jù)報(bào)道，隨著“氫“燃料作為近期航空航天界的熱門(mén)話題，作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的羅爾斯-羅伊斯（Rolls-Royce）如何看待這個(gè)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(guān)于“氫”的相關(guān)評(píng)論。
羅爾斯-羅伊斯（Rolls-Royce）具有獨(dú)特的地位，可以在許多能源領(lǐng)域（不僅是航空領(lǐng)域）脫碳中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而“氫“可以在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
在民用航空領(lǐng)域，了解“氫“燃料的機(jī)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(gè)支柱構(gòu)建：改善燃?xì)廨啓C(jī)；促進(jìn)可持續(xù)航空燃料（SAF）；并處于開(kāi)發(fā)創(chuàng)新推進(jìn)技術(shù)的最前沿。
“氫”主要是創(chuàng)新支柱的一部分，因?yàn)樾枰_(kāi)發(fā)新技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施以充分利用其利益。它不是像SAF燃料那樣簡(jiǎn)單直接，SAF已經(jīng)適合為我們的最新一代發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料來(lái)源。
目前，我們正在開(kāi)展工作，以了解基于“氫”能的推進(jìn)技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)，并制定相關(guān)的技術(shù)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(rèn)識(shí)到航空業(yè)面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)，部分原因是運(yùn)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(duì)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(yùn)服務(wù)方面這一問(wèn)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(chǎn)品過(guò)渡的時(shí)間。
小型氫動(dòng)力支線飛機(jī)有可能在本世紀(jì)末之前提供，而支線飛機(jī)預(yù)計(jì)要到下一個(gè)十年（2030-35年）初期才能投入使用。
使現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)“氫”能有多難？
過(guò)去我們已經(jīng)成功地用氫/煤油混合物測(cè)試了發(fā)動(dòng)機(jī)，因此我們?cè)谠擃I(lǐng)域確實(shí)有一些經(jīng)驗(yàn)。但是，要使用100%的“氫”燃料，則需要對(duì)現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行一些適應(yīng)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(gè)問(wèn)題就是要調(diào)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(shè)計(jì)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的這些要素，以及將航空發(fā)動(dòng)機(jī)視為一個(gè)完整的“油箱-排氣”系統(tǒng)，并采取更加整體的整體系統(tǒng)級(jí)方法。
當(dāng)您以電氣方式提供發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力時(shí)，這種整體系統(tǒng)級(jí)方法將變得更加可行。因此，我們?cè)陔姎饣突旌蟿?dòng)力方面的工作，以及在開(kāi)發(fā)嵌入式電動(dòng)機(jī)和起動(dòng)發(fā)電機(jī)方面的工作，都為未來(lái)的“氫”能推進(jìn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)補(bǔ)充。
當(dāng)然，如果使用“氫”能推進(jìn)系統(tǒng)也需要飛機(jī)機(jī)體進(jìn)行根本性的設(shè)計(jì)更改，以生產(chǎn)出可以投放市場(chǎng)的產(chǎn)品。飛機(jī)越大，適應(yīng)儲(chǔ)“氫”要求所需的設(shè)計(jì)變更就越激進(jìn)，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(chǔ)設(shè)施形式來(lái)處理和運(yùn)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(shù)。
氫能如何補(bǔ)充正在開(kāi)發(fā)的其他技術(shù)，以幫助使航空業(yè)朝著更加可持續(xù)的未來(lái)發(fā)展？
未來(lái)的畫(huà)面似乎正在出現(xiàn)：顯然由電池供電的飛機(jī)的航程最短。混合動(dòng)力、全電動(dòng)或氫能為中小范圍航程的客機(jī)提高動(dòng)力；更大航程范圍的客機(jī)上仍將使用更為高效的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，因此隨著航空業(yè)向更可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)過(guò)渡，我們應(yīng)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(dòng)機(jī)或非常接近的衍生產(chǎn)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(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也將繼續(xù)發(fā)展，我們看到所有這些技術(shù)的結(jié)合將使推進(jìn)系統(tǒng)變成一個(gè)效率更高，提供更好性能的系統(tǒng)。我們的愿景是結(jié)合創(chuàng)新技術(shù)，這些技術(shù)將提供可能由氫氣提供動(dòng)力的更高效的機(jī)械和電氣混合動(dòng)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(lái)使我們的世界脫碳，這不僅適用于航空領(lǐng)域，還適用于其他形式的運(yùn)輸長(zhǎng)期技術(shù)發(fā)展。
在羅羅公司的動(dòng)力系統(tǒng)部，我們已經(jīng)積極參與了多個(gè)制氫項(xiàng)目，這些項(xiàng)目為我們提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。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(guān)系，將其氫燃料電池用于固定式燃料電池發(fā)電機(jī)，作為數(shù)據(jù)中心等安全關(guān)鍵設(shè)施的應(yīng)急發(fā)電機(jī)。這將提供一種可替代當(dāng)前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)排放產(chǎn)品，這些也可以用在微電網(wǎng)解決方案中。
我們的小型模塊化反應(yīng)堆計(jì)劃也將產(chǎn)生零碳電力，可將其用于直接為電網(wǎng)供電，或?qū)嶋H上可用于驅(qū)動(dòng)電解槽產(chǎn)生綠色氫。然后氫可以用作能量載體本身或進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為可持續(xù)的航空燃料。
氫基經(jīng)濟(jì)雖然吸引人，但實(shí)現(xiàn)它的障礙包括：大規(guī)模采用、大規(guī)模生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施投資、大容量存儲(chǔ)、分配和安全考慮。還有一個(gè)問(wèn)題是如何同時(shí)建立供氫技術(shù)的供求關(guān)系，以確保擴(kuò)大規(guī)模來(lái)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(chǎn)的全生命周期——如今幾乎沒(méi)有真正的“綠色”氫生產(chǎn)。
人們迫切希望現(xiàn)在就采取行動(dòng)應(yīng)對(duì)氣候變化，而不是長(zhǎng)期采取行動(dòng)。SAF已準(zhǔn)備好響應(yīng)這一需求，無(wú)需重新設(shè)計(jì)飛機(jī)。現(xiàn)在，我們需要了解如何引入“氫”燃料。我們還必須認(rèn)識(shí)到，對(duì)于全球化的遠(yuǎn)程航空旅行市場(chǎng)而言，SAF可能是當(dāng)前唯一的選擇。
因此，盡管目前“氫”被大肆宣傳，但基于“氫”的動(dòng)力航空并不是靈丹妙藥。航空推進(jìn)系統(tǒng)仍將需要采用不同解決方案的組合，包括SAF、電動(dòng)、混合動(dòng)力和更高效的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，為不同的飛行任務(wù)提供動(dòng)力并相互補(bǔ)充，以幫助整個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)其脫碳目標(biāo)。
