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开辟氢能航空新赛道!工信部等四部门发文

来源:原创 2023-10-11



绿色航空制造业发展强势提振。

10月10日,工业和信息化部等四部门印发《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》(以下简称《纲要》)。


其中提出,到2025年,国产民用飞机节能、减排、降噪性能进一步提高,航空绿色制造水平全面提升,绿色航空产业发展取得阶段性成果,安全有效的保障体系基本建成。

使用可持续航空燃料的国产民用飞机实现示范应用,电动通航飞机投入商业应用,电动垂直起降航空器(eVTOL)实现试点运行,氢能源飞机关键技术完成可行性验证,绿色航空基础设施不断夯实,形成一批标准规范和技术公共服务平台,有效支撑绿色航空生产体系、运营体系建设。

到2035年,建成具有完整性、先进性、安全性的绿色航空制造体系,新能源航空器成为发展主流,国产民用大飞机安全性、环保性、经济性、舒适性达到世界一流水平,以无人化、电动化、智能化为技术特征的新型通用航空装备实现商业化、规模化应用。

绿色航空规模化商业应用迎来新契机。

在“双碳”目标的发展与驱动下,航空动力领域的节能减排越来越受到关注。

“绿色航空”主要指使用电能和清洁燃料的少污染、低噪声飞行,与传统石油基航空煤油相比,它的最大优势是降低二氧化碳排放量。

近年来,我国在绿色高效、安全低噪的飞行器设计、制造与验证技术持续获得进展,轻小型固定翼电动飞机、多旋翼无人机方面技术突飞猛进,电动垂直起降航空器(eVTOL)、飞行汽车等产品形成产业效应,为发展绿色航空制造业打下良好基础。

新赛道的开辟

《纲要》为绿色航空制造业的发展明确了新赛道,从“绿色+”助推民机产业升级;开辟电动航空新领域;布局氢能航空等新赛道出发,肯定绿色航空制造业领域的发展潜力,指引绿色航空制造业的新方向和新布局。


发展路径坚持多技术路线并举,积极探索绿色航空新领域新赛道。按照技术成熟度,稳步推进技术攻关,“十四五”期间,小型航空器以电动为主攻方向,干支线等中大型飞机坚持新型气动布局、可持续航空燃料和混合动力等多种路线并存;同时,积极探索氢能源、液化天然气(LNG)等技术路线,前瞻布局未来产业。

(一)“绿色+”助推民机产业升级推动现有国产民用飞机的优化改进,通过多种手段实现国产通用飞机、直升机、干支线飞机的减重、减阻、降噪和增升,提高多电水平,持续提高国产民用飞机经济性和环境友好性。

加快航空绿色制造体系建设,推动民机企业生产工艺和流程的绿色化、智能化升级,发展航空再制造模式,完善绿色航空技术/路径全生命周期管理,推动全产业链碳排放足迹评估,降低能源资源消耗及二氧化碳等温室气体排放。加强可持续航空燃料在国产民用飞机和发动机上的应用验证。

(二)开辟电动航空新领域面向城市空运、应急救援、物流运输等应用场景,加快6eVTOL、轻小型固定翼电动飞机、新能源无人机等创新产品应用,形成以典型场景为导向的电动航空器供给能力、运营支持能力和产业化发展能力,打造新经济增长极。

鼓励开展绿色航空示范运营,推动轻小型固定翼电动飞机、eVTOL实现商业运营。加快将eVTOL融入综合立体交通网络,建立统一的空地智联管理平台,打造低空智联网,初步形成安全、便捷、绿色、经济的城市空运体系。针对市场应用场景需求,结合纯电推进技术及涡轮混合电推进技术发展,由小到大开展新能源商用飞机预先研究。

(三)布局氢能航空等新赛道积极布局氢能航空关键技术研发,加快储氢装置、动力装置等核心关键技术攻关,开展适用于氢能源飞机的新型结构布局技术研究。

推进氢燃料电池与氢内燃机、氢涡轮、氢涡轮混合动力飞机理论研究与技术验证,打通与氢能源产业上下游协同创新的技术应用模式。围绕氢能航空未来发展趋势,探索商业化氢能源飞机运营体系新模式。积极探索LNG等其他能源在航空领域的应用方法和路径。

氢能赛道新布局

鼓励珠三角、长三角等优势地区设立低空经济示范区。

《纲要》提出,鼓励珠三角、长三角、环渤海、成渝等优势地区,设立低空经济示范区,开展轻小型电动飞机规模化示范运营,eVTOL商业示范运营,推动电动航空应用场景、产品规范、运营体系、客户服务方案等领域的论证试点。

当前,基于珠三角、长三角现有产业基础和发展潜力,依托上海氢能示范城市群的长三角联动,发挥广东城市群的珠三角氢能产业优势,围绕氢能产业协同发展带动氢能航空发展。

《纲要》提出,持续探索氢燃料存储技术、氢燃料电池技术、氢内燃、氢涡轮发动机技术、氢涡轮混合电推进技术、能量综合管理技术等氢能源飞机关键技术。面向国家绿色航空发展的战略需要,加快布局基础研究和应用基础研究,解决制约绿色航空发展的源头和底层技术问题。

《纲要》提出,面向可持续航空燃料、电动航空器、氢能源航空器等领域,鼓励高校加强绿色航空相关领域知识图谱构建,推进教学资源与示范课程建设。

《纲要》提出,开展氢能相关标准前期论证,研究建立氢能航空标准体系。推动绿色航空计量体系建设,加强绿色航空相关计量基准研究,推动计量标准能力提升和关键领域计量技术突破。

《纲要》提出,开展氢能航空适航审定技术预先研究,加速氢能航空发展。

在过去的一年里,世界范围内氢能航空进展迅猛,我国也在氢能航空领域有所突破,以下是第一元素整理的年内氢能航空进展盘点:

01

2023年3月25日,首款四座氢燃料内燃机飞机验证机在沈阳某机场完成首飞,是我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机。

02

2023年9月4日,在2023年服贸会北京首钢展区,中国商飞公司展示了国内新一代氢能源技术验证机——“灵雀M”,其机身部按照加载液态氢原料设计。“灵雀M”原型机拟于下月进行试飞,但实现商用化仍需要较长时间。

03

美国上市eVTOL公司Joby旗下的德国氢能电动航空技术公司H2Fly宣布已成功进行世界首次液氢飞机HY4载人试飞。

此次飞行持续了3小时1分钟,消耗氢10公斤。而该飞机的最大储存容量为24公斤,可以持续飞行8小时。由于采取了新的技术路线——液氢作为燃料,使得HY4验证飞机的最大航程从750公里增加到了1500公里。

04

2023年3月,英国零碳航空公司(ZeroAvia)宣布完成了首次使用液态氢作为燃料的飞机试飞。据悉该飞机经过改装后可以同时搭载6名乘客,航程达500英里。

该公司计划于2024年推出19座的液态氢飞机,2030年推出50-100座的液态氢飞机。

05

2023年3月,目前世界上最大的氢燃料电池飞机——美国通用氢能源公司(Universal Hydrogen)的氢燃料电池验证机成功在美国华盛顿州莫斯湖完成首飞。

此次试飞由一架改装后的Dash8-30040座的氢动力飞机完成,消耗了大约16kg气态氢,飞行时长约15分钟,搭载乘客50名,飞行高度达到3500英尺。

06

2023年2月,德国海德堡大学和德国航空航天中心(DLR)联合开发了一款名为“HY4”的四座氢燃料电池飞机,并在斯图加特机场进行了首次试飞。

该飞机使用两个高压储氢罐储存氢气,通过燃料电池产生电力,驱动一台功率为80千瓦的电动机提供推力。该飞机的最大时速可达200公里,最大航程可达1500公里。