当新能源遇上珠海航展,十万亿绿色航空经济市场正打开

来源:环球零碳

撰文 | DQ

编辑 | Tang

这是《环球零碳》的1300篇原创

珠海航展自1996年举办以来,已跻身全球五大航展之列,也成为各种航空经济“硬核”技术和尖端设备演示的盛宴。

2024年珠海航展,即第十五届中国国际航空航天博览会,于2024年11月12日至17日在珠海国际航展中心举行,大约有47个国家和地区的超过890家企业参与,参会人数超60万,下单金额超2800亿。包括歼-35A战斗机、运-20大型运输机等新型军用航空器和民用飞机的展示,以及嫦娥六号探测器、长征十二号系列运载火箭等重磅展品的首次展出。

图说:珠海航空展上的歼-35A战斗机模型,下面摆放着霹雳-15和霹雳-10空对空导弹模型。

来源:Getty Images

智能化、无人化是航空航天的一大趋势,现在要加上一个低碳化。新能源技术为航空经济的绿色化发展打下基础。在本次珠海航展中,包括电动化和氢能等新能源技术有着超群绝伦的表现,一个超十万亿元的航空和低空经济市场正在打开。让我们一起看看有哪些先进绿色技术吧。

01

电动垂直起降(eVTOL)技术

电动垂直起降飞行器eVTOL (electric Vertical Take-off and Landing,即电动垂直起降飞行器),比较通俗的理解就是电动化且不需要跑道就可垂直起降的飞机。

在本次航展中亿航智能展示了载人eVTOL航空器EH216-S,该款航空器预计在2025年底前实现装机量产。

图说:EH216-S在广州市黄埔区九龙湖公园试飞演示

来源:亿航

小鹏汇天展示了“陆地航母”,这是一款飞行汽车,整体价格在200万元以下,计划2026年量产交付。

广汽GOVE展示了“飞行舱+底盘”的技术路线,底盘不仅是飞行舱的智能起降平台,也是移动充电站。

沃飞长空展示了自研eVTOL产品AE200的批产构型,预计在2025年全面启动AE200的符合性验证工作。

eVTOL技术的核心包括垂直起降能力、分布式电推动设计、飞控系统等,当然能源系统也是重中之重,能源系统性能直接影响飞行器的噪声水平、能效、可靠性及整体成本。

EH216-S是全球首个完成固态电池飞行测试的无人驾驶载人电动垂直起降航空器,EH216-S搭载的固态锂电池采用金属锂作为负极,氧化物陶瓷作为电解质,其能量密度达到了480Wh/kg,续航时间提升了60%至90%。在实际测试中,EH216-S成功完成了近50分钟的不间断飞行。

固态电池相较于传统锂电池,具有更好的热稳定性、更低的易燃性、更宽的工作温度范围等优势,这些特性使得固态电池在安全性方面表现更为突出。

小鹏汇天展示的“陆地航母”采用的是800V碳化硅增程动力平台的电池技术,飞行体部分支持800V高压平台,充电速度非常快,从30%充至80%最快仅需约18分钟,满油满电状态下的陆行体可支持飞行体实现5—6次飞行。800V高压平台配合碳化硅功率器件使电池整体效率实现5%至10%的增幅;在1000V快充桩上可以做到3—3.5C的充电倍率,充电速度显著提升;相比传统硅基IGBT,碳化硅器件在导通损耗和开关损耗上都更低,有助于减少能量损失;碳化硅的热导率是硅的3倍,可以耐受更高的工作温度,且击穿电场强度是硅的10倍,能够耐受更高的电压,因此“陆地航母”的能源系统具有高效率、快速充电、低损耗、耐高温和耐高压等优势。

图说:小鹏汇天“陆地航母”珠海航展全球公开首飞现场  

来源:小鹏汽车

广汽展示的GOVE多旋翼飞行汽车,采用的是正力新能提供的电池系统,使用超高容量的多元正极和硅基负极,提升单位重量活性物质的电容量,实现高能量密度。在满足铝壳形态下的320Wh/kg高能量密度的前提下,依然可以达到20%SOC低电量状态下的12C以上大倍率放电性能。

沃飞长空的AE200采用的是“大渡河”航空动力电池系统。该系统采用了最新高强度、轻量化材料,并结合CTP(Cell to Pack)和CAE(计算机辅助工程)等技术应用,使得电池箱成组率超过80%,沃飞长空自主开发的先进对流脉冲热管理系统,可以同时满足电池4C充电热管理以及超快速启动温度调节要求,冷却和加热速率比传统液冷加快50%、温度均一性提高30%,这些核心技术共同确保了“大渡河”航空动力电池系统在安全性、效率和性能上的优化,为AE200电动垂直起降飞行器提供了强大的动力支持。

图说:AE200全倾转飞行  

来源:吉利科技集团

02

氢能技术

航天科技集团六院展示了液氢全产业链示范沙盘,全方位呈现了氢气制备、液化、储存、运输、加注、应用等场景。六院以氢氧火箭发动机技术为基础,加速推进氢能产业的深度转型升级,并开发出多项具有自主知识产权的核心技术,国产2吨/天氦膨胀氢液化系统在内蒙古投产,为重型车辆绿色出行提供可靠保障。

哈工大重庆研究院氢动力及低碳能源研究中心下属翌翔团队开发的青鸥30B氢动力复合翼长航时无人机亮相珠海航展。青鸥30B拥有两套特殊的动力系统,一是创新设计的进气/散热一体化航空氢动力系统,可使功率重量比大幅提高,在电量不变的情况下,为无人机提供了更长的续航能力;二是创新设计的混动系统,即主电池采用氢燃料电池,同时配备一块较小的锂电池,作为电量“蓄水池”。续航时间可达8小时,起飞时,青鸥30B的系统能量输出功率从0%提升到100%,仅需1秒,单架次任务量是锂电池无人机的4-6倍。

图说:青鸥-30B  

来源:哈尔滨工业大学

03

混合电力技术

鸿鹏航空在航展上全球首发了E300混合动力系统,这是国内首台由民营发动机企业自主研发成功的产品。E300混合动力系统可以为机载及地面用电设备提供电力,实现单次飞行超过2小时的续航能力,相比于传统电力系统,其增程能力可达到4倍以上。

GE航空航天展示了其RISE项目,这是一个面向未来的、下一代窄体机发动机项目,将开发和验证一系列革命性创新技术,包括开放式风扇、紧凑型核心机、混合电力、先进材料、先进冷却技术、与可持续航空燃料(SAF)100%兼容和氢燃料燃烧等。目标是较现役最高效单通道发动机减少20%以上的油耗和碳排放。

图说:鸿鹏航空总工程师王进介绍E300混合动力系统 

来源:中国民航网

04

绿色飞行实践

绿色飞行实践是指航空业为了降低对环境的影响、减少碳排放和其他环境污染而采取的一系列措施和技术创新,包括可持续航空燃料(SAF)的应用、精细化燃油管控、材料轻质化、可降解材质机供品等。

在本次航展中多家公司展示了低排放发动机技术,普惠GTF发动机提供动力的飞机可降低16%-20%的燃油消耗与二氧化碳排放,减少50%的氮氧化物排放并缩小75%的噪音轨迹,在GTF领先优势基础上,普惠继续优化提升发动机性能,推出GTF Advantage,正在进行取证测试。GTF Advantage将进一步提升燃油效率和严苛环境运营的耐久性,在海平面可将起飞推力提高4%。中国航发的CJ1000A适用于150至180座级单通道飞机,采用贫油预混燃烧技术,这种燃烧方式可以减少氮氧化物等污染物的排放,并在设计中使用了宽弦空心风扇叶片、整体叶盘、新一代单晶、粉末冶金等先进材料和工艺,这些材料和工艺的应用有助于减轻发动机重量,使得CJ1000A具备低排放、低噪音和低油耗等特性。

中国东方航空在第十五届珠海航展上展示了SDV 9200E型电动飞机除冰车,SDV 9200E型电动飞机除冰车实现除加热锅炉外全部部件的电动化,还集成了能量回收利用系统、一键回位功能以及双点火双光感装置等多项创新技术。目前东航保障上海出港航班的清水车、污水车、叉车、行李装卸车、货物装卸车等地面车辆,已经普遍使用绿色牌照的新能源车辆,减少地面环节的碳排放量。电动飞机除冰车将是又一新能源汽车在绿色飞行中的重要实践。

空客北京工程技术中心与合作伙伴共同推出天然椰丝纤维座椅垫产品,利用椰丝纤维可以最大限度地节约原材料,并且能够回收再利用,从而减少航空产品在其生命周期中的工业足迹。

图说:空客北京工程技术中心与合作伙伴共同推出天然椰丝纤维座椅垫  

来源:中国民用航空网

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