全球首例！液氢赋能电动航空：Joby旗下H2FLY完成液氢电动飞机载人试飞，商业航空的“游戏规则改变者”来了？

上周，美国上市eVTOL公司Joby旗下的德国氢能电动航空技术公司H2FLY宣布在斯洛文尼亚成功进行了全球首例液氢电动飞机载人试飞，是氢能航空的一个重要里程碑，为电动航空的长途飞行开辟了新的可能性。与往常其他氢能载人飞机使用加压气态氢不同， H2FLY公司的HY4验证机这一次使用是的低温储存的液态氢，H2FLY公司的这一创新技术显著降低了氢能储存的重量和体积，使飞行器的最大航程增加了一倍——将HY4验证飞机的最大航程从750公里增加到了1500公里。这意味着人类距离电动航空商业长途飞行时代又近了一步，而在此过程中，液氢似乎会成为商业航空的“游戏规则改变者”。

据介绍，HY4 验证机载着两名飞行员在空中飞行了 3 小时 1 分钟，消耗了10 公斤的氢。该飞机的最大储存容量为24 公斤，可以持续飞行 8 小时。该验证机的机体有明显的斯洛文尼亚蝙蝠飞机公司产品的痕迹。

据电动航空报道介绍，HY4液氢验证机计划是欧洲的“天堂计划”（HEAVEN）的一部分，这是一个欧洲多国政府支持的合作研究项目，旨在证明在飞机上使用液态低温氢的可行性。该联盟由德国H2FLY 公司牵头，成员包括法国的液化空气集团、斯洛文尼亚的Pipistrel Vertical Solutions公司（蝙蝠飞机公司子公司）、德国航空航天中心 (DLR)、EKPO 燃料电池技术公司和意大利的Fundación Ayesa。2021年，项目牵头人H2FLY被美国eVTOL领军企业、美军“敏捷至上”项目参与者Joby收购。值得一提的是，美国的德事隆集团在去年也宣布与蝙蝠飞机公司达成了收购协议（一场春天的绿色相逢：德事隆电动航空负责人Rob Scholl谈蝙蝠飞机收购项目 eVTOL研发令其感到兴奋）。

H2FLY 的 HY4 验证机这次试飞中仅使用了液态氢（而不是气态氢）作为燃料，整个飞行过程只依靠氢燃料电池动力系统——由储氢装置、120kW 燃料电池能量转换器和电动机组成。这次载人试飞一共2名试飞员，其中一位Johannes Garbino-Anton 在飞行后称：“感觉真是太棒了，这是完美的团队合作成果，这项技术‘运行完美’，和普通飞机最大的不同是没有振动和噪音。当然，还有没有二氧化碳排放。”

其实氢能航空探索已久。在过去的几十年里，苏联就曾尝试使用液氢作为飞机燃料，但只是把客机三台发动机中的一台更换为烧液氢的NK-88发动机，剩下依然是燃油发动机。而 HY4 这次使用的是纯液氢动力。与气氢相比，液氢具有更高的能量密度，这意味着它需要的储罐重量和体积大大减少。这意味着液氢动力飞机不必牺牲那么多乘客座位或减少货物空间（即有效载荷）。然而，氢能的储存与运输需要能支持极大压强且保持低温（约-253°C）的储存罐，增加了运输和补能的复杂性，这也是让美国工程院院士马斯克十分纠结的原因——马斯克之前多次痛批“氢气是最愚蠢的储能方式”，虽然有消息称马斯克改变主意了，但目前未经证实。所幸的是，与加压气态氢储存相比，使用液化低温氢可以显著降低储罐重量和体积，从而增加航程和有效载荷。

今年6月，H2FLY还宣布开发出新型H2F-175燃料电池系统，该系统将能够在高达27,000英尺的飞行高度提供全功率。此外，H2FLY还与德意志飞机公司达成合作，该公司计划用 H2FLY 氢电燃料电池改造一架 30 座的多尼尔 328 验证机，并计划于 2025 年开始试飞。H2FLY 联合创始人兼首席执行官 Josef Kallo 博士表示，他预计升级后的液氢动力系统将能够为 40 座、航程约 2,000 公里的支线飞机提供动力。

氢能支线飞机许多公司都在尝试。今年3月，Universal Hydrogen公司的Dash-8飞机在美国华盛顿州首飞成功。Dash-8是一款支线客机，能搭载乘客50名，配备了有史以来最大的气氢燃料电池。这次试飞仅持续了15分钟，消耗了大约16公斤气态氢。Universal Hydrogen成立于2020年，两年融资近一亿美元，投资方包括空客、通用电气、美国航空等行业巨头，公司CEO Eremenko还曾担任空客CTO。

此外，氢能航空对基础设施要求也很高。对于 HEAVEN 项目，H2FLY 一直与法国的液化空气集团合作，后者大力押注绿色氢能作为未来能源结构的一部分，以展示可行性并支撑行业需求。

而我国对氢能也是非常重视，出台了许多政策。例如，2021年12月，工信部发布了《“十四五”工业绿色发展规划》，要求加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用。2022年2月，国家发改委、国家能源局发布了《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，推行大容量电气化公共交通和电动、氢能、先进生物液体燃料、天然气等清洁能源交通工具，探索建立氢能产供储销体系。2022年3月，国家发改委又发布了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》，明确积极探索燃料电池在船舶、航空器等领域的应用，推动大型氢能航空器研发，不断提升交通领域氢能应用市场规模。

许多地方政府也十分支持，以四川省为例，四川省政府2023年政府工作报告也明确提出：“发展生物医药、核技术应用、航空装备、轨道交通、氢能、通用航空等战略性新兴产业”（四川省政府：发展航空装备、通用航空、氢能等战略性新兴产业，支持成都、自贡等打造千亿级无人机产业集群！）。去年发布的《四川省氢能燃料电池汽车产业高质量发展的指导意见（征求意见稿）》中也提出，“氢能示范领域进一步拓展，实现高原轨道交通、工程机械、热电联供、备灾电源、无人机、船舶等领域示范应用。” 

值得一提的是，四川省国资委下属的四川能投还在2022年专门成立了四川能投氢能产业投资有限公司（简称“四川能投氢能公司”），还邀请了德国国家工程院院士、天府永兴实验室首席科学家、西南石油大学碳中和首席科学家、天府新能源研究院院长雷宪章为其讲授专题党课，在党建引领下，一年时间就获得三项国家发明专利授权，使这家新公司在氢能技术领域实现了从无到有的创新与突破。

通航圈注意到，习近平总书记近日首次提出“新质生产力”（详见今日通航圈另一篇文章），强调要积极培育新能源、新材料、先进制造、电子信息等战略性新兴产业，积极培育未来产业，加快形成新质生产力，增强发展新动能。建议大家可以好好研究下液氢电动航空技术。

来源：H2FLY网站、电动航空报道、通航圈前文、四川能投网站及网络。通航圈综合编辑。