文｜IASC  

2023年3月，环球氢能 (Universal Hydrogen) 公司的Dash-8客机在华盛顿州首飞成功。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航空氢燃料电池。

尽管试飞仅持续了15分钟，但这标志着氢能作为客机动力燃料的可行性。

改装后的Dash-8机舱内部由几个部分组成——两排测试电子和传感器组件，以及两个容量30公斤的大型燃料氢气罐；新的动力系统包括位于飞机右翼下方的magniX电动机，由Plug Power公司生产的新型氢燃料电池驱动。

整个飞行过程中，氢能燃料电池能产生高达800千瓦的功率，且只排放水蒸气。因此，氢能也被认为是真正的零排放动力装置，代表着航空业的绿色未来。

然而，试飞取得成功，也并不意味着零碳航空指日可待。

如下图所示，Dash-8的左翼下方配备了普惠公司 (Pratt and Whitney) 的涡桨发动机，该发动机的动力可达氢燃料电池的两倍。这种冗余配置旨在帮助Dash-8拿到美国联邦航空局 (FAA) 特批的实验性适航证书。

试飞员Michael Bockler告诉TechCrunch，在试飞的某段时间内，飞机几乎完全依靠氢燃料电池提供的动力飞行。

图片来源：Universal Hydrogen

氢能源飞机亟待解决的两大问题

散热是氢燃料电池飞机的问题之一。虽然喷气发动机运行时温度更高，但大部分热量可以通过排气系统排出。燃料电池使用电化学反应而不是简单燃烧氢气，故必须通过热交换器和通风系统处理废热。

另一家开发航空氢燃料电池的初创公司ZeroAvia就被这个问题难倒了。ZeroAvia曾尝试在空中关闭燃料电池使其冷却，结果导致了2021年第一架原型机的坠毁。

Universal Hydrogen的首席技术官Mark Cousin告诉TechCrunch，Dash-8配备了更大型的空气散热系统，使其燃料电池可以持续运行一整天而不会过热。

如何储存飞行所需的氢气，则是氢燃料电池飞机的另一个问题。即使在最大化压缩冷却的情况下，液态氢所含的能量也仅为同等体积化石燃料的四分之一左右。机翼油箱的储存空间显然不够，因此燃料必须储存在机身内。

Dash-8试飞的15分钟消耗了大约16公斤气态氢，相当于乘客舱内两个摩托车油箱大小的氢气罐的一半容量。为了增加燃料携带量，Universal Hydrogen计划在年内将其测试飞机改装为使用液态氢飞行。

Universal Hydrogen的多元商业模式

Universal Hydrogen创立于2020年，总部位于加利福尼亚州霍桑市，距离 SpaceX 不远，并在法国图卢兹设有工程中心。该公司在2021年由Playground Global领投的A轮融资中募得2050万美元。

迄今为止，Universal Hydrogen已经筹集了接近1亿美元的资金，出资方包括空中客车、通用电气、美国航空公司、捷蓝航空和丰田。

Universal Hydrogen期望从2025年开始为全球的支线飞机提供燃料电池改装系统和方案。该公司已经从包括新西兰航空公司在内的16家客户那里获得了近250架价值超过10亿美元的改装订单。

Connect航空公司的首席执行官约翰·托马斯 (John Thomas) 表示，他们计划成为第一家使用Universal Hydrogen技术的美国航空公司。他说：“这种伙伴关系是全球航空业实现零排放运营的最快途径。”

Universal Hydrogen的盈利模式不仅是销售飞机。打个比方说，他们不仅出售剃须刀，还出售刀片。

公司创始人Paul Eremenko建立Universal Hydrogen的初衷是设计标准化的氢气模块，这些模块可以由标准的半挂卡车牵引，并简单地插入飞机或其他车辆中以供立即使用。目前，该技术可以让氢气保持液态长达100小时。

他用Nespresso咖啡机来比喻这些模块的便利性。如此先进的技术自然也拥有巨大的潜在市场，Universal Hydrogen表示，公司在未来十年内已有超过20亿美元的燃料服务订单。

公司计划2023年底在新墨西哥州建造一个630,000平方英尺的氢气模块工厂。这个项目投资总额近4亿美元，并有望获得美国能源部2亿多美元的贷款。

然而，这个商业模式受到了一些质疑。Hydrogen Science Coalition的航空科学家Bernard van Dijk赞赏Universal Hydrogen模块的简单性，但他指出，即使是美国航天局 (NASA) 也难以控制氢气泄漏。“飞机上仍需装配氢气罐，但怎么可能完全安全？如果它泄漏了且有人点了火柴，灾难不可避免。”他认为他们低估了新氢动力系统认证过程的重要性。

即使克服了这些障碍，绿色氢的产能提升也是一个问题，这将极大地影响氢能源的价格。Van Dijk说，“要想让所有欧洲航班都使用氢气，你需要投入89,000 个大型风力涡轮机去生产，它们覆盖的面积相当于两个荷兰。”

但Paul Eremenko仍然相信，借助拜登《降低通胀法案》中每公斤3美元的绿色氢补贴，Universal Hydrogen将迎来绿色氢的产能大幅提升和成本下降。

氢能客机的起飞离不开金融资本和科技创新，也离不开整个产业链的改造和提升。