世界上最大的太陽(yáng)能飛機(jī)“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)于北京時(shí)間3月31日凌晨抵達(dá)重慶江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)，正式開啟中國(guó)之旅。飛機(jī)在短暫停留后將飛往南京，此后將在太平洋上空飛行五天五夜到達(dá)美國(guó)夏威夷，并繼續(xù)后續(xù)行程。
這一史無(wú)前例的環(huán)球之旅引發(fā)了全球各界人士的強(qiáng)烈關(guān)注，標(biāo)志著可再生新能源在航空業(yè)發(fā)展史上又一個(gè)里程碑。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，隨著未來(lái)航空領(lǐng)域低碳化的改革浪潮繼續(xù)推進(jìn)，新能源飛機(jī)的應(yīng)用前景將得到進(jìn)一步拓展。
環(huán)球之旅飛抵中國(guó)
3月31日1時(shí)35分，從緬甸曼德勒起飛的全球最大太陽(yáng)能飛機(jī)“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)，在歷經(jīng)20小時(shí)29分航行1500公里后，順利降落在重慶江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)。
飛行員伯特蘭·皮卡德在飛機(jī)降落后發(fā)表推特稱，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)到達(dá)中國(guó)，證明了“我們可以用清潔能源創(chuàng)造奇跡”。
“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)是瑞士設(shè)計(jì)制造的一款能在不添加任何燃料、只利用太陽(yáng)能作為能源的情況下晝夜飛行的零污染飛機(jī)。它以碳纖維為主材料，機(jī)翼長(zhǎng)72米，重量?jī)H為2.3噸，與一輛小型汽車相當(dāng)。飛機(jī)最大飛行高度達(dá)8500米，最高時(shí)速140公里，平均速度為100多公里。飛機(jī)機(jī)翼中共裝載17248片高效太陽(yáng)能電池，電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)22.7%，可為四臺(tái)無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，并能在白天給重達(dá)633千克的鋰電池充電，以滿足夜間飛行的能源需求。
此次從緬甸飛抵中國(guó)的航程是“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)首次環(huán)球飛行的第四程。當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月9日早晨7時(shí)12分，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)從阿聯(lián)酋首都阿布扎比起飛，在隨后數(shù)日已先后抵達(dá)阿曼首都馬斯喀特、印度艾哈邁達(dá)巴德和瓦拉納西，以及緬甸曼德勒。按此前公布的路線圖，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)環(huán)球飛行總里程為3.5萬(wàn)公里，共停留12個(gè)城市，下一站是中國(guó)南京，接著將飛往美國(guó)夏威夷、鳳凰城等地，橫穿美國(guó)后飛越大西洋，經(jīng)停南歐和非洲，并最終返回起飛地阿布扎比。據(jù)最初預(yù)計(jì)，此行全程將歷時(shí)五個(gè)月。
據(jù)法新社報(bào)道，此次飛抵重慶的這段行程是“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)自開啟環(huán)球之旅以來(lái)最具挑戰(zhàn)的航程之一。云南省、四川省的山地地形為這段航程增加了不可預(yù)測(cè)性。飛行員需要在旅程一開始駕駛飛機(jī)做陡峭的爬升動(dòng)作，并在只有3.8立方米的常溫?zé)o加熱駕駛艙里僅靠氧氣面罩進(jìn)行高空作業(yè)，同時(shí)還要對(duì)抗驟降到零下20攝氏度的低溫。
此外，低空強(qiáng)風(fēng)也是此段飛行的一大挑戰(zhàn)。“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，此次飛行全程854英里（1375公里），平均速度僅為每小時(shí)40多英里。由于風(fēng)力強(qiáng)勁，機(jī)身輕盈的“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)幾度被風(fēng)吹得倒飛，影響了飛行進(jìn)程。
渡過了飛抵重慶的難關(guān)，接下來(lái)，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)的飛行計(jì)劃還將繼續(xù)遭遇重重考驗(yàn)。受重慶和南京近期的陰雨天氣影響，飛機(jī)無(wú)法立刻重新啟程，可能需要在重慶等待一周左右。此前，從曼德勒飛重慶的行程也是因此一再推遲，到達(dá)重慶前已在曼德勒停留了十天之久。此外，從中國(guó)至美國(guó)橫跨太平洋的飛行也將帶來(lái)巨大困難，這將是對(duì)飛行器整體設(shè)計(jì)的全面檢驗(yàn)，也將是對(duì)飛行員體能和心理狀況的嚴(yán)酷挑戰(zhàn)。
推廣清潔能源技術(shù)
此次舉世矚目的“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目由瑞士精神病學(xué)醫(yī)生、探險(xiǎn)家伯特蘭·皮卡德發(fā)起，并與聯(lián)合企業(yè)家、前瑞士空軍飛行員安德烈·博爾施伯格于2003年11月共同組建。兩人也是在本次環(huán)球航行中輪流執(zhí)飛“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)的飛行員。整個(gè)“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目預(yù)算為9800萬(wàn)美元，得到了德意志銀行、歐米茄公司、瑞士訊達(dá)集團(tuán)、蘇威集團(tuán)、歐洲航天局、達(dá)索飛機(jī)公司和國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)等的資金資助和技術(shù)支持，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）是該項(xiàng)目指定的官方科學(xué)顧問。
該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)最初設(shè)計(jì)研制的“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)飛機(jī)于2009年12月正式完工，并于2010年4月7日首飛，此后陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了晝夜飛行、跨國(guó)飛行和洲際飛行。2014年4月，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)誕生。作為升級(jí)版，2號(hào)機(jī)更大、更重，負(fù)載太陽(yáng)能電池的數(shù)量更多，飛行速度等性能也更優(yōu)越。因此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)此次飛行成果的抱負(fù)和期望也更高。
項(xiàng)目組織方表示，此次“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)環(huán)球航行旨在增強(qiáng)全世界對(duì)清潔能源技術(shù)的支持力度。除了飛行過程中完全依靠太陽(yáng)能提供動(dòng)力以外，飛行員們也將與降落地區(qū)的官方機(jī)構(gòu)、學(xué)校舉行有關(guān)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的一系列宣傳推廣活動(dòng)。此前，皮卡德和博爾施伯格就在印度艾哈邁達(dá)巴德停留了4天進(jìn)行參觀，并出席了由致力推動(dòng)可再生和清潔能源發(fā)展的機(jī)構(gòu)贊助的多場(chǎng)活動(dòng)。
博爾施伯格此前表示，“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目的成功運(yùn)行證明人類可以用更小的動(dòng)力，來(lái)驅(qū)動(dòng)更大的交通工具，從而達(dá)到最大限度節(jié)能的目的。它的成功為太陽(yáng)能發(fā)展注入了一針強(qiáng)心劑，隨著科技不斷進(jìn)步和完善，太陽(yáng)能的普及將不再是夢(mèng)想。
“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)抵達(dá)中國(guó)引起了不小轟動(dòng)。“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目商業(yè)推廣主管格里高利介紹說，現(xiàn)在已有中國(guó)企業(yè)與他們?nèi)〉寐?lián)系，希望進(jìn)行商業(yè)贊助。未來(lái)，陽(yáng)光動(dòng)力項(xiàng)目如果建造3號(hào)飛機(jī)，應(yīng)該會(huì)有中國(guó)企業(yè)參與其中。
皮卡德說，中國(guó)已經(jīng)成為世界上風(fēng)能和太陽(yáng)能的第一大生產(chǎn)國(guó)。“如果你看到了中國(guó)政府在優(yōu)化新能源利用率上的努力，你就不會(huì)對(duì)‘陽(yáng)光動(dòng)力’在中國(guó)受到如此關(guān)注而感到驚訝。”
對(duì)于未來(lái)的技術(shù)改進(jìn)方向，“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)想，將著重解決光能吸收問題。因?yàn)橹挥写蠓忍岣唠姵毓πВ趴赡苁箼C(jī)上人數(shù)增加。根據(jù)團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，40多年后，能承載300名乘客的全太陽(yáng)能飛機(jī)有望正式投入運(yùn)營(yíng)。
新能源飛機(jī)研制競(jìng)賽
“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)環(huán)球飛行計(jì)劃是近年來(lái)航空業(yè)新能源革命的一項(xiàng)最新成果。繼新能源在汽車行業(yè)的發(fā)展受到廣泛關(guān)注后，全球多個(gè)國(guó)家的航空企業(yè)開始加入研制新能源飛機(jī)的熱潮。專家指出，作為地球上耗能和排污最大的領(lǐng)域之一，在航空交通領(lǐng)域推進(jìn)新能源的利用有著巨大的應(yīng)用前景。
近年來(lái)，隨著全球氣候變暖和環(huán)境污染加重，對(duì)航空業(yè)低碳發(fā)展的呼聲越來(lái)越高。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)2009年向聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)提交建議書，承諾從2009至2020年，航空業(yè)年均燃油效率提高1.5%，碳排放量在2020年達(dá)到峰值不再增長(zhǎng)，并到2050年降至2005年的一半。在此背景下，發(fā)展航空領(lǐng)域新能源的熱情不斷高漲。
太陽(yáng)能是航空業(yè)最受歡迎的可再生新能源。除瑞士外，目前德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)等許多國(guó)家都已研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太陽(yáng)能飛機(jī)。中國(guó)的“墨子號(hào)”太陽(yáng)能飛機(jī)近日也通過方案評(píng)審，首架樣機(jī)將于年底舉行試飛，并有望實(shí)現(xiàn)全天不間斷飛行。專家表示，太陽(yáng)能因其普遍性和巨大性而成為最具商業(yè)投資價(jià)值的新能源，未來(lái)太陽(yáng)能飛機(jī)的應(yīng)用前景將十分廣闊。
除太陽(yáng)能外，氫燃料對(duì)航空飛行來(lái)說也是理想的清潔能源，因?yàn)樗紵蟮漠a(chǎn)物只有水。目前，美國(guó)波音公司研制的氫電池動(dòng)力輕型載人飛機(jī)和氫動(dòng)力無(wú)人飛機(jī)已成功完成數(shù)次試飛，預(yù)計(jì)今后將主要用于軍事偵察和災(zāi)害監(jiān)測(cè)。中國(guó)國(guó)內(nèi)首款以氫燃料電池為能源的飛機(jī)“雷鳥”也已成功試飛，在我國(guó)新能源飛行器研制領(lǐng)域具有開拓性的歷史意義。
另外，生物能源飛機(jī)也是新能源航空領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星。奧地利鉆石飛機(jī)公司開發(fā)的世界上首架完全利用海藻作為驅(qū)動(dòng)燃料的客機(jī)，首次證明了生物燃料技術(shù)可以獨(dú)立為飛機(jī)航行提供能量。英國(guó)維京大西洋航空、新西蘭航空、美國(guó)大陸航空、日本航空等航空公司均利用生物燃料與傳統(tǒng)化石燃油的混合燃油成功完成客機(jī)試飛。近日，加注中石化1號(hào)生物航空煤油的海南航空HU7604航班成功完成載客試驗(yàn)飛行，使我國(guó)成為繼美、法、芬蘭之后第四個(gè)擁有該項(xiàng)自主研發(fā)技術(shù)并成功商業(yè)化的國(guó)家。
對(duì)于未來(lái)航空業(yè)新能源的發(fā)展前景，業(yè)內(nèi)人士給予了高度評(píng)價(jià)。有分析指出，清潔技術(shù)與可再生能源將是未來(lái)的發(fā)展方向，在各國(guó)大力倡導(dǎo)發(fā)展通用航空和應(yīng)用清潔環(huán)保能源的政策指引下，對(duì)新能源飛機(jī)的研發(fā)具有較高的社會(huì)效益和廣闊的應(yīng)用前景，未來(lái)新能源飛機(jī)有望在軍事偵察、民用通信、航拍航測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安保巡查等許多重要領(lǐng)域發(fā)揮作用。
技術(shù)性難題與市場(chǎng)化挑戰(zhàn)
盡管新能源飛機(jī)的研發(fā)如火如荼，但從整體看，新能源航空業(yè)的發(fā)展尚處于起步階段，未來(lái)新能源飛機(jī)的改良和普及仍面臨許多技術(shù)性難題和市場(chǎng)化挑戰(zhàn)。
首先，新能源飛機(jī)面臨的最大難題是能源的有效使用和管理。可再生新能源的開采先天受到自然環(huán)境的限制，且普遍存在儲(chǔ)存技術(shù)不足、能量轉(zhuǎn)換效率低下的問題，進(jìn)而限制了飛機(jī)的飛行條件和續(xù)航能力。以“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)為例，由于飛機(jī)靠太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)，天氣狀況不佳可能影響電池能量?jī)?chǔ)備。而且，飛機(jī)上使用的單晶硅電池是目前世界上技術(shù)最為成熟的太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換效率最高為23%，但這個(gè)數(shù)字比航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率要低得多。另外，有研究表明，氫電池目前也僅能為小型飛機(jī)飛行提供動(dòng)力，大概20年后才可能用于大型商用客機(jī)。
其次，新能源飛機(jī)的投入成本高、運(yùn)營(yíng)難度大。除可再生能源高昂的開采成本外，新能源飛機(jī)的制造和維護(hù)費(fèi)用也高于普通客機(jī)。比如“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)所采用的碳纖維材料正是因?yàn)槌杀据^高而尚未得到廣泛應(yīng)用。
另?yè)?jù)專家介紹，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)因?yàn)闄C(jī)身輕而受風(fēng)的影響大，為避開航班尾流和旋翼下洗流的影響，需保證上方700米、下方400米沒有飛機(jī)飛行，并且由于起降時(shí)飛行速度較慢而需要避開其他正常航班起降，因此對(duì)空管和機(jī)場(chǎng)保障方面也提出了很高要求。
此外，在飛行性能方面，目前新能源飛機(jī)還遠(yuǎn)比不上傳統(tǒng)飛機(jī)。由于新能源飛機(jī)首先需保障節(jié)能，因此飛行速度并不高。“陽(yáng)光動(dòng)力”2號(hào)的最高時(shí)速為140公里，與普通汽車相當(dāng)，而普通客機(jī)的飛行時(shí)速高達(dá)800公里至1000公里。另一方面，動(dòng)能不足也限制了新能源飛機(jī)的載客量，這也是為什么當(dāng)前新能源飛機(jī)多為無(wú)人機(jī)或只能容納數(shù)人的原因。
總的來(lái)看，新能源飛機(jī)的加速研發(fā)無(wú)疑將成為未來(lái)航空業(yè)能源革命的主要趨勢(shì)之一。但短期而言，航空業(yè)仍無(wú)法擺脫對(duì)化石能源的依賴，航空燃料替代的前景還非常遙遠(yuǎn)。加之許多重大技術(shù)問題有待攻關(guān)，新能源飛機(jī)投入大規(guī)模應(yīng)用和市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)尚需時(shí)日，新能源航空業(yè)的發(fā)展道路還很漫長(zhǎng)。
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我國(guó)首次生物航油商業(yè)飛行順利完成 |
| 記者
錢春弦/北京報(bào)道 |
一架由波音737機(jī)型執(zhí)飛的海南航空飛機(jī)上月底從上海虹橋飛到北京，本次航班使用的是新型能源生物航油，這是我國(guó)首次使用生物航油進(jìn)行載客商業(yè)飛行。
這個(gè)航班使用了由中石化從餐館收集的餐飲廢油轉(zhuǎn)化而來(lái)的生物燃料。這架737的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均由50％航空生物燃料與50％傳統(tǒng)石化航油混合的燃料驅(qū)動(dòng)，標(biāo)志著我國(guó)航空業(yè)在節(jié)能減排領(lǐng)域進(jìn)入商業(yè)飛行階段，也將對(duì)新能源應(yīng)用和綠色低碳飛行的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
波音中國(guó)總裁唐義恩表示，波音很榮幸可以通過與海南航空和中石化密切合作實(shí)現(xiàn)這一里程碑。“合作伙伴的團(tuán)隊(duì)、遠(yuǎn)見和對(duì)可持續(xù)航空的承諾，正在幫助長(zhǎng)期改進(jìn)我們的行業(yè)和環(huán)境。”海南航空副總裁蒲明說，當(dāng)天的飛行很順利，飛行體驗(yàn)和以往相比沒有差別。海航自成立以來(lái)一直堅(jiān)持履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任，很高興能夠執(zhí)飛本次航班，見證中國(guó)民航和環(huán)境保護(hù)事業(yè)具有里程碑意義的時(shí)刻。
中國(guó)石化新聞發(fā)言人呂大鵬表示：“綠色低碳發(fā)展已成為全球共識(shí)，多年來(lái)中國(guó)石化在生物航油、生物柴油等生物質(zhì)燃料的研發(fā)應(yīng)用方面始終走在國(guó)內(nèi)前列，充分體現(xiàn)了中國(guó)石化持續(xù)推進(jìn)科技創(chuàng)新、積極踐行綠色低碳發(fā)展的鄭重承諾。下一步我們將在各方的支持下，加快推進(jìn)生物航油的商業(yè)化生產(chǎn)，為共同的藍(lán)天綠水做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。”
據(jù)了解，此次飛行使用的生物航油由中國(guó)石化自主研發(fā)，以餐飲廢油作為生產(chǎn)原料，在加氫處理后與傳統(tǒng)航油摻混后得到的混合油。該航油已經(jīng)過民航局嚴(yán)格審查，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架驗(yàn)證和試飛驗(yàn)證，獲得了1號(hào)生物航油技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定項(xiàng)目批準(zhǔn)書，在保證飛行安全和效率的前提下可有效減少碳排放。
在當(dāng)下霧霾日益嚴(yán)重的環(huán)境下，以可持續(xù)方式生產(chǎn)的生物航油可減少二氧化碳排放量50％到80％，其低碳清潔特性契合可持續(xù)發(fā)展需求，且原料資源量大而廣，是替代石化燃料的重要選擇。本次航班的生物航油采用餐飲廢油作為生產(chǎn)原料，較棕櫚油原材料更加環(huán)保。可在保證飛行安全和效率的前提下有效減少碳排放，保護(hù)全人類共同的地球。
