巴航工業(yè)的“綠色飛行”之夢(mèng)

易寒

Energia是巴航工業(yè)可持續(xù)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃的一部分，通過(guò)與國(guó)際知名工程院校、航空研究機(jī)構(gòu)、以及相關(guān)中小企業(yè)建立國(guó)際性聯(lián)盟合作，巴航工業(yè)進(jìn)一步了解了能量收集、存儲(chǔ)、熱管理等相關(guān)技術(shù)，及其在未來(lái)可持續(xù)性航空推進(jìn)技術(shù)方面的應(yīng)用。

Energia系列由四款不同座級(jí)的概念飛機(jī)組成，這一系列機(jī)型采用了不同的推進(jìn)技術(shù)——包括純電動(dòng)、氫燃料電池、雙燃料渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)以及混合動(dòng)力，具體為混動(dòng)推進(jìn)型飛機(jī)E9-HE、全電推進(jìn)型飛機(jī)E9-FE、 氫燃料電池機(jī)型E19-H2FC和氫能渦槳機(jī)型E50-H2GT。

巴航工業(yè)分管工程、技術(shù)以及企業(yè)戰(zhàn)略的高級(jí)副總裁路易斯？卡洛斯？阿方索（LuísCarlosAffonso）解釋了公司推出Energia系列機(jī)型的原因：“我們擔(dān)任的是一個(gè)新技術(shù)開(kāi)發(fā)者的角色，可以幫助行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。想要真正達(dá)到凈零碳排放，沒(méi)有捷徑可走。隨著時(shí)間的推移，新的技術(shù)以及與之相關(guān)的配套基礎(chǔ)設(shè)施將陸續(xù)出現(xiàn)。我們?cè)谧龅氖牵x出能夠盡早實(shí)現(xiàn)商用的設(shè)計(jì)概念，以盡早實(shí)現(xiàn)減排。在這方面，小型商用機(jī)是更理想的選擇，可以更早地完成新推進(jìn)技術(shù)的整合測(cè)試和技術(shù)驗(yàn)證，以便日后將這些技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用到更大的飛機(jī)上。這就解釋了，為什么Energia系列飛機(jī)是一個(gè)如此重要的平臺(tái)?！?/p>

針對(duì)公司的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，巴航工業(yè)商用航空總裁兼首席執(zhí)行官阿爾然？梅耶爾（Arjan Meijer）表示：“我們將會(huì)見(jiàn)證航空業(yè)向更加可持續(xù)性發(fā)展的巨大轉(zhuǎn)型。巴航工業(yè)在新機(jī)型研發(fā)、取證、運(yùn)營(yíng)支持方面有50余年的經(jīng)驗(yàn)，在將顛覆性綠色技術(shù)實(shí)用化方面，巴航工業(yè)擁有獨(dú)特的地位?！?/p>

根據(jù)路線圖，巴航工業(yè)將在未來(lái)5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)氫動(dòng)力驗(yàn)證機(jī)的首飛，并將純電垂直起降飛行器EVE投入商用。而上述4款Energia Project的概念機(jī)將從2030年開(kāi)始面世，到2040年將推出可載35-50名乘客飛行350-500海里的氫動(dòng)力飛機(jī)。

目前，盡管Energia系列仍在概念設(shè)計(jì)階段，但是巴航工業(yè)在現(xiàn)有產(chǎn)品上已經(jīng)取得了減排技術(shù)方面的進(jìn)展。

比如已經(jīng)在E-系列噴氣飛機(jī)上完成了改進(jìn)型可持續(xù)燃料（SAF）的測(cè)試（以甘蔗和亞麻薺作物為基質(zhì)的生物燃料與石化燃料的混合）。公司的目標(biāo)是，到2030年，巴航工業(yè)現(xiàn)有機(jī)型可100%使用可持續(xù)航空燃料。

有數(shù)據(jù)顯示，目前，全球航空業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量占全球溫室氣體排放總量的2.1%，而全球航空業(yè)包括非二氧化碳的溫室氣體排放量占全球溫室氣體排放總量的4.9%。

根據(jù)BNPParibas Bank（法國(guó)巴黎銀行）發(fā)布的一個(gè)調(diào)研結(jié)果，航空運(yùn)輸業(yè)的碳排放主要有三大來(lái)源：第一個(gè)來(lái)源是飛機(jī)航空燃油燃燒，約占總排放量的79%；第二個(gè)來(lái)源是與飛機(jī)相關(guān)的地面排放，約占總排放量的20%，這其中包含飛機(jī)燃油的運(yùn)輸、飛機(jī)維修與回收，以及飛機(jī)服務(wù)配套地面交通；第三個(gè)是與航空相關(guān)的用電量，其產(chǎn)生的碳排放最小，間接產(chǎn)生小于1%的碳排放。

從中可以看到，航空運(yùn)輸業(yè)的碳排放最核心的點(diǎn)還是在于燃油上，如果想實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，需要用各種手段來(lái)減少現(xiàn)在的燃油消耗。

隨著科技的發(fā)展，由廢棄食用油和動(dòng)物脂肪等原料制成的可持續(xù)航空燃料（SAF）成為一種非常好的替代能源，IATA的數(shù)據(jù)表明，SAF在保證飛行動(dòng)力的前提下，碳排放比一般航空煤油低80%。

不過(guò)，一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題也隨之而來(lái)，那就是SAF的產(chǎn)量太有限，目前只占整個(gè)航空燃料使用量的很小一部分。數(shù)據(jù)顯示，全球每年對(duì)航空燃料的需求總計(jì)約為2000億升，但I(xiàn)ATA估計(jì)，2021年SAF的產(chǎn)量?jī)H為1億至1.2億升，僅占總?cè)剂系?.05%。而且，預(yù)計(jì)到2030年，這一比例只能上升至預(yù)計(jì)需求的3%左右。

除了產(chǎn)量小，SAF還有一個(gè)顯著的缺點(diǎn)，那就是價(jià)格不低。目前，可持續(xù)航空生物燃料商業(yè)化生產(chǎn)的唯一途徑是加入氫酯和脂肪酸（HEFA），它將使用的食用油、廢油和脂肪提煉成可持續(xù)航空燃料。根據(jù)麥肯錫發(fā)布的《可持續(xù)航空燃料作為通向零碳排放航空的途徑》報(bào)告顯示，采用HEFA方式生產(chǎn)的SAF價(jià)格是傳統(tǒng)航油的2.5倍，其替代優(yōu)勢(shì)并不明顯。

這樣看來(lái)，似乎新能源飛機(jī)才是未來(lái)的主流。

今年8月，巴航工業(yè)純電動(dòng)驗(yàn)證機(jī)——一架單發(fā)EMB-203伊帕內(nèi)瑪（Ipanema）成功試飛。

這架演示飛機(jī)旨在評(píng)估新的技術(shù)和解決方案，以實(shí)現(xiàn)100%純電力驅(qū)動(dòng)和更加可持續(xù)的推進(jìn)技術(shù)。演示飛機(jī)在巴航工業(yè)位于巴西圣保羅的加維奧？培肖特（Gavi？o Peixoto）工廠進(jìn)行測(cè)試。

這是巴航工業(yè)與兩大知名電動(dòng)交通解決方案提供商WEG和EDP成功開(kāi)展科技合作的重要一步。開(kāi)放性的創(chuàng)新戰(zhàn)略加速了所需技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)將電氣設(shè)備整合到創(chuàng)新的推進(jìn)系統(tǒng)中，以提高未來(lái)飛機(jī)的能源效率。

首次飛行測(cè)試評(píng)估的核心包括了動(dòng)力、性能、控制、熱管理以及運(yùn)行安全等因素。測(cè)試團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)自2019年下半年以來(lái)一直在進(jìn)行的計(jì)算機(jī)模擬、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和地面技術(shù)集成所獲得的結(jié)果，來(lái)展示真實(shí)的飛行情況。

該技術(shù)合作項(xiàng)目使用了WEG的電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和EDP提供的一套電池，并將其安裝在一架EMB-203伊帕內(nèi)瑪飛機(jī)上，這款機(jī)型見(jiàn)證了巴航工業(yè)的歷史。2004年，它成為世界上第一架可使用再生能源（乙醇）燃料飛行，并通過(guò)認(rèn)證且系列生產(chǎn)的飛機(jī)。

巴航工業(yè)正在進(jìn)行一項(xiàng)永久性技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃，該計(jì)劃可以使飛機(jī)性能效率提高，減少消耗和溫室氣體的排放。航空電氣化研究是探索新一代可再生能源并向凈零碳排放未來(lái)過(guò)渡的一部分。

電動(dòng)演示飛機(jī)測(cè)試中所獲得的經(jīng)驗(yàn)將有助于巴航工業(yè)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型產(chǎn)品，這也符合公司對(duì)可持續(xù)未來(lái)的探索計(jì)劃。

目前，巴航工業(yè)正在研發(fā)純電動(dòng)eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛機(jī)），該產(chǎn)品由巴航工業(yè)旗下專(zhuān)注于城市空中交通的公司——Eve（Eve Urban Air Mobility Solutions，Inc.）研發(fā)，計(jì)劃于2026年投入使用。