本文来源：时代财经 作者：何铭亮
图片来源：Joby官网
首次由液氢驱动的垂直起降航空器（eVTOL）完成飞行试验，美国低空经济巨头Joby再获突破。
近日，美国eVTOL巨头Joby宣布，该公司首架氢电驱动的“空中出租车”演示机已完成创纪录的841公里（523英里）飞行，着陆时依然剩余10%的氢燃料负载。
氢动航空以往集中于民航支线客机领域，国外多家氢能初创公司都踏上了将支线客机改装为氢电驱动的道路，如今则延伸到载人eVTOL领域，这种新型动力又是否适合现阶段的载人eVTOL发展？
氢电eVTOL是否可行？
与Joby本身的拳头产品纯电eVTOL相比，该款氢动航空器采用了相同的机身和整体架构，配备由Joby设计和制造的液氢燃料箱，可储存多达40公斤的液氢。
Joby创始人兼首席执行官JoeBen Bevirt表示，其将纯电eVTOL上的绝大部分设计、测试和认证工作都延续到了氢电飞行当中，未来公司的氢电eVTOL有望能与目前的纯电eVTOL一起适用相同的起降点、运营团队及ElevateOS软件，以帮助快速实现商业化。
“想象一下，无需前往机场便可以从旧金山飞往圣地亚哥、从波士顿飞往巴尔的摩或从纳什维尔飞往新奥尔良，而且除了水之外没有任何排放。这个世界比以往任何时候都更接近现实”，JoeBen表示。
而不止是Joby，国外已有数家载人eVTOL企业在尝试氢动方向。比如澳大利亚AMSL Aero公司推出的5座氢燃料电池eVTOL航空器Vertiia，采用8个倾转旋翼，最大航程1000公里；瑞士Sirius Aviation发布的氢动力eVTOL航空器Sirius Jet，包括3座和5座两个型号，采用氢燃料电池和涵道风扇推进系统。
7月19日，有国内eVTOL厂商高管对时代财经表示，目前载人eVTOL市场还是纯电为主，氢动eVTOL具备商业可行性，但其对是否适应目前的应用场景则不予置评。同日，有业内人士对时代财经表示，氢能航空具备热值高、效率高等特点，但性能上的优势仍需技术继续发展才能体现。
其中一个制约障碍，即为氢燃料电池的功率密度。
中金在今年4月一份研报中指出，eVTOL对于电池包能量密度和峰值功率密度的理想要求分别为400-500Wh/kg和1.5-2.0kW/kg，而氢燃料电池尽管能量密度能达到600Wh/kg-1000Wh/kg，但功率密度只能达到600W/kg，远低于eVTOL对于峰值功率密度要求。
中金表示，氢燃料电池能量密度高、充能速度快、转换效率高、容量大等优点，但短期内，氢燃料电池在功率密度上难以快速提升，而锂离子电池具有较高的功率密度，可以在起飞、降落、悬停等高功率需求阶段释放能量。
中国航空工业发展研究中心总师助理、高级工程师纪宇晗就曾在文章中指出，使用氢燃料电池的eVTOL企业必须认真考虑一个问题，那就是储氢罐+氢燃料电池的能源方案与锂电池相比能否形成足够的竞争优势，氢燃料电池对于10座以上的公务机和支线飞机来说是一个合适的选择，但未必适合尺寸更小且任务航程更短的垂直起降航空器。
氢能航空离我们还有多远？
值得注意的是，Joby此次eVTOL的氢电飞行，并非氢能在航空器中的首次应用，氢能在民航支线客机领域的发展，全球范围内已有多家公司布局和应用。
2024年7月2日，美国氢能航空初创公司ZeroAvia宣布，已获得美利坚航空公司新增股权投资，同时获得100架氢电发动机的有条件订单。公司官网显示，其累计已获得全球航司近2000台发动机预订单。
2023年9月，美国环球氢能公司宣布，其改装飞机总订单达到250架，均为以氢燃料电池和电动机替代支线客机上的传统发动机。
全球飞机制造双雄之一空中客车，则在2020年推出ZEROe概念飞机，旨在2035年将世界首款氢动力民用飞机推向市场。
2024年年初，空客还与挪威航空管理局（Avinor）、北欧航空、瑞典机场建设集团Swedavia公司以及瑞典大瀑布电力公司（Vattenfall）签署谅解备忘录，共同研究在瑞典和挪威机场建设氢能源基础设施的可行性。这项工作还将确定在两国选择哪些机场率先为运营氢动力飞机进行改造，以及相应的监管框架。
而传统航空发动机巨头之一的罗尔斯·罗伊斯公司（以下简称“罗罗”），近年也在开展研究氢内燃机技术。2023年10月，罗罗宣布，与相关机构合作对一项关键氢发动机技术进行了验证，其设计的先进燃料喷嘴能逐步混合空气与氢气，管理燃料反应。易捷航空则斥资为罗罗的窄体飞机氢内燃机技术的研发提供支持。
德国科隆航空航天中心的氢燃料测试 图片来源：罗尔斯罗尔斯微信公众号
与之相对的是，中国国内支线航司方面目前尚未有公开的氢能电推的改装订单。7月19日，时代财经向国内一家规模较大的支线航空询问氢动航空方面进展，截至发稿并未获得回应。
国内氢动客机制造方面，2023年9月，国产大飞机制造商中国商飞展示了国内新一代氢能源技术验证机“灵雀M”航模，据当时媒体报道，“灵雀M”原型机拟进行试飞，距离实现商用化仍需要较长时间。
今年1月29日，由中国工程院院士、辽宁通用航空研究院首席科学家杨凤田主持研制的四座氢内燃飞机RX4HE原型机（120kW）在沈阳成功首飞，其动力系统开发与标定工作则由北京理工大学机械与车辆学院孙柏刚教授团队参与。
图片来源：辽宁通用航空研究院官网
7月19日，有业内人士对时代财经表示，国内支线市场偏少，发展氢能航空缺少直接的驱动力。同天，有民航专家在接受时代财经采访表示，氢能在航空应用上还有很多技术瓶颈，“改装只是实验阶段，和商用相差很远，从改装成功到真正商用，仍要解决安全、能量密度等问题”。至于改装订单方面，其则认为这类订单更多是出于融资需要。
2023年10月，四部门联合发布的《绿色航空制造业发展纲要（2023-2035年）》提出“截至2025年，完成电动垂直起降航空器（eVTOL）实现试点运行、氢能源飞机关键技术完成可行性验证”的发展目标，并强调要“积极布局氢能航空等新赛道”。
不过，美国环球氢能公司的破产为资本热捧的氢能航空赛道“浇了一盆冷水”。
据《西雅图时报》报道，美国环球氢能公司已于2024年6月末因无法及时完成融资、现金流难以为继而宣布破产。过去5年，美国环球氢能公司曾至少获得来自空客风投Airbus Ventures、GE航空（GE Aviation）、丰田风投Toyota AI Ventures、捷蓝风投JetBlue Technology Ventures和腾讯等机构累计8500万美元的融资。
（实习生刘艳莎对本文亦有贡献）
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