世界上最大的太陽(yáng)能飛機“陽(yáng)光動(dòng)力”2號于北京時(shí)間3月31日凌晨抵達重慶江北國際機場(chǎng)，正式開(kāi)啟中國之旅。飛機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美國夏威夷，并繼續后續行程。
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烈關(guān)注，標志著(zhù)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)內人士預計，隨著(zhù)未來(lái)航空領(lǐng)域低碳化的改革浪潮繼續推進(jìn)，新能源飛機的應用前景將得到進(jìn)一步拓展。
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3月31日，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號被工作人員推到停機坪上充電，為下一航程做準備�！⌒氯A社發(fā)（莫曉健/攝） |
環(huán)球之旅飛抵中國
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“陽(yáng)光動(dòng)力”2號，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際機場(chǎng)。
飛行員伯特蘭·皮卡德在飛機降落后發(fā)表推特稱(chēng)，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號到達中國，證明了“我們可以用清潔能源創(chuàng )造奇跡”。
“陽(yáng)光動(dòng)力”2號是瑞士設計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。它以碳纖維為主材料，機翼長(cháng)72米，重量?jì)H為2.3噸，與一輛小型汽車(chē)相當。飛機最大飛行高度達8500米，最高時(shí)速140公里，平均速度為100多公里。飛機機翼中共裝載17248片高效太陽(yáng)能電池，電池能量轉化率達22.7%，可為四臺無(wú)刷直流發(fā)電機提供動(dòng)力，并能在白天給重達633千克的鋰電池充電，以滿(mǎn)足夜間飛行的能源需求。
此次從緬甸飛抵中國的航程是“陽(yáng)光動(dòng)力”2號首次環(huán)球飛行的第四程。當地時(shí)間3月9日早晨7時(shí)12分，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號從阿聯(lián)酋首都阿布扎比起飛，在隨后數日已先后抵達阿曼首都馬斯喀特、印度艾哈邁達巴德和瓦拉納西，以及緬甸曼德勒。按此前公布的路線(xiàn)圖，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號環(huán)球飛行總里程為3.5萬(wàn)公里，共停留12個(gè)城市，下一站是中國南京，接著(zhù)將飛往美國夏威夷、鳳凰城等地，橫穿美國后飛越大西洋，經(jīng)停南歐和非洲，并最終返回起飛地阿布扎比。據最初預計，此行全程將歷時(shí)五個(gè)月。
據法新社報道，此次飛抵重慶的這段行程是“陽(yáng)光動(dòng)力”2號自開(kāi)啟環(huán)球之旅以來(lái)最具挑戰的航程之一。云南省、四川省的山地地形為這段航程增加了不可預測性。飛行員需要在旅程一開(kāi)始駕駛飛機做陡峭的爬升動(dòng)作，并在只有3.8立方米的常溫無(wú)加熱駕駛艙里僅靠氧氣面罩進(jìn)行高空作業(yè)，同時(shí)還要對抗驟降到零下20攝氏度的低溫。
此外，低空強風(fēng)也是此段飛行的一大挑戰�！瓣�(yáng)光動(dòng)力”項目團隊表示，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)力強勁，機身輕盈的“陽(yáng)光動(dòng)力”2號幾度被風(fēng)吹得倒飛，影響了飛行進(jìn)程。
渡過(guò)了飛抵重慶的難關(guān)，接下來(lái)，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號的飛行計劃還將繼續遭遇重重考驗。受重慶和南京近期的陰雨天氣影響，飛機無(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，到達重慶前已在曼德勒停留了十天之久。此外，從中國至美國橫跨太平洋的飛行也將帶來(lái)巨大困難，這將是對飛行器整體設計的全面檢驗，也將是對飛行員體能和心理狀況的嚴酷挑戰。
推廣清潔能源技術(shù)
此次舉世矚目的“陽(yáng)光動(dòng)力”項目由瑞士精神病學(xué)醫生、探險家伯特蘭·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)球航行中輪流執飛“陽(yáng)光動(dòng)力”2號的飛行員。整個(gè)“陽(yáng)光動(dòng)力”項目預算為9800萬(wàn)美元，得到了德意志銀行、歐米茄公司、瑞士訊達集團、蘇威集團、歐洲航天局、達索飛機公司和國際航空運輸協(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）是該項目指定的官方科學(xué)顧問(wèn)。
該項目團隊最初設計研制的“陽(yáng)光動(dòng)力”號飛機于2009年12月正式完工，并于2010年4月7日首飛，此后陸續實(shí)現了晝夜飛行、跨國飛行和洲際飛行。2014年4月，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號誕生。作為升級版，2號機更大、更重，負載太陽(yáng)能電池的數量更多，飛行速度等性能也更優(yōu)越。因此，項目團隊對此次飛行成果的抱負和期望也更高。
項目組織方表示，此次“陽(yáng)光動(dòng)力”2號環(huán)球航行旨在增強全世界對清潔能源技術(shù)的支持力度。除了飛行過(guò)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的官方機構、學(xué)校舉行有關(guān)環(huán)保和可持續發(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巴德停留了4天進(jìn)行參觀(guān)，并出席了由致力推動(dòng)可再生和清潔能源發(fā)展的機構贊助的多場(chǎng)活動(dòng)。
博爾施伯格此前表示，“陽(yáng)光動(dòng)力”項目的成功運行證明人類(lèi)可以用更小的動(dòng)力，來(lái)驅動(dòng)更大的交通工具，從而達到最大限度節能的目的。它的成功為太陽(yáng)能發(fā)展注入了一針強心劑，隨著(zhù)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號抵達中國引起了不小轟動(dòng)�！瓣�(yáng)光動(dòng)力”項目商業(yè)推廣主管格里高利介紹說(shuō)，現在已有中國企業(yè)與他們取得聯(lián)系，希望進(jìn)行商業(yè)贊助。未來(lái)，陽(yáng)光動(dòng)力項目如果建造3號飛機，應該會(huì )有中國企業(yè)參與其中。
皮卡德說(shuō)，中國已經(jīng)成為世界上風(fēng)能和太陽(yáng)能的第一大生產(chǎn)國�！叭绻憧吹搅酥袊趦�(yōu)化新能源利用率上的努力，你就不會(huì )對‘陽(yáng)光動(dòng)力’在中國受到如此關(guān)注而感到驚訝�！�
對于未來(lái)的技術(shù)改進(jìn)方向，“陽(yáng)光動(dòng)力”項目團隊設想，將著(zhù)重解決光能吸收問(wèn)題。因為只有大幅度提高電池功效，才可能使機上人數增加。根據團隊預計，40多年后，能承載300名乘客的全太陽(yáng)能飛機有望正式投入運營(yíng)。
新能源飛機研制競賽
“陽(yáng)光動(dòng)力”2號環(huán)球飛行計劃是近年來(lái)航空業(yè)新能源革命的一項最新成果。繼新能源在汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展受到廣泛關(guān)注后，全球多個(gè)國家的航空企業(yè)開(kāi)始加入研制新能源飛機的熱潮。專(zhuān)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(zhù)巨大的應用前景。
近年來(lái)，隨著(zhù)全球氣候變暖和環(huán)境污染加重，對航空業(yè)低碳發(fā)展的呼聲越來(lái)越高。國際航空運輸協(xié)會(huì )2009年向聯(lián)合國氣候變化大會(huì )提交建議書(shū)，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年達到峰值不再增長(cháng)，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、英國、美國等許多國家都已研制出具有自主知識產(chǎn)權的太陽(yáng)能飛機。中國的“墨子號”太陽(yáng)能飛機近日也通過(guò)方案評審，首架樣機將于年底舉行試飛，并有望實(shí)現全天不間斷飛行。專(zhuān)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)能飛機的應用前景將十分廣闊。
除太陽(yáng)能外，氫燃料對航空飛行來(lái)說(shuō)也是理想的清潔能源，因為它燃燒后的產(chǎn)物只有水。目前，美國波音公司研制的氫電池動(dòng)力輕型載人飛機和氫動(dòng)力無(wú)人飛機已成功完成數次試飛，預計今后將主要用于軍事偵察和災害監測。中國國內首款以氫燃料電池為能源的飛機“雷鳥(niǎo)”也已成功試飛，在我國新能源飛行器研制領(lǐng)域具有開(kāi)拓性的歷史意義。
另外，生物能源飛機也是新能源航空領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星。奧地利鉆石飛機公司開(kāi)發(fā)的世界上首架完全利用海藻作為驅動(dòng)燃料的客機，首次證明了生物燃料技術(shù)可以獨立為飛機航行提供能量。英國維京大西洋航空、新西蘭航空、美國大陸航空、日本航空等航空公司均利用生物燃料與傳統化石燃油的混合燃油成功完成客機試飛。近日，加注中石化1號生物航空煤油的海南航空HU7604航班成功完成載客試驗飛行，使我國成為繼美、法、芬蘭之后第四個(gè)擁有該項自主研發(fā)技術(shù)并成功商業(yè)化的國家。
對于未來(lái)航空業(yè)新能源的發(fā)展前景，業(yè)內人士給予了高度評價(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，在各國大力倡導發(fā)展通用航空和應用清潔環(huán)保能源的政策指引下，對新能源飛機的研發(fā)具有較高的社會(huì )效益和廣闊的應用前景，未來(lái)新能源飛機有望在軍事偵察、民用通信、航拍航測、環(huán)境監測、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
盡管新能源飛機的研發(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)新能源飛機的改良和普及仍面臨許多技術(shù)性難題和市場(chǎng)化挑戰。
首先，新能源飛機面臨的最大難題是能源的有效使用和管理�？稍偕履茉吹拈_(kāi)采先天受到自然環(huán)境的限制，且普遍存在儲存技術(shù)不足、能量轉換效率低下的問(wèn)題，進(jìn)而限制了飛機的飛行條件和續航能力。以“陽(yáng)光動(dòng)力”2號為例，由于飛機靠太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)，天氣狀況不佳可能影響電池能量?jì)�。而且，飛機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，轉換效率最高為23%，但這個(gè)數字比航空發(fā)動(dòng)機熱效率要低得多。另外，有研究表明，氫電池目前也僅能為小型飛機飛行提供動(dòng)力，大概20年后才可能用于大型商用客機。
其次，新能源飛機的投入成本高、運營(yíng)難度大。除可再生能源高昂的開(kāi)采成本外，新能源飛機的制造和維護費用也高于普通客機。比如“陽(yáng)光動(dòng)力”2號所采用的碳纖維材料正是因為成本較高而尚未得到廣泛應用。
另?yè)䦟?zhuān)家介紹，“陽(yáng)光動(dòng)力”2號因為機身輕而受風(fēng)的影響大，為避開(kāi)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(méi)有飛機飛行，并且由于起降時(shí)飛行速度較慢而需要避開(kāi)其他正常航班起降，因此對空管和機場(chǎng)保障方面也提出了很高要求。
此外，在飛行性能方面，目前新能源飛機還遠比不上傳統飛機。由于新能源飛機首先需保障節能，因此飛行速度并不高�！瓣�(yáng)光動(dòng)力”2號的最高時(shí)速為140公里，與普通汽車(chē)相當，而普通客機的飛行時(shí)速高達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的載客量，這也是為什么當前新能源飛機多為無(wú)人機或只能容納數人的原因。
總的來(lái)看，新能源飛機的加速研發(fā)無(wú)疑將成為未來(lái)航空業(yè)能源革命的主要趨勢之一。但短期而言，航空業(yè)仍無(wú)法擺脫對化石能源的依賴(lài)，航空燃料替代的前景還非常遙遠。加之許多重大技術(shù)問(wèn)題有待攻關(guān)，新能源飛機投入大規模應用和市場(chǎng)化運營(yíng)尚需時(shí)日，新能源航空業(yè)的發(fā)展道路還很漫長(cháng)。
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我國首次生物航油商業(yè)飛行順利完成
記者 錢(qián)春弦/北京報道
一架由波音737機型執飛的海南航空飛機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化而來(lái)的生物燃料。這架737的兩臺發(fā)動(dòng)機均由50％航空生物燃料與50％傳統石化航油混合的燃料驅動(dòng)，標志著(zhù)我國航空業(yè)在節能減排領(lǐng)域進(jìn)入商業(yè)飛行階段，也將對新能源應用和綠色低碳飛行的可持續發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
波音中國總裁唐義恩表示，波音很榮幸可以通過(guò)與海南航空和中石化密切合作實(shí)現這一里程碑�！昂献骰锇榈膱F隊、遠見(jiàn)和對可持續航空的承諾，正在幫助長(cháng)期改進(jìn)我們的行業(yè)和環(huán)境�！焙Ｄ虾娇崭笨偛闷衙髡f(shuō)，當天的飛行很順利，飛行體驗和以往相比沒(méi)有差別。海航自成立以來(lái)一直堅持履行企業(yè)社會(huì )責任，很高興能夠執飛本次航班，見(jiàn)證中國民航和環(huán)境保護事業(yè)具有里程碑意義的時(shí)刻。
中國石化新聞發(fā)言人呂大鵬表示：“綠色低碳發(fā)展已成為全球共識，多年來(lái)中國石化在生物航油、生物柴油等生物質(zhì)燃料的研發(fā)應用方面始終走在國內前列，充分體現了中國石化持續推進(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)，為共同的藍天綠水做出應有的貢獻�！�
據了解，此次飛行使用的生物航油由中國石化自主研發(fā)，以餐飲廢油作為生產(chǎn)原料，在加氫處理后與傳統航油摻混后得到的混合油。該航油已經(jīng)過(guò)民航局嚴格審查，并完成發(fā)動(dòng)機臺架驗證和試飛驗證，獲得了1號生物航油技術(shù)標準規定項目批準書(shū)，在保證飛行安全和效率的前提下可有效減少碳排放。
在當下霧霾日益嚴重的環(huán)境下，以可持續方式生產(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�？稍诒ＷC飛行安全和效率的前提下有效減少碳排放，保護全人類(lèi)共同的地球。
