商用混合動力飛機可以減少碳排放

儘管我們離由化石燃料和電池聯合驅動的商用飛機還有很長一段路要走，但伊利諾伊大學(University of Illinois)最近的一項可行性研究探索了燃料/電池的配置和能源生命周期，以了解最大限度地減少二氧化碳排放所需的權衡。

燃料生產從油井開始，到飛機尾流結束，在整個生命周期中跟蹤成本和環境影響是很重要的，因為根據來源的不同，燃料和能源生產的影響可能會有很大的不同。在這項研究中，著眼於如何改進技術，使雜交配置可行，其中的可行性評估是基於滿足一定範圍的需求和大幅減少碳排放的特點。凈碳排放量是由燃料燃燒和電池充電所產生的碳影響共同計算出來的。

這項研究比較了美國各州每千瓦時產生的相對二氧化碳排放量。它包括一幅美國地圖，上面標有每單位能源產生多少碳。但是，要想在商業上被接受，混合動力飛機需要能夠像目前的全化石燃料飛機一樣搭載同樣數量的乘客，行駛同樣的距離，所以這項研究使用了能夠搭載大約140名乘客的單通道飛機的參數作為模型。他們參數化地改變了整個電力驅動軸的功率比例，使用了12.5%、25%或50%的必要功率由電動機產生的配置。這項研究沒有考慮美元成本，而是考慮了二氧化碳排放成本——環境成本。

模型中最可行的配置是一個推進系統，它使用了50%的電力驅動系統和每千克1000瓦特時的電池比能量密度。據估計，這種配置比最大航程相當於全球所有航班平均航程的現代常規飛機的全生命周期二氧化碳排放量低49.6%，使其成為對環境負責任的航空公司的一個可行選擇。然而，目前的電池技術還遠遠不能實現這種配置。儘管如此，安塞爾表示，電池的改進將繼續提高電池的性能。

很明顯，12.5%是研究過的最近期可用的配置，因為需要更少的電池技術進步來達到這一點。然而，我們也看到產生的二氧化碳排放與混合電力推進概念的改進之間存在非線性關係。在混合電力推進概念中，碳排放最快速的成比例減少是通過技術的短期改進實現的。為50%的混合動力系統實現技術改進當然有一個非常長的時間表進入市場，因為完全不確定電池的能量密度水平是否或何時會製造出來。但至少在短期內，即使組件技術的微小進步也能產生重大影響。

什麼時候科技才能製造出一種重量足夠輕但功能足夠強大的電池來駕駛商用飛機?也許在未來10年，我們將能夠擁有每千克400到600瓦時的電池。如果我們能做到這一點，未來25年，我們對更大的混合因素，甚至全電動商用飛機的需求水平可能就能達到。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！