从活塞发动机到涡扇喷气时代，航空推进技术历经百年演进。如今，在全球碳中和目标驱动下，氢能航空正从概念走向现实。罗罗近期为其氢燃料系统申请专利，正是这一趋势的注脚。多家制造商正致力于解决氢动力商业化的关键挑战，包括燃料存储、输送和安全标准等，以期推动航空业实现低碳未来。

氢能航空基本原理：两条技术路径的竞争

氢动力飞机是指以氢气为推进剂的新型航空器，主要通过两种技术路径实现：一是氢燃料电池，通过氢氧化学反应发电驱动电动机；二是氢燃烧技术，直接在改进的燃气涡轮发动机中燃烧氢气产生推力。

氢飞机凭借氢能的零碳排放特性，成为航空业低碳转型的重要方向，但其发展面临液氢储存、安全保障及机场基础设施重建等关键挑战。

其一，电池能量密度仍是关键制约。当前锂离子电池的能量密度远低于航空燃油，导致其在中等以上航程中重量优势尽失。国际清洁交通理事会（ICCT）指出，即便储能技术持续进步，未来二十年内全电动商用飞机仍将主要限于短程通勤市场。此外，充电设施与机队运维也为机场和运营商带来新的成本与运营挑战。

在此背景下，混合动力系统成为当前最可行的过渡方案，能在保持航程与安全性的同时降低油耗与排放。随着电池技术与轻量化材料不断进步，电力推进有望逐步应用于更大机型，但其近期最主要影响仍将集中于重塑区域与城市空中交通体系，推动其向更安静、高效与可持续的方向转型。

全球研发进展：从无人机到大型客机的探索

目前，全球航空巨头正在氢能航空领域积极布局：空客计划在2026年在其A380巨型客机上测试氢动力发动机。

在2025峰会上，空客更新了其技术成熟路线图，确认准备在2035年至2039年投入使用的下一代单通道飞机计划，并展示了由四台2兆瓦电力推进发动机提供动力的氢动力飞机概念。

另外，美国的绿色能源初创企业HyPoint公司与Piasecki飞机集团合作，正在开发用于电动垂直起降飞行器（eVTOL）的氢燃料电池系统，测试表明其能量密度高达每千克1500瓦时，是锂离子电池的4倍。

大型客机的氢能应用：空间与重量的博弈

而对于能否将氢动力应用于更大客机的问题，技术上是可行的，但面临许多挑战。

空客选择A380测试氢动力发动机的原因很直接：A380有空间存放液氢罐和其他设备。这揭示了氢能飞机的一个关键问题——氢燃料的能量密度。虽然氢的质量能量密度高于传统航油，但其体积能量密度低得多，导致需要更大、更重的燃料箱。空客正在探索的解决方案包括改变飞机设计，如采用更大的翼展或更长的机身，但这又会导致机场航站楼和停机区域的重新配置。

氢涡轮动力虽然可能更适合大型飞机，但FAA认为其技术成熟度仍在较低水平，预计到2032-2036年才能进入认证的远期阶段。

未来展望：我们何时能坐上氢动力飞机？

关于何时能真正乘坐氢动力商用飞机，行业已经有了相对明确的时间表：空客计划在2035年将零排放商用飞机投入市场。美国FAA的认证路线图也表明，2030年前氢燃料电池有望在商用航空中得到应用。

未来我们能否坐上氢动力飞机，答案已不在技术本身，而在于全球产业链协同、政策支持与持续创新的合力。

氢能航空的跑道上，发动机或许已经启动。（陈奕煊）

分享

微信分享 复制链接

微信扫一扫分享

收藏