據(jù)羅蘭貝格(Roland Berger)的航空航天專家小組稱,50座以上混合電力飛機將在2032年進入付費客運服務。在21世紀30年代早期,原始設備制造商預計將其下一代主要窄體飛機投入使用。原始設備制造商很快就需要決定是投資使用傳統(tǒng)推進系統(tǒng)的新飛機(這種系統(tǒng)可能很快就會過時),還是冒險將新的電力技術推向市場。
航空航天領域的電力驅動有望開創(chuàng)一個低噪音、低排放、甚至可能更安全的飛行新時代。該領域的發(fā)展速度正在加快,全球大約有100個不同的電動飛機項目正在開發(fā)中——自2017年以來增長了30%,是2016年的兩倍多。盡管技術和監(jiān)管障礙依然存在,但一旦克服,電力驅動將影響公司的商業(yè)模式、飛機結構甚至城市規(guī)劃。
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技術——障礙和機會
為了讓電動夢想成真,該行業(yè)必須縮小與電力驅動的技術差距。電力驅動主要由飛行所需的功率輸出來定義。輸出因飛機類型而異,飛機類型包括通用航空飛機、城市空中出租車、區(qū)域性飛機和大型商用飛機。
通用航空飛機電力輸出所需的技術今天已廣泛應用,但大型商用飛機乃至區(qū)域性航空電力驅動所需的技術仍需開發(fā)。挑戰(zhàn)包括電池技術、電動機、發(fā)電機(用于混合電力結構)、高壓電線和電力電子等。
一方面,技術正在迅速發(fā)展:到2030年,鋰離子電池組的成本預計將下降60%,這在一定程度上是由于汽車行業(yè)電池容量的增長導致的。然而,由于汽車工業(yè)受到如此多的關注,航空航天行業(yè)將需要向開發(fā)人員施加壓力,以生產更適合航空航天所需的高重量密度的鋰離子電池。
如果不加以控制,到2050年航空業(yè)的溫室氣體排放量占比將達到24%
預計到本世紀中葉,航空業(yè)在全球溫室氣體排放中所占的比例將大幅上升。迄今為止,國際航空一直被排除在聯(lián)合國氣候變化協(xié)議之外,比如《京都議定書》(Kyoto Protocol)和《巴黎氣候協(xié)議》(COP21 Paris Agreement)。該行業(yè)的聯(lián)合國監(jiān)管機構國際民用航空組織(ICAO)僅構建了一個碳抵消計劃(CORSIA),該計劃有可能減少凈排放,但只是通過將排放和成本轉移到行業(yè)之外。
電力驅動提供了一個將航空業(yè)的二氧化碳排放量限制在目前2%到3%之間的機會。要做到這一點,不僅電動飛機必須成為常態(tài),監(jiān)管機構還必須鼓勵提前撤銷和更換現(xiàn)有機隊——此舉將對飛機租賃行業(yè)產生巨大影響。
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中國的重要押注--電力驅動作為一個主要的機會
由于中國對技術、消費者需求、監(jiān)管以及目前航空航天領域欠缺人才的綜合投資,中國可能在電力驅動的未來發(fā)揮主導作用。中國已經是世界電動汽車技術的領導者,在2017年,中國制造了大約50%的電動汽車。如果中國對電動推進飛機采取同樣的協(xié)調方式,其結果可能直接挑戰(zhàn)老牌西方航空航天公司。
與行業(yè)領軍人物的訪談
該研究還包括一系列對航空航天行業(yè)領軍人物的采訪,包括:
Johan Lundgren,易捷航空(easyJet)的首席執(zhí)行官
Ashish Kumar,Zunum的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官
Andreas Thellmann,空中客車公司城市空中交通部門的項目主管
Ric Parker教授,Clean Sky Joint Undertaking的董事會主席
Pat Wheeler教授,諾丁漢大學(Nottingham University)電氣與電子工程系主任
電力驅動帶來的機遇可能會改變航空業(yè)的算法,允許航空公司在不需要碳補償?shù)那闆r下,自行完成能量轉換。然而,如此迅速的過渡將產生深遠的影響——飛機制造商及其供應商將需要大量投資于新一代電力驅動飛機,而已經投入使用的飛機的剩余價值將會崩潰。電力驅動的發(fā)展將重塑航空航天工業(yè)面貌——現(xiàn)在是采取行動的時候了。
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