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法拉第研究所发布《为空间技术提供动力:电动和低碳飞机的兴起》
发布机构: 法拉第研究所 发布人: 法拉第研究所
发布时间: 2024-04 报告类型: 技术
关键词: 电动飞机  低碳技术  航空电池  
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报告摘要:

2024419日,法拉第研究所发布《为空间技术提供动力:电动和低碳飞机的兴起》报告。报告概述了全球电力市场规模不断扩大,探讨了可用于航空的不同低碳技术,特别是氢、电池和合成航空燃料(SAF),尤其强调了航空电池技术的性能特征以及在转型过程中发展和支持英国航空航天业的拟议行动。

报告预计,2024~2050年,全球覆盖先进空中交通(即城市和城市内航空运输解决方案)和区域市场的电动和混合动力飞机的收入预计将每年达到近 300 亿英镑,累计总额约为 4500 亿英镑,其中英国将占约15%的市场份额;全球飞机电池累计收入预计为370亿英镑,其中英国将占8%的市场份额,即30亿英镑。此外,民用和国防领域的无人机市场也在不断增长,预计 2022 年至 2028 年年增长率将达到 16%。报告预计,英国国内航空市场对电池技术的采用将远远大于国际市场。由于电池动力推进的效率更高,以及电池技术对短程战斗的关注,到2050年,电池电动飞机可能成为最大的技术,占英国国内航空市场能源需求的42%

报告指出,减少航空旅行碳排放的压力越来越大。虽然电池技术的能量密度低于化石燃料,但其仍有可能广泛应用于短途和国内航空市场。即便如此,这也会从根本上改变航空业,因为600英里航程的飞机可以为全球15%的客公里收入和一半的离港航班提供服务。尽管电池电动飞机在将储存的能量转化为推进力方面已经显示出高效率,这主要是由于用于推进的电能比例很高,但学术和商业研究仍然存在大量的研究挑战,需要克服目前电动飞机的局限性,使其具有商业可行性。

电池能量密度、安全性、快速充电能力和热管理系统的提高对电动飞机的商业可行性都至关重要。满足商用航空的需求将需要在能量密度、材料科学和系统集成方面取得变革性突破,而不仅仅是渐进式的研究改进。报告认为,氢动力飞机有潜力克服长途飞行中电池的限制。虽然氢燃料电池动力飞机的效率低于电池电动飞机,因为在将氢燃料转化为电能的过程中存在能量损失,但它们提供了更高的能量密度,并有可能进行更长时间的飞行。但由于在安全储氢、燃料电池效率和基础设施发展方面需要解决的挑战,预计在2050年之前,氢电池的商业应用将缓慢并落后于其他燃料。

同时,SAF、电池和氢动力航空的基础设施和安全标准的发展对于实现这些技术的广泛采用至关重要。基础设施不仅包括发展SAF、电池和储氢设施,还包括建立一个全面的加油、充电和服务站网络。为乘客旅行安全部署电池和氢动力飞机还需要研究和全球合作,以建立共同的安全标准。此外,英国的航空航天公司也面临着与汽车行业同样的劳动力短缺问题。


原文链接: https://www.faraday.ac.uk/wp-content/uploads/2024/04/Faraday_Insights_19_FINAL.pdf
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