導(dǎo)語(yǔ)

航空業(yè)碳排放居高不下，隨著其他產(chǎn)業(yè)去碳化加速，航空業(yè)碳排放占比將顯著上升。氫能作為清潔能源，在航空領(lǐng)域具有巨大潛力，是實(shí)現(xiàn)航空業(yè)降碳目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

摘 要

本文綜述了氫能在航空動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，包括氫渦輪動(dòng)力、氫燃料電池動(dòng)力以及氫燃料航空內(nèi)燃機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展，分析了航空氫燃料存儲(chǔ)技術(shù)（高溫氣態(tài)、低溫液態(tài)、金屬氫化物等）以及機(jī)場(chǎng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等面臨的挑戰(zhàn)和解決方案，對(duì)氫氣易燃易爆、易擴(kuò)散、易造成氫脆等特性帶來的安全隱患進(jìn)行探究，并介紹了國(guó)際上在氫能安全方面的研究成果和經(jīng)驗(yàn)。隨著氫能技術(shù)的進(jìn)步和全產(chǎn)業(yè)鏈成本的下降，氫能有望在航空業(yè)得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)航空運(yùn)輸業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。

世界經(jīng)濟(jì)論壇資料顯示，航空運(yùn)輸業(yè)作為溝通世界的橋梁，貢獻(xiàn)了3.5萬(wàn)億美元的全球GDP，在全球GDP中所占比例為 4.1%。目前，在全球總排放量中，航空運(yùn)輸業(yè)的二氧化碳排放量占3%，隨著其他產(chǎn)業(yè)去碳化步伐的加快，航空運(yùn)輸業(yè)二氧化碳排放比重到2050年可能提高到22%。如何降低航空運(yùn)輸業(yè)的碳排放，實(shí)現(xiàn)全球“碳中和”，尋找清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)石油能源和發(fā)展低碳技術(shù)已迫在眉睫。

根據(jù)國(guó)際民航組織（ICAO）的預(yù)測(cè)，按照當(dāng)前航空技術(shù)的發(fā)展速度，航空運(yùn)輸業(yè)未來能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。目前，ICAO已經(jīng)將航空運(yùn)輸業(yè)碳排放目標(biāo)定在2050年之前將排放量降低到 2005年的50%。然而，經(jīng)過評(píng)估后發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)可能面臨挑戰(zhàn)，存在一定的不確定性。各國(guó)對(duì)航空運(yùn)輸業(yè)的低碳發(fā)展已進(jìn)行了相關(guān)研究，提出了各自的低碳行動(dòng)計(jì)劃。例如：歐盟委員會(huì)提出了“可持續(xù)歐洲投資計(jì)劃”，該計(jì)劃的核心在于未來一段時(shí)間內(nèi)歐盟將針對(duì)氣候行動(dòng)進(jìn)行專項(xiàng)撥款，撥款總額占整個(gè)歐盟長(zhǎng)期預(yù)算的25%。同時(shí)，美國(guó)還制定了一系列航空規(guī)劃，包括研發(fā)更節(jié)能的新型飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，引進(jìn)更高效的新型飛機(jī)，優(yōu)化航行軌跡，減少航空燃油消耗和飛機(jī)飛行尾跡的影響，促進(jìn)使用可持續(xù)航空燃油等。

航空業(yè)正通過可持續(xù)航空燃料（SAF）和氫能替代傳統(tǒng)燃料，逐步降低碳排放強(qiáng)度。政策支持和技術(shù)進(jìn)步是推動(dòng)這一過渡的關(guān)鍵因素，目標(biāo)在2030年實(shí)現(xiàn)5%的SAF使用率，2035年推出零排放飛機(jī)，并在2050年達(dá)到氫燃料飛機(jī)的5%采用率（見圖1）。與傳統(tǒng)航空煤油等化石能源相比，氫能在能源輸出過程中幾乎實(shí)現(xiàn)零碳排放。氫能作為燃料的一個(gè)顯著特點(diǎn)是燃燒后的產(chǎn)物主要是水蒸氣和少量氮氧化物，不含人們熟知的各類污染物。同時(shí)，氫能還有原料來源豐富、燃燒性能好等優(yōu)勢(shì)，其單位質(zhì)量的能量密度約為標(biāo)準(zhǔn)航空燃料的3倍，非常適合航空器使用。氫能作為一種零污染的能源載體，在航空運(yùn)輸業(yè)低碳化發(fā)展的趨勢(shì)下得到了高度重視和迅速發(fā)展。

本文對(duì)氫能在全球航空領(lǐng)域的應(yīng)用情況進(jìn)行梳理，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行概述和展望。

圖1 航空業(yè)向可持續(xù)航空燃料和氫燃料轉(zhuǎn)型時(shí)間線

1 氫能在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

全球多個(gè)國(guó)家的頭部企業(yè)都在積極進(jìn)行氫能源航空技術(shù)的研發(fā)。空客公司與多家企業(yè)合作，全面布局氫能航空技術(shù)，并計(jì)劃在2035年前投入使用氫渦輪動(dòng)力技術(shù)。普惠（Pratt & Whitney）正在開發(fā)氫蒸汽噴射間冷渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)計(jì)將在 2035年后投入使用。這些進(jìn)展顯示出全球領(lǐng)先企業(yè)在推動(dòng)氫能航空技術(shù)上的積極態(tài)度和長(zhǎng)遠(yuǎn)愿景，為未來航空領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)重要的技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)施計(jì)劃。

中國(guó)政府也高度重視氫能在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。中國(guó)工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、財(cái)政部、中國(guó)民用航空局聯(lián)合印發(fā)《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要（2023-2035年）》，該綱要反映了政府對(duì)氫能航空技術(shù)的高度重視。

目前，氫能在航空運(yùn)輸中的主要應(yīng)用方向有氫渦輪動(dòng)力、氫燃料電池動(dòng)力、氫燃料航空內(nèi)燃機(jī)等。

在氫渦輪動(dòng)力方面，空客 (AIRBUS)與CFM國(guó)際公司、GE 公司和賽峰集團(tuán) (SAFRAN GROUP)合作研發(fā)氫渦輪動(dòng)力技術(shù)，計(jì)劃于2035年前推出首款氫能客機(jī)。同時(shí)，空客聯(lián)合多家機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商共同開發(fā)修建氫能飛機(jī)所需的必要機(jī)場(chǎng)設(shè)施，聯(lián)合構(gòu)建氫能飛機(jī)與機(jī)場(chǎng)之間的生態(tài)系統(tǒng)。賽峰集團(tuán)與其他合作伙伴共同研制了BeautHyFuel液氫飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)，該項(xiàng)目核心是 Turbotech TP-R90再生式渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，目前這款發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是以氣態(tài)形式存儲(chǔ)的氫燃料。賽峰集團(tuán)計(jì)劃2024年正式開展第二階段實(shí)驗(yàn)，將發(fā)動(dòng)機(jī)與液化空氣集團(tuán)開發(fā)的低溫液體存儲(chǔ)系統(tǒng)連接，以驗(yàn)證端到端集成推進(jìn)系統(tǒng)在整架飛機(jī)上的所有功能。

在氫燃料電池動(dòng)力方面，空客公司進(jìn)行了氫燃料電池動(dòng)力的研發(fā)，計(jì)劃自行研發(fā)兆瓦級(jí)動(dòng)力。ElringKlinger公司與合作伙伴共同創(chuàng)立了合資企業(yè) Aerostack，旨在致力于研發(fā)氫燃料電池系統(tǒng)，預(yù)計(jì)該技術(shù)將在2035年之后得以廣泛應(yīng)用。

普惠公司參與了美國(guó)能源部的The Hydrogen Steam Injected Intercooled Turbine Engine（HySIITE）計(jì)劃。該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)是將氫渦輪動(dòng)力與蒸汽注入/回收系統(tǒng)進(jìn)行集成，預(yù)計(jì)該技術(shù)將在2035年之后投入使用。

“零碳飛行”（FlyZero）是《英國(guó)航空零碳排放愿景》的子項(xiàng)目，該項(xiàng)目由英國(guó)航空航天技術(shù)研究院（ATI）發(fā)起，目前 ATI 在積極推動(dòng)該項(xiàng)目進(jìn)展。 “零碳飛行”項(xiàng)目核心在于論證氫動(dòng)力航空的可行性，根據(jù) ATI 發(fā)布的資料顯示，他們已經(jīng)論證了氫動(dòng)力航空的可行性。

在我國(guó)，由楊鳳田院士主持研制的小型氫內(nèi)燃 機(jī) RX4HE 原型機(jī)15號(hào)已于2023年3月在沈陽(yáng)市法庫(kù)財(cái)湖機(jī)場(chǎng)成功首飛。

2 航空動(dòng)力領(lǐng)域氫能關(guān)鍵技術(shù)

在航空動(dòng)力領(lǐng)域，氫能源技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面。一是氫燃料航空動(dòng)力技術(shù)。氫能可以直接作為能源，只需在傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)，如氫渦輪動(dòng)力；也可以作為間接能源，將氫能轉(zhuǎn)化為電能，為飛機(jī)提供動(dòng)力，如氫燃料電池動(dòng)力；也可以針對(duì)氫能專門開發(fā)動(dòng)力系統(tǒng)，如氫燃料航空內(nèi)燃機(jī)。二是航空氫燃料存儲(chǔ)技術(shù)。因?yàn)闅錃猹?dú)特的物理特性，需要開發(fā)相關(guān)安全儲(chǔ)存技術(shù)。三是機(jī)場(chǎng) 氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相關(guān)技術(shù)。其包含氫氣生產(chǎn)設(shè) 施、液化裝置、儲(chǔ)存系統(tǒng)、氫氣加注基礎(chǔ)設(shè)施等。

2.1 氫燃料航空動(dòng)力技術(shù)

目前，氫能飛機(jī)的動(dòng)力推進(jìn)方式與現(xiàn)有飛機(jī)的推進(jìn)方式并無(wú)區(qū)別，都是由引擎提供動(dòng)力，只是在引擎的能量來源上與現(xiàn)有飛機(jī)有較大區(qū)別，即用氫氣替代化石能源對(duì)引擎或電池等提供能源，由此衍生出氫渦輪、氫燃料電池、氫燃料航空內(nèi)燃機(jī)等研究方向。

2.1.1 氫渦輪動(dòng)力

氫渦輪技術(shù)可以分為兩種主要形式。第一種是類似目前常見的航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的氫渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī) (見圖2)。氫渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是在傳統(tǒng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使其能使用氫燃料替代傳統(tǒng)航空燃料，組成新的動(dòng)力系統(tǒng)。在這種設(shè)計(jì)中，動(dòng)力來源與現(xiàn)有航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)類似，只是燃燒室中是氫燃料燃燒。第二種是氫渦輪電動(dòng)風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（見圖3），其原理是通過渦輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)扇產(chǎn)生推力。

圖2 氫渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

圖3 氫渦輪電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

氫渦輪動(dòng)力推力大，適用于較大的飛機(jī)，這也是目前航空巨頭將研究重心放在該種引擎的原因。目前，氫渦輪動(dòng)力技術(shù)由空客公司、賽峰集團(tuán)、CFM國(guó)際公司和GE公司等多家公司聯(lián)合開發(fā)。他們已成功建造出首個(gè)機(jī)載液氫儲(chǔ)氫罐。此外，空客與CFM國(guó)際公司合作改造 GE“通行證”發(fā)動(dòng)機(jī)，并計(jì)劃在A380MSN1測(cè)試飛機(jī)上進(jìn)行燃?xì)鋵?shí)驗(yàn)。羅羅（Rolls-Royce plc）公司參與了兩個(gè)重要項(xiàng)目：新型氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（HEAVEN）項(xiàng)目和氫動(dòng)力飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的一體化設(shè)計(jì)與演示（CAVENDISH）項(xiàng)目，其是歐盟清潔航空聯(lián)合行動(dòng)（clean aviation joint undertaking, CAJU）下的兩項(xiàng)重要計(jì)劃。這些項(xiàng)目旨在推動(dòng)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和氫動(dòng)力飛機(jī)的一體化開發(fā)與展示。

2.1.2 氫燃料電池動(dòng)力

在當(dāng)前的研究方向中，電動(dòng)飛機(jī)是一大熱門，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用的氫燃料電池推進(jìn)裝置是可能達(dá)成零碳飛行的重要研究方向。因?yàn)檫@套動(dòng)力系統(tǒng)可以在不產(chǎn)生除水以外污染物的情況下，直接將氫轉(zhuǎn)化為電能（如圖4所示）。氫燃料電池具有較高的電化學(xué)反應(yīng)熱效率（45%~50%），顯著提高了飛機(jī)續(xù)航能力，并且加氫快速，類似于燃油加注。典型集成化PEMFC結(jié)構(gòu)如圖5所示。但是，與航油型發(fā)動(dòng)機(jī)相比，氫燃料電池動(dòng)力飛機(jī)仍然面臨著航程短、載重量低的問題。

圖4 氫燃料電池電動(dòng)風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

圖5 典型集成化 PEMFC 結(jié)構(gòu)示意圖

在全球范圍內(nèi)，已有多家公司在進(jìn)行氫燃料電池技術(shù)的研究和開發(fā)。加拿大Ballard PowerSystems公司、美國(guó) Plug Power公司、日本豐田和本田公司在氫燃料電池系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域均有較高的技術(shù)水平。中國(guó)公司，如億華通、南都電源、東方電氣、濰柴動(dòng)力等在氫燃料電池領(lǐng)域也取得了顯著發(fā)展。

在航空領(lǐng)域，新加坡的H3動(dòng)力公司在氫燃料電池動(dòng)力無(wú)人機(jī)方面取得了顯著進(jìn)展。該公司不僅成功完成了該無(wú)人機(jī)的風(fēng)洞測(cè)試，還成功測(cè)試了分布式氫燃料電池動(dòng)力短艙的運(yùn)行效果。

2.1.3 氫燃料航空內(nèi)燃機(jī)

氫燃料航空內(nèi)燃機(jī)利用氫氣作為燃料，通過改變?nèi)剂瞎?yīng)系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)等進(jìn)行燃燒，從而產(chǎn)生動(dòng)力，具有零碳排放的優(yōu)點(diǎn)。

目前，我國(guó)遼寧通用航空研究院已成功研制出世界上第一臺(tái)四座級(jí)氫內(nèi)燃飛機(jī)的樣機(jī)——RX4HE。該機(jī)型于2024年1月29日在沈陽(yáng)市法庫(kù)財(cái)湖機(jī)場(chǎng)順利完成首飛任務(wù)。該機(jī)所使用的氫燃料航空發(fā)動(dòng)機(jī)是在一汽集團(tuán)研制的型號(hào)為15 的“紅旗”2.0 升零排放增壓直噴氫燃料專用發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上升級(jí)而成。同時(shí)，羅爾斯-羅伊斯（Rolls-Royce Holdings plc）公司在2023年成功測(cè)試了MTUS4000L64發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)使用100%氫燃料運(yùn)行。

目前螺旋槳式和噴氣式為常用的兩種飛行類型，如圖 6 所示，燃料電池動(dòng)力飛機(jī)適用于小載荷且1000km左右航程的飛行，而氫渦扇飛機(jī)更適用于高載荷且具有較寬航程的飛行。

圖6 典型集成化 PEMFC 結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 航空氫燃料存儲(chǔ)技術(shù)

面向氫燃料航空動(dòng)力系統(tǒng)的需求，如何高效、安全地儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用氫燃料是一個(gè)必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。在有限空間內(nèi)存儲(chǔ)更多的氫燃料，使得飛行器的結(jié)構(gòu)與常規(guī)狀態(tài)存在差異。氫燃料在航空儲(chǔ)運(yùn)中面臨顯著挑戰(zhàn)，這主要源于其獨(dú)特的物理化學(xué)特性，包括低質(zhì)量、低體積密度、易燃、易擴(kuò)散、高滲透性以及氫脆等。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，目前應(yīng)用于航空領(lǐng)域的氫存儲(chǔ)方式主要有高壓氣態(tài)氫存儲(chǔ)、低溫液態(tài)氫存儲(chǔ)以及金屬氫化物等。每種儲(chǔ)氫方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)，需根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以確保氫燃料的安全和高效使用。

目前，對(duì)于氫能源飛機(jī)的機(jī)載氫燃料儲(chǔ)存，已掌握了高壓氣體和低溫液態(tài)儲(chǔ)罐等技術(shù)。這些技術(shù)能讓飛機(jī)安全地儲(chǔ)存和使用氫氣作為飛行過程中的燃料。面對(duì)壓縮氣體形式的儲(chǔ)氫技術(shù)，飛機(jī)的設(shè)計(jì)面臨著重要的挑戰(zhàn)，特別是在考慮到飛機(jī)的質(zhì)量和體積限制的情況下。這種技術(shù)要求在有限的空間內(nèi)存儲(chǔ)大量氫氣，因此需要尋找創(chuàng)新的解決方案來克服這些挑戰(zhàn)。相比之下，液態(tài)氫儲(chǔ)存技術(shù)展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢(shì) ，因其較高的質(zhì)量能 量?jī)?chǔ)存密度而備受關(guān)注。這種技術(shù)不僅能在更小的體積內(nèi)存儲(chǔ)更多的氫氣，還能提供更長(zhǎng)的飛行時(shí)間和更高的效能，對(duì)于未來氫能飛機(jī)的發(fā)展具有重要意義。

歐盟清潔氫能聯(lián)合行動(dòng)（CHJU）自2021年11月啟動(dòng)以來，已經(jīng)成為歐洲氫能技術(shù)研究的重要組成部分。該計(jì)劃前身包括早期的燃料電池與氫能計(jì)劃，旨在推動(dòng)航空領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。目前，CHJU的研究焦點(diǎn)主要集中在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，如液氫儲(chǔ)罐、航空用氫燃料電池等。

2.3 機(jī)場(chǎng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相關(guān)技術(shù)

使用氫燃料面臨的挑戰(zhàn)包括其低溫易蒸發(fā)和易燃的特性，與傳統(tǒng)石化燃料存在顯著差異。這些特性使得氫燃料的加注過程變得復(fù)雜且具有高安全風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致飛機(jī)?？考幼⑷剂系臅r(shí)間和運(yùn)營(yíng)成本增加。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，正在積極開發(fā)高效、安全的氫燃料加注技術(shù)和系統(tǒng)。

研究發(fā)現(xiàn)，可以通過現(xiàn)有的天然氣管道向機(jī)場(chǎng)輸送氫氣。到達(dá)機(jī)場(chǎng)后，需要對(duì)氫氣進(jìn)行液化處理。在氫氣含量較低的情況下，通過現(xiàn)有的管道與天然氣進(jìn)行混合后即可輸送，而無(wú)須進(jìn)行重大的技術(shù)調(diào)整。然而，這也帶來了一些挑戰(zhàn)和需求，包括解決配套裝備的摻氫適應(yīng)性問題，以充分利用現(xiàn)有天然氣管道。

3 航空氫能的安全性研究

盡管氫能源具備清潔環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，在氫作為未來航空燃料的研究中，其物理化學(xué)特性至關(guān)重要。氫氣是目前已知密度僅為空氣 1/14的最輕氣體，這使得氫氣具有極高的擴(kuò)散性，并能在空氣中迅速浮起，在泄漏后的空氣中擴(kuò)散速度可達(dá)每秒9m。此外，氫氣無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且不具腐蝕性，這些特性使其在航空應(yīng)用中相對(duì)安全，但也帶來了挑戰(zhàn)。盡管氫氣在開放環(huán)境下不易聚集爆炸，但其高度易燃的特性意味著在適當(dāng)?shù)臈l件下仍可能引發(fā)嚴(yán)重的安全問題。因此，在將氫氣應(yīng)用于航空燃料時(shí)，必須綜合考慮其特性與安全方面面臨的問題，確保系統(tǒng)的安全性和可操作性。

3.1 爆燃與爆轟

氫氣在燃燒時(shí)可能會(huì)發(fā)生爆燃，也可能會(huì)發(fā)生與空氣預(yù)混合氣體爆炸的現(xiàn)象。爆燃是一種燃燒波以亞聲速傳播至未燃混合氣體的劇烈燃燒過程。例如，2020年在韓國(guó)蔚山的一處氫氣儲(chǔ)存設(shè)施就發(fā)生了一起爆燃事故。爆轟則是指以超聲速傳播的燃燒波劇烈燃燒的現(xiàn)象。1937年的“亨登堡號(hào)”飛艇發(fā)生嚴(yán)重的安全事故導(dǎo)致36人喪生，原因就是氫氣爆轟。

3.2 氫脆和氫腐蝕

氫氣具有極活潑的化學(xué)性質(zhì)，其滲透力強(qiáng)。當(dāng)高強(qiáng)度鋼等金屬材料與氫氣接觸時(shí)，氫氣會(huì)通過吸附、溶解和擴(kuò)散等滲入到金屬的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。在金屬內(nèi)部，氫氣可以形成固溶體、氫化物、氫分子、氫原子和氫離子等物質(zhì)，這些氫相關(guān)的物質(zhì)會(huì)改變金屬的微觀結(jié)構(gòu)，使其在應(yīng)力作用下易產(chǎn)生裂紋等損傷缺陷，導(dǎo)致金屬變脆，即氫脆現(xiàn)象。

目前，在航空業(yè)中尚未出臺(tái)具體的氫能安全政策。然而，多國(guó)和多個(gè)研究機(jī)構(gòu)在氫能安全方面已做出重要努力。例如，澳大利亞的麥考瑞大學(xué)可持續(xù)能源研究中心（MQ-SERC）專注于氫燃料電池汽車安全評(píng)價(jià)技術(shù)，并提供氫能應(yīng)用安全咨詢服務(wù)。日本橫濱國(guó)立大學(xué)與企業(yè)合作研究氫燃料汽車加油機(jī)的安全距離計(jì)算方法，而日本先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)國(guó)家研究所則定量評(píng)估了加氫站運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的人員生命危險(xiǎn)程度。英國(guó)的奧斯特大學(xué)成立了氫安全工程與研究中心（HySAFER），專注于氫氣安全應(yīng)用的數(shù)值模擬研究，并制定了氫氣安全模擬的最佳實(shí)踐指南（BPG）。此外，歐洲氫氣安全委員會(huì)（EHSP）從氫事件事故數(shù)據(jù)庫(kù)（HIAD 2.0）中吸取教訓(xùn)并制定了安全規(guī)劃指南，歐盟還成立了國(guó)際氫安全協(xié)會(huì)“HySafe”。美國(guó)能源部西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)化學(xué)工程師協(xié)會(huì) (AICHE) 共同組建了安全指導(dǎo)和教育材料——?dú)錃獍踩行?(CHS)，以確保氫氣作為可持續(xù)能源載體的安全使用。這些舉措推動(dòng)了全球范圍內(nèi)對(duì)氫能安全性的關(guān)注和研究，為氫能在航空及其他領(lǐng)域的安全應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)論與展望

氫能作為一種幾乎零碳排放的能源，在航空領(lǐng)域具有巨大的潛力。氫燃料的使用能顯著降低航空運(yùn)輸業(yè)的碳排放，有助于實(shí)現(xiàn)航空運(yùn)輸業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，氫能在航空領(lǐng)域的應(yīng)用不僅限于氫渦輪動(dòng)力和氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，還包括氫內(nèi)燃機(jī)等。這為航空器提供了多種動(dòng)力選擇，有助于推動(dòng)航空技術(shù)的創(chuàng)新和多樣化。

目前，氫能的利用還存在很多挑戰(zhàn)：在氫能的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加注方面，需要建立安全的液氫儲(chǔ)存和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施，以及開發(fā)高效、安全的加注技術(shù)和系統(tǒng)；氫氣的易燃、易擴(kuò)散、易造成氫脆等特性給其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了安全挑戰(zhàn)，需要研究和制定嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和操作程序，以確保氫能應(yīng)用的安全性和可操作性；當(dāng)前氫能的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本相對(duì)較高，需要通過技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)?；a(chǎn)來降低成本，提高氫能作為航空燃料的經(jīng)濟(jì)可行性。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，預(yù)計(jì)氫能將在航空工業(yè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。從短期到中期來看，氫能已開始在區(qū)域性或短途航線上進(jìn)行試驗(yàn)和應(yīng)用。從長(zhǎng)期來看，隨著相關(guān)技術(shù)的成熟和規(guī)?；瑲淠苡型蔀橹髁鞯暮娇杖剂?，廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模的航線，從而推動(dòng)航空運(yùn)輸業(yè)實(shí)現(xiàn)全面的低碳轉(zhuǎn)型。此外，氫能的應(yīng)用還將促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，包括氫燃料的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加注等，為航空工業(yè)帶來新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

來源：《氫能技術(shù)》，作者萬(wàn)雄、王鵬、張海龍、張承志、周太剛、馬存祥、林冰、周人治、唐鋆磊、伏宇

2025年度氫能產(chǎn)業(yè)“金鼎獎(jiǎng)”評(píng)審?fù)ㄖ?/strong>

GOLDEN TRIPOD AWARDS 

氫能產(chǎn)業(yè)“金鼎獎(jiǎng)”是由“中國(guó)氫能 100 人論壇”與“氫能觀察”聯(lián)合主辦的年度重磅行業(yè)評(píng)選活動(dòng)。依托主辦單位的行業(yè)影響力與資源積淀，獎(jiǎng)項(xiàng)歷經(jīng)多年發(fā)展迭代，已構(gòu)建起嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的評(píng)選體系，成為氫能領(lǐng)域極具公信力與權(quán)威性的標(biāo)桿評(píng)選之一。

評(píng)選范圍全面覆蓋氫能全產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，囊括制氫、電解槽、儲(chǔ)運(yùn)及核心零部件等領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)企業(yè)品牌、前沿創(chuàng)新產(chǎn)品、關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)與典型應(yīng)用案例，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)資源的精準(zhǔn)挖掘與整合。本次評(píng)選以“樹立行業(yè)標(biāo)桿、賦能高質(zhì)量發(fā)展”為核心宗旨，通過遴選產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的優(yōu)秀典范，發(fā)揮榜樣示范引領(lǐng)作用，凝聚產(chǎn)業(yè)發(fā)展共識(shí)，引導(dǎo)行業(yè)資源向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綠色低碳方向集聚，助力氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、規(guī)范化發(fā)展！

獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置

01 2025 年度氫能領(lǐng)軍人才年度成就、創(chuàng)新應(yīng)用、技術(shù)專家

02 2025 年度氫能制氫裝備領(lǐng)軍企業(yè)ALK/PEM/AEM/SOEC

03 2025 年度氫能燃料電池領(lǐng)軍企業(yè)電堆及相關(guān)核心產(chǎn)品

04 2025 年度氫能儲(chǔ)運(yùn)加裝備領(lǐng)軍企業(yè)液氫、加氫站、壓縮機(jī)等

05 2025 年度氫能測(cè)試與裝備領(lǐng)軍企業(yè)綜合裝備、涂布設(shè)備、測(cè)試平臺(tái)、 測(cè)量設(shè)備、激光設(shè)備

06  2025 年度氫能最佳材料部件供應(yīng)商膜電極、雙極板、壓縮機(jī)、傳感 器、氣體擴(kuò)散層、密封材料、質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑、DCDC 等

07 2025 年度氫能交通示范領(lǐng)軍品牌重卡、兩輪、低空經(jīng)濟(jì)

08 2025 年度氫能最佳服務(wù)機(jī)構(gòu)協(xié)會(huì)媒體、服務(wù)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)園等

09 2025 年度氫能優(yōu)秀項(xiàng)目案例綠氫項(xiàng)目、零碳案例

10 2025 年度氫能年度新銳企業(yè)成立三年內(nèi)新銳企業(yè)評(píng)選流程

01 2026 年 1 月 15 日—2 月 28 日征集申報(bào)企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)、個(gè)人按要求 填寫并提交申報(bào)表，組委會(huì)審查申報(bào)材料。

02 2026 年 3 月 1 日—3 月 5 日專家初評(píng) 組織專家對(duì)申報(bào)材料進(jìn)行初評(píng)審核。

03 2026 年 3 月 6 日—3 月 10 日補(bǔ)充材料。

04 2026 年 3 月 11 日—3 月 15 日組織專家就初篩名單進(jìn)行綜合評(píng)審，評(píng)選出“氫能金鼎獎(jiǎng)”。

05 2026 年 3 月 24 日發(fā)布評(píng)選結(jié)果，于 CHEC2026 期間舉辦頒獎(jiǎng)儀式。

評(píng)選報(bào)名

張老師 18088655286

劉老師 13756043953

郵箱：qn@21xny.com