“阳光动力”2号环球之旅 开启航空业低碳革命新时代

　　3月31日，“阳光动力”2号被工作人员推到停机坪上充电，为下一航程做准备。　新华社发(莫晓健/摄)

　　这一史无前例的环球之旅引发了全球各界人士的强烈关注，标志着可再生新能源在航空业发展史上又一个里程碑。业内人士预计，随着未来航空领域低碳化的改革浪潮继续推进，新能源飞机的应用前景将得到进一步拓展。

　　环球之旅飞抵中国

　　3月31日1时35分，从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力”2号，在历经20小时29分航行1500公里后，顺利降落在重庆江北国际机场。

　　飞行员伯特兰·皮卡德在飞机降落后发表推特称，“阳光动力”2号到达中国，证明了“我们可以用清洁能源创造奇迹”。

　　“阳光动力”2号是瑞士设计制造的一款能在不添加任何燃料、只利用太阳能作为能源的情况下昼夜飞行的零污染飞机。它以碳纤维为主材料，机翼长72米，重量仅为2.3吨，与一辆小型汽车相当。飞机最大飞行高度达8500米，最高时速140公里，平均速度为100多公里。飞机机翼中共装载17248片高效太阳能电池，电池能量转化率达22.7%，可为四台无刷直流发电机提供动力，并能在白天给重达633千克的锂电池充电，以满足夜间飞行的能源需求。

　　此次从缅甸飞抵中国的航程是“阳光动力”2号首次环球飞行的第四程。当地时间3月9日早晨7时12分，“阳光动力”2号从阿联酋首都阿布扎比起飞，在随后数日已先后抵达阿曼首都马斯喀特、印度艾哈迈达巴德和瓦拉纳西，以及缅甸曼德勒。按此前公布的路线图，“阳光动力”2号环球飞行总里程为3.5万公里，共停留12个城市，下一站是中国南京，接着将飞往美国夏威夷、凤凰城等地，横穿美国后飞越大西洋，经停南欧和非洲，并最终返回起飞地阿布扎比。据最初预计，此行全程将历时五个月。

　　据法新社报道，此次飞抵重庆的这段行程是“阳光动力”2号自开启环球之旅以来最具挑战的航程之一。云南省、四川省的山地地形为这段航程增加了不可预测性。飞行员需要在旅程一开始驾驶飞机做陡峭的爬升动作，并在只有3.8立方米的常温无加热驾驶舱里仅靠氧气面罩进行高空作业，同时还要对抗骤降到零下20摄氏度的低温。

　　此外，低空强风也是此段飞行的一大挑战。“阳光动力”项目团队表示，此次飞行全程854英里(1375公里)，平均速度仅为每小时40多英里。由于风力强劲，机身轻盈的“阳光动力”2号几度被风吹得倒飞，影响了飞行进程。

　　渡过了飞抵重庆的难关，接下来，“阳光动力”2号的飞行计划还将继续遭遇重重考验。受重庆和南京近期的阴雨天气影响，飞机无法立刻重新启程，可能需要在重庆等待一周左右。此前，从曼德勒飞重庆的行程也是因此一再推迟，到达重庆前已在曼德勒停留了十天之久。此外，从中国至美国横跨太平洋的飞行也将带来巨大困难，这将是对飞行器整体设计的全面检验，也将是对飞行员体能和心理状况的严酷挑战。

　　推广清洁能源技术

　　此次举世瞩目的“阳光动力”项目由瑞士精神病学医生、探险家伯特兰·皮卡德发起，并与联合企业家、前瑞士空军飞行员安德烈·博尔施伯格于2003年11月共同组建。两人也是在本次环球航行中轮流执飞“阳光动力”2号的飞行员。整个“阳光动力”项目预算为9800万美元，得到了德意志银行、欧米茄公司、瑞士讯达集团、苏威集团、欧洲航天局、达索飞机公司和国际航空运输协会等的资金资助和技术支持，瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)是该项目指定的官方科学顾问。

　　该项目团队最初设计研制的“阳光动力”号飞机于2009年12月正式完工，并于2010年4月7日首飞，此后陆续实现了昼夜飞行、跨国飞行和洲际飞行。2014年4月，“阳光动力”2号诞生。作为升级版，2号机更大、更重，负载太阳能电池的数量更多，飞行速度等性能也更优越。因此，项目团队对此次飞行成果的抱负和期望也更高。

　　项目组织方表示，此次“阳光动力”2号环球航行旨在增强全世界对清洁能源技术的支持力度。除了飞行过程中完全依靠太阳能提供动力以外，飞行员们也将与降落地区的官方机构、学校举行有关环保和可持续发展的一系列宣传推广活动。此前，皮卡德和博尔施伯格就在印度艾哈迈达巴德停留了4天进行参观，并出席了由致力推动可再生和清洁能源发展的机构赞助的多场活动。

　　博尔施伯格此前表示，“阳光动力”项目的成功运行证明人类可以用更小的动力，来驱动更大的交通工具，从而达到最大限度节能的目的。它的成功为太阳能发展注入了一针强心剂，随着科技不断进步和完善，太阳能的普及将不再是梦想。

　　“阳光动力”2号抵达中国引起了不小轰动。“阳光动力”项目商业推广主管格里高利介绍说，现在已有中国企业与他们取得联系，希望进行商业赞助。未来，阳光动力项目如果建造3号飞机，应该会有中国企业参与其中。

　　皮卡德说，中国已经成为世界上风能和太阳能的第一大生产国。“如果你看到了中国政府在优化新能源利用率上的努力，你就不会对‘阳光动力’在中国受到如此关注而感到惊讶。”

　　对于未来的技术改进方向，“阳光动力”项目团队设想，将着重解决光能吸收问题。因为只有大幅度提高电池功效，才可能使机上人数增加。根据团队预计，40多年后，能承载300名乘客的全太阳能飞机有望正式投入运营。

　　新能源飞机研制竞赛

　　“阳光动力”2号环球飞行计划是近年来航空业新能源革命的一项最新成果。继新能源在汽车行业的发展受到广泛关注后，全球多个国家的航空企业开始加入研制新能源飞机的热潮。专家指出，作为地球上耗能和排污最大的领域之一，在航空交通领域推进新能源的利用有着巨大的应用前景。

　　近年来，随着全球气候变暖和环境污染加重，对航空业低碳发展的呼声越来越高。国际航空运输协会2009年向联合国气候变化大会提交建议书，承诺从2009至2020年，航空业年均燃油效率提高1.5%，碳排放量在2020年达到峰值不再增长，并到2050年降至2005年的一半。在此背景下，发展航空领域新能源的热情不断高涨。

　　太阳能是航空业最受欢迎的可再生新能源。除瑞士外，目前德国、英国、美国等许多国家都已研制出具有自主知识产权的太阳能飞机。中国的“墨子号”太阳能飞机近日也通过方案评审，首架样机将于年底举行试飞，并有望实现全天不间断飞行。专家表示，太阳能因其普遍性和巨大性而成为最具商业投资价值的新能源，未来太阳能飞机的应用前景将十分广阔。

　　除太阳能外，氢燃料对航空飞行来说也是理想的清洁能源，因为它燃烧后的产物只有水。目前，美国波音公司研制的氢电池动力轻型载人飞机和氢动力无人飞机已成功完成数次试飞，预计今后将主要用于军事侦察和灾害监测。中国国内首款以氢燃料电池为能源的飞机“雷鸟”也已成功试飞，在我国新能源飞行器研制领域具有开拓性的历史意义。

　　另外，生物能源飞机也是新能源航空领域一颗冉冉升起的新星。奥地利钻石飞机公司开发的世界上首架完全利用海藻作为驱动燃料的客机，首次证明了生物燃料技术可以独立为飞机航行提供能量。英国维京大西洋航空、新西兰航空、美国大陆航空、日本航空等航空公司均利用生物燃料与传统化石燃油的混合燃油成功完成客机试飞。近日，加注中石化1号生物航空煤油的海南航空HU7604航班成功完成载客试验飞行，使我国成为继美、法、芬兰之后第四个拥有该项自主研发技术并成功商业化的国家。

　　对于未来航空业新能源的发展前景，业内人士给予了高度评价。有分析指出，清洁技术与可再生能源将是未来的发展方向，在各国大力倡导发展通用航空和应用清洁环保能源的政策指引下，对新能源飞机的研发具有较高的社会效益和广阔的应用前景，未来新能源飞机有望在军事侦察、民用通信、航拍航测、环境监测、安保巡查等许多重要领域发挥作用。

　　技术性难题与市场化挑战

　　尽管新能源飞机的研发如火如荼，但从整体看，新能源航空业的发展尚处于起步阶段，未来新能源飞机的改良和普及仍面临许多技术性难题和市场化挑战。

　　首先，新能源飞机面临的最大难题是能源的有效使用和管理。可再生新能源的开采先天受到自然环境的限制，且普遍存在储存技术不足、能量转换效率低下的问题，进而限制了飞机的飞行条件和续航能力。以“阳光动力”2号为例，由于飞机靠太阳能发动，天气状况不佳可能影响电池能量储备。而且，飞机上使用的单晶硅电池是目前世界上技术最为成熟的太阳能电池，转换效率最高为23%，但这个数字比航空发动机热效率要低得多。另外，有研究表明，氢电池目前也仅能为小型飞机飞行提供动力，大概20年后才可能用于大型商用客机。

　　其次，新能源飞机的投入成本高、运营难度大。除可再生能源高昂的开采成本外，新能源飞机的制造和维护费用也高于普通客机。比如“阳光动力”2号所采用的碳纤维材料正是因为成本较高而尚未得到广泛应用。

　　另据专家介绍，“阳光动力”2号因为机身轻而受风的影响大，为避开航班尾流和旋翼下洗流的影响，需保证上方700米、下方400米没有飞机飞行，并且由于起降时飞行速度较慢而需要避开其他正常航班起降，因此对空管和机场保障方面也提出了很高要求。

　　此外，在飞行性能方面，目前新能源飞机还远比不上传统飞机。由于新能源飞机首先需保障节能，因此飞行速度并不高。“阳光动力”2号的最高时速为140公里，与普通汽车相当，而普通客机的飞行时速高达800公里至1000公里。另一方面，动能不足也限制了新能源飞机的载客量，这也是为什么当前新能源飞机多为无人机或只能容纳数人的原因。

　　总的来看，新能源飞机的加速研发无疑将成为未来航空业能源革命的主要趋势之一。但短期而言，航空业仍无法摆脱对化石能源的依赖，航空燃料替代的前景还非常遥远。加之许多重大技术问题有待攻关，新能源飞机投入大规模应用和市场化运营尚需时日，新能源航空业的发展道路还很漫长。

　　相关链接

　　我国首次生物航油商业飞行顺利完成

　　一架由波音737机型执飞的海南航空飞机上月底从上海虹桥飞到北京，本次航班使用的是新型能源生物航油，这是我国首次使用生物航油进行载客商业飞行。

　　这个航班使用了由中石化从餐馆收集的餐饮废油转化而来的生物燃料。这架737的两台发动机均由50%航空生物燃料与50%传统石化航油混合的燃料驱动，标志着我国航空业在节能减排领域进入商业飞行阶段，也将对新能源应用和绿色低碳飞行的可持续发展产生深远的影响。

　　波音中国总裁唐义恩表示，波音很荣幸可以通过与海南航空和中石化密切合作实现这一里程碑。“合作伙伴的团队、远见和对可持续航空的承诺，正在帮助长期改进我们的行业和环境。”海南航空副总裁蒲明说，当天的飞行很顺利，飞行体验和以往相比没有差别。海航自成立以来一直坚持履行企业社会责任，很高兴能够执飞本次航班，见证中国民航和环境保护事业具有里程碑意义的时刻。

　　中国石化新闻发言人吕大鹏表示：“绿色低碳发展已成为全球共识，多年来中国石化在生物航油、生物柴油等生物质燃料的研发应用方面始终走在国内前列，充分体现了中国石化持续推进科技创新、积极践行绿色低碳发展的郑重承诺。下一步我们将在各方的支持下，加快推进生物航油的商业化生产，为共同的蓝天绿水做出应有的贡献。”

　　据了解，此次飞行使用的生物航油由中国石化自主研发，以餐饮废油作为生产原料，在加氢处理后与传统航油掺混后得到的混合油。该航油已经过民航局严格审查，并完成发动机台架验证和试飞验证，获得了1号生物航油技术标准规定项目批准书，在保证飞行安全和效率的前提下可有效减少碳排放。

　　在当下雾霾日益严重的环境下，以可持续方式生产的生物航油可减少二氧化碳排放量50%到80%，其低碳清洁特性契合可持续发展需求，且原料资源量大而广，是替代石化燃料的重要选择。本次航班的生物航油采用餐饮废油作为生产原料，较棕榈油原材料更加环保。可在保证飞行安全和效率的前提下有效减少碳排放，保护全人类共同的地球。

责编：admin