飛機(jī)什么時候電動化？

電動飛機(jī)越來越接近實用化。英國羅爾斯·羅伊斯（Rolls·Royce）將于2021年夏季實施小型電動飛機(jī)的首飛。小型電動飛機(jī)有望2023年實用化，隨著經(jīng)濟(jì)從新冠疫情中恢復(fù)，這種飛機(jī)有望得到普及。

電動飛機(jī)把噴氣式發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)替換為電動馬達(dá)。已開發(fā)出了發(fā)動機(jī)與馬達(dá)相結(jié)合的“混合動力”型等多種驅(qū)動方式。能夠減小飛行時的能源消耗，降低溫室氣體排放量。

據(jù)航空運(yùn)輸行動組織（ATAG）統(tǒng)計，2019年飛機(jī)排放的二氧化碳為9.15億噸，占到世界總排放量的3％，在20年里增加了4成。飛機(jī)運(yùn)送1名乘客排放的二氧化碳是巴士的2倍，鐵路的6倍。

電動飛機(jī)主要有3種。最小的是垂直起飛著陸、不需要跑道的“飛行汽車”。其次是搭載幾人～十幾人、從跑道起飛的小型飛機(jī)。第三種是搭載幾十人以上的中大型飛機(jī)。一般而言，電動飛機(jī)在輕量化的同時，還需要提高電池的能量密度和馬達(dá)的輸出功率，因此飛機(jī)越大越難以實用化。

飛行汽車有望2023年達(dá)到實用化。豐田出資的美國初創(chuàng)企業(yè)Joby Aviation開發(fā)出了能以時速320公里飛行240公里以上的5座飛行汽車，將于2023年開始商業(yè)飛行。

德國初創(chuàng)企業(yè)Lilium正在開發(fā)以時速280公里飛行的7座飛機(jī)，將于2024年商業(yè)化。這款飛機(jī)采用東麗的碳纖維，減輕了機(jī)身重量。

小型電動飛機(jī)已進(jìn)入全面試飛階段。羅爾斯·羅伊斯將于2021年夏季首次試飛。該公司提出的目標(biāo)是，飛行時速要達(dá)到世界最高的約480公里。特點(diǎn)是安裝了“飛機(jī)用途中能量密度最大”（羅爾斯·羅伊斯）的約6千塊電池及自主的冷卻系統(tǒng)。2026年將面向挪威的國內(nèi)航線提供小型電動飛機(jī)。

有的企業(yè)已成功進(jìn)行載人試飛。美國初創(chuàng)企業(yè)MagniX在2019年已成功實現(xiàn)搭載1人的飛行。據(jù)悉通過優(yōu)化馬達(dá)磁鐵及線圈的組合，去掉了改變螺旋槳轉(zhuǎn)數(shù)的減速器。

MagniX為水上飛機(jī)安裝了電動馬達(dá)。據(jù)悉安裝一個馬達(dá)時，最多可飛行160公里，安裝2個馬達(dá)時，可以以407公里的時速最遠(yuǎn)飛行815公里。目標(biāo)是2021年內(nèi)搭載11人進(jìn)行試飛，2023年獲得載客許可。

還有企業(yè)不用蓄電池，選擇使用靠氫氣發(fā)電的燃料電池。

初創(chuàng)企業(yè)ZeroAvia在2020年秋季利用燃料電池使小型飛機(jī)飛上天空。如果實現(xiàn)儲氫罐的輕量化，燃料電池將成為降低重量的動力源。力爭到2024年以10～20座的飛機(jī)實現(xiàn)約800公里的商業(yè)飛行。

荷蘭的代爾夫特理工大學(xué)與涂料企業(yè)阿克蘇諾貝爾等攜手，計劃到2023年推出采用燃料電池的小型飛機(jī)。最早在今年夏季試飛。歐洲空中客車公司也在討論以氫氣為動力的100～200座的中大型飛機(jī)。

要推出中大型電動飛機(jī)，馬達(dá)輸出功率被認(rèn)為要達(dá)到此前5倍以上，電池容量要達(dá)到4～5倍，需要擁有革新性的技術(shù)。

日本航空機(jī)開發(fā)協(xié)會的調(diào)查顯示，10座的電動飛機(jī)到2020年代前半期將實現(xiàn)實用化。同時預(yù)計50～100座機(jī)型要等到2020年代后半期，超過100座的機(jī)型則要等到2030年代才能實用化。

現(xiàn)有蓄電池的能量密度僅為噴氣式飛機(jī)燃料的約50分之1，輸出功率也低。日本航空機(jī)開發(fā)協(xié)會的估算顯示，要讓美國波音的“737系列”飛機(jī)起飛，單純計算需要約50噸的蓄電池。

雖然存在技術(shù)課題，但由于環(huán)保對策，追求飛機(jī)電動化的趨勢有望取得進(jìn)展。挪威的航空與機(jī)場管理企業(yè)Avinor在2018年宣布，該公司在瑞典起降的全部短途航班到2040年計劃完全改為電動飛機(jī)。以歐洲為中心，2019年出現(xiàn)了被稱為“飛行恥辱”的避免乘坐飛機(jī)的趨勢。國際民用航空組織（ICAO）提出了2020年以后不增加總排放量的目標(biāo)。

新冠疫情導(dǎo)致飛機(jī)乘客銳減。雖然難以準(zhǔn)確預(yù)測今后的需求復(fù)蘇情況，但日本航空機(jī)開發(fā)協(xié)會在3月發(fā)布的市場預(yù)測中表示期待稱，“如果疫苗普及順利，（航空旅客需求）到2023年將恢復(fù)至2019年的90～95％，到2024年超過100％”。

如果經(jīng)濟(jì)活動變得活躍，必然需要應(yīng)對氣候變暖。就像法國政府對飛機(jī)的環(huán)保對策支援150億歐元一樣，預(yù)計各國政府將給予扶持。

電動飛機(jī)的普及面臨成本問題。有估算認(rèn)為，電動飛機(jī)的機(jī)體將比之前的飛機(jī)便宜，但由于搭載大量電池和馬達(dá)，客貨倉空間變得狹小，盈利性惡化。

美國Joby Aviation開發(fā)的飛行汽車

日本的航空機(jī)國際共同開発促進(jìn)基金（IADF）的估算顯示，要飛行相同距離，電費(fèi)每千瓦時約為0.12美元，和噴氣式飛機(jī)燃料相比成本增至約1.7倍。

在航空器應(yīng)對氣候變暖方面，采用可再生燃料SAF的方法也得到討論。據(jù)悉電動飛機(jī)的動力成本比使用SAF燃料便宜，因此具有競爭力。

如果利用燃料電池等，采用氫燃料的成本高達(dá)每千瓦時約0.39美元。與面向汽車的燃料電池相比，如果用于飛機(jī)，單位重量的輸出功率需要達(dá)到2～3倍。同時需要實現(xiàn)燃料箱的輕量化和掌握廉價制造氫氣方法等。

預(yù)計電動飛機(jī)從替代螺旋槳飛機(jī)開始普及。航空機(jī)國際共同開發(fā)促進(jìn)基金的估算顯示，7座小型飛機(jī)將1名乘客運(yùn)送1公里，電動飛機(jī)的飛行成本為0.18美元，比螺旋槳飛機(jī)低4成。

印度的市場調(diào)查公司MarketsandMarkets的統(tǒng)計顯示，預(yù)計飛機(jī)電動化的世界市場規(guī)模到2022年為34億美元，到2030年達(dá)到86億美元。首先在短途運(yùn)輸領(lǐng)域，在起飛和爬升階段，利用電動馬達(dá)等彌補(bǔ)所需輸出功率的需求將增加。

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