環(huán)球零碳

碳中和領(lǐng)域的《新青年》

首圖來源：中國航空發(fā)動機集團官網(wǎng)

撰文| Bell

編輯 | 小瀾

→這是《環(huán)球零碳》的1943篇原創(chuàng)

2026年4月4日，湖南株洲蘆淞機場上空，一架7.5噸級無人運輸機平穩(wěn)起飛，在離地300米的高度以220公里/小時的航速劃出一道弧線。

這看似平常的一次飛行，卻承載著航空動力領(lǐng)域的一項歷史性突破——這是全球首次兆瓦級氫燃料航空渦槳發(fā)動機試飛。

由中國航發(fā)湖南動力機械研究所自主研制的兆瓦級氫燃料航空渦槳發(fā)動機AEP100，在整個首飛過程中狀態(tài)良好，飛行16分鐘后順利返航，完成了36公里的飛行目標(biāo)。

前不久，這款A(yù)EP100液氫燃料渦槳航空發(fā)動機率先完成了基于地面試驗環(huán)境的點火與性能調(diào)試試驗，在國內(nèi)首次實現(xiàn)整機性能達標(biāo)。

兩個標(biāo)志性節(jié)點，意味著我國在氫燃料航空發(fā)動機領(lǐng)域已打通從核心部件到整機集成的全技術(shù)鏈，實現(xiàn)了從技術(shù)探索到工程實踐的重要跨越。

今年3月以來，新一輪伊朗沖突引發(fā)燃油價格上漲、航空燃料斷供，美聯(lián)航不得不下調(diào)5%運力，多家亞太和歐洲航空公司已上調(diào)票價、加收燃油附加費或大規(guī)模取消航班。

在這一背景下，氫能作為航空動力的戰(zhàn)略地位愈發(fā)舉足輕重。

中國航發(fā)集團有關(guān)專家表示，未來隨著綠氫制備成本的進一步下降，氫能航空動力的經(jīng)濟性優(yōu)勢和能源安全優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)。

來源：央視新聞

實際上，將氫氣作為航空動力燃料，這一設(shè)想并非今天才出現(xiàn)。

回顧歷史，人類利用氫氣飛天的嘗試可以追溯到更早的年代。1852年，法國人亨利·吉法爾就制造了以氫氣為浮升氣體的世界上首架動力驅(qū)動飛艇。

而真正將氫氣作為航空發(fā)動機燃料的研究，則集中在最近這60年間，經(jīng)歷了三次顯著的發(fā)展熱潮。

第一次熱潮出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代，以提高軍機性能需求為目的。當(dāng)時美國政府資助了洛克希德CL-400 Suntan項目，研究氫燃料高空偵察機的性能。

第二次熱潮由20世紀(jì)80年代的石油危機點燃，美國、蘇聯(lián)、德國和歐盟等紛紛資助氫能飛機可行性研究。

1988年，蘇聯(lián)圖-155實驗飛機率先驗證了液氫燃料飛行的可行性，用一臺專門設(shè)計的氫燃料發(fā)動機替換了客機上一臺傳統(tǒng)發(fā)動機，成為氫能航空史上的一座里程碑。

進入21世紀(jì)第三個十年，化石能源枯竭與氣候問題日益嚴(yán)峻，發(fā)展氫能的戰(zhàn)略意義愈發(fā)凸顯。

目前全球航空業(yè)每年碳排放量已超過10億噸，約占全球總量的2%至3%，且仍在持續(xù)增長。而氫氣燃燒的產(chǎn)物只有水蒸氣，可實現(xiàn)飛行過程的真正零碳排放。

更重要的是，液氫的單位質(zhì)量能量密度是航空煤油的近3倍，這意味著在同等燃料重量下，飛機可以飛得更遠(yuǎn)或運載更多貨物。

全球第三次氫能飛機研究熱潮隨之而來。各國政府與企業(yè)組織紛紛發(fā)布碳減排路線圖，氫能航空正從概念研究加速邁向工程應(yīng)用。

2020年9月，空客公司（Airbus）發(fā)布了名為ZEROe的氫動力系統(tǒng)飛機計劃，主攻氫燃料電池路線，計劃在2035年左右投入商業(yè)運營。

2022年5月，日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）宣布，將在“綠色創(chuàng)新投資計劃”下與川崎重工合作，開發(fā)以液氫為燃料的下一代氫能飛機核心技術(shù)。

2025年6月，美國NASA在“創(chuàng)新先進概念計劃”持下開展氫混電推進技術(shù)研究與驗證，通過解耦壓氣機與渦輪的機械聯(lián)動，使能量轉(zhuǎn)化效率提升40%以上。

空客曾計劃在2026年開始進行液氫飛行測試，重點評估液氫使用和尾跡氣候效應(yīng)。不過因受限于綠氫基礎(chǔ)設(shè)施不足等因素，其商用時間表已由原定的2035年推遲5至10年。

來源：Hydrogen Insight

而中國作為全球最大的綠氫生產(chǎn)國，航空動力行業(yè)同樣在氫燃料領(lǐng)域已耕耘多年，并取得了令人矚目的成果。

在關(guān)鍵技術(shù)層面，中國科研團隊在氫燃燒室領(lǐng)域取得了重要突破。

氫氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣仁侨加偷?倍，極易發(fā)生回火和爆震，如何在燃燒室內(nèi)讓“桀驁不馴”的氫氣穩(wěn)定燃燒，是長期困擾業(yè)界的難題。

中國航發(fā)渦輪院的科研人員發(fā)明了“微小尺度的氫燃料混合組織燃燒”技術(shù)——通過比芝麻還小的微孔密集噴射氫氣，形成多簇微火焰，既保證了燃燒穩(wěn)定性，又有效防止了燃爆風(fēng)險。

2025年6月，中國航發(fā)動研所氫能團隊自主研制的千牛級氫燃料渦噴發(fā)動機成功完成國內(nèi)首次氫燃料航空渦輪動力飛行驗證，有效填補了國內(nèi)氫能航空動力技術(shù)空白。

正是在這樣的技術(shù)積累之上，AEP100發(fā)動機的問世與首飛成功顯得水到渠成。

AEP100采用的是液氫燃料直接燃燒方案，這意味著它需要在極端條件之間找到精準(zhǔn)的工程平衡點——既要面對渦槳發(fā)動機燃燒室內(nèi)數(shù)千度的高溫，又要處理零下253攝氏度的液氫超低溫儲存。

這種極端溫差對材料、隔熱和系統(tǒng)集成提出了極高要求。

AEP100的成功飛行驗證，證明了中國工程團隊已掌握了氫燃料動力系統(tǒng)與飛行平臺匹配的核心工程能力，為后續(xù)氫能航空產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。

來源：中國航空發(fā)動機集團官網(wǎng)

氫燃料航空發(fā)動機技術(shù)的突破，也在牽引一條萬億新興產(chǎn)業(yè)鏈迅速成型。

這一技術(shù)將帶動上游綠色氫能制備、中游低溫儲運與加注基礎(chǔ)設(shè)施、下游高端裝備制造與新材料等產(chǎn)業(yè)集群的協(xié)同升級。

氫燃料航空發(fā)動機有望率先在空中無人貨運、海島物流等低空經(jīng)濟領(lǐng)域展開應(yīng)用，隨后逐步拓展至支線航空乃至干線客機，為航空產(chǎn)業(yè)的綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展提供全新動力。

當(dāng)然，液氫儲存系統(tǒng)的重量、機場加注基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、氫能產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度，這些挑戰(zhàn)仍需要時間和技術(shù)進步來逐一破解。

Reference：

[1]https://sghexport.shobserver.com/html/baijiahao/2026/04/06/1730930.html

[2]https://www.aecc.cn/aecc/xwzx/jtyw/2026040714273656872/index.html

[3]http://www.sasac.gov.cn/n2588025/n2588124/c35390036/content.html

[4]https://gxt.hunan.gov.cn/gxt/xxgk_71033/gzdt/qyzx/202506/t20250605_33691555.html

[5]https://www.kczg.org.cn/rules/detail?id=6362717

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