低碳化是民用航空业面临的一项重大挑战。全球民用航空业每年排放的二氧化碳超过9亿吨，假设行业每年增长3%至4%，效率每年提高2%，到2050年排放量将增加一倍以上。为此，国际民航组织（ICAO）、国际航空运输协会（IATA）等国际组织近年来不断提高环保标准，促使航空企业的发展必须与之相适应。2009年，IATA设定了航空业艰巨的减排目标：2020年前燃油效率年均提高1.5%，2020年达到碳中和，2050年航空运输碳排放减少50%。欧盟也通过绿色航空相关政策设定了碳排放的目标。

  与日常所见的电动汽车类似，绿色新能源客机的发展也呈现多条技术路径。近期欧洲政府与工业界正共同加速氢能源客机的发展，力争在2035年实现氢动力干线客机商业化，实现极为激进的民用飞机降低碳排放时间表。

  一、欧洲政府雄心勃勃推动航空业向氢能源转型

  2020年6月9日，法国政府宣布将为民用航空制造业提供80亿欧元的救助计划（另有70亿欧元用于救助法航），用于应对冠状病毒大流行给航空业带来的残酷影响。同时，着眼化危为机，法国政府计划通过该计划实现民用航空运输绿色化的惊人加速，要求到2024年本国航空公司国内航班相关的二氧化碳排放量减少一半，并加速现有向可持续燃料过渡的计划。经济和财政部长布鲁诺·勒·梅尔（Bruno Le Maire）表示“我们正在宣布紧急状态，以拯救我们的航空业，使其能够通过生产明天的‘绿色飞机’来使其更具竞争力和更加无碳”。

  为此，法国政府在80亿欧元救助计划中划拨专门划拨15亿欧元（部分来自欧盟委员会经济刺激计划）用于氢能源客机为期三年的研发项目，要求主制造商开发一款氢能源动力窄体客机，实现二氧化碳零排放，并计划在2033-2035年投入商业运营。法国生态和包容性转型部长伊丽莎白·博恩（Elisabeth Borne）表示“我们希望在2033年至2035年之间设计一个‘碳中性飞机平台’，比计划的时间提前十年，这将使我们能够为低碳飞机设定新的全球标准。”

  欧洲航空业的另一核心德国政府也为其“国家氢气战略”投入70亿欧元，该战略将支持在飞机推进和混合动力飞行中使用氢气。同时，德国政府也在考虑在航空燃料中强制实行动力与液体的比例（该过程将利用阳光作为动力源，将二氧化碳和水转化为喷气燃料），不过该计划尚未确定。

  麦肯锡公司5月发布的《2050年前氢动力航空的技术、经济和气候影响：一项基于事实的研究》（简称《氢动力航空》）为欧洲氢动力航空发展提供支持性意见，认为氢能源推进在减少航空业对气候的影响和促进脱碳目标方面有着巨大的潜力。（图片来源：麦肯锡公司）

  欧盟在将要实施的“洁净天空3”计划中强调，如果要2050年满足二氧化碳排放目标，那么环保型飞机需要在2035年开始投入使用。2020年5月，在欧盟“洁净天空2”和“燃料电池与氢气”计划支持下，著名咨询公司麦肯锡公司发布了《2050年前氢动力航空的技术、经济和气候影响：一项基于事实的研究》（简称《氢动力航空》）报告，预测了氢气燃烧和燃料电池动力推进的技术发展，评估了相关技术和经济可行性，将它们与合成燃料进行了比较，并考虑了对飞机设计、机场基础设施和燃料供应链的影响。报告认为颠覆性的飞机、航空发动机及机载系统创新与氢能源技术的结合，将减少民航飞行对全球变暖50-90%的影响。报告认为2035年前可以引入采用氢能源的短程干线飞机（81-165座级），到2050年，氢能源飞机将占所有飞机的40%。欧盟委员会对这样的研究结论表示了支持，并将其与今年7月将要通过的“氢战略”联系起来。该战略旨在加速欧洲工业的低碳化和数字化。

  二、欧洲工业界正稳步推进氢能源航空实用化

  ZeroAvia公司的氢-电飞机发展计划表（图片来源：ZeroAvia，许赟汉化）

  欧洲工业届对于氢能源飞机技术已经开展了多方面的研究，涉及中小型和行业巨头。2020年6月，氢能源航空初创公司ZeroAvia在英国克兰菲尔德机场进行了首次成功的氢动力商用飞机试飞，这是一架经过改装的六座Piper Matrix。该项目部分由英国创新政府拨款资助，计划最终实现250-300海里的飞行。ZeroAvia计划在2023年前进行10-20座级500英里航程的飞机进行认证。创始人兼首席执行官米夫塔霍夫认为相较电池解决方案，基于氢动力的飞机架构是监管机构更熟悉的。米夫塔霍夫表示：“我们认为在未来五年内，将向1.5或2kW/kg功率密度推进系统迈进。相比之下，我们最初瞄准的20座飞机的小型涡轮机约为3kW/kg，而50-80座飞机的大型涡轮机约为5kW/kg。”

空客公司低排放飞机验证机发展路线图（图片来源：空客公司，许赟汉化）

  欧洲航空工业巨头空客公司也开始将重心转向氢动力飞机，并制定了氢动力客机发展路线图。2020年4月，在宣布取消与罗·罗公司联合的E-Fan X混合动力验证项目后，空客公司首席技术官格拉齐亚·维塔蒂尼就暗示公司将重点转向氢动力飞机。空客公司零排放技术副总裁格伦·利韦林在6月中旬向媒体解释了这一转变的原因，他表示：“我们在（E-Fan X）项目中发现了个别有价值的技术，但是就串行混合电推进构型整体而言，并未带来支撑未来航空发展的颠覆性（碳排放）降低。”

  根据空客公司披露的氢动力飞机发展时间表，将在2024-2025年完成氢动力相关技术的选择（主要是燃料电池推进、氢气燃料燃气轮机、燃料电池+燃气轮机混合动力），在2020年代后期完成小尺寸技术验证机研制，相应的启动全尺寸原型机研制工作，以确保在2030-2035年间，实现百座级以上氢动力客机的商业化。