7月19日，世界经济论坛联合剑桥大学发布《目标真正净零：解锁可持续电池和氢动力航空》报告，分析航空业排放对全球气候变化的影响，揭示氢动力、电池等新技术潜力，并阐述真正实现净零航空需解锁的8项关键技术^[1]。

1、航空部门必须采取变革性技术实现净零目标。目前，航空部门行动主要集中在可持续航空燃料，但其经济性、规模化等问题仍未得到解决。电池和氢动力飞机技术被认为是完美的替代解决方案，但其成本效益还存在不确定性。报告揭示了3种潜在变革性技术潜力，包括：①电动飞机，预计到2035年锂电池动力飞机最大飞行距离可达400公里左右，到2050年增至600公里；②燃料电池飞机，到2030年，燃料电池飞机的航程远高于纯电动飞机，达到2000公里左右，到2035年有可能达到4000公里；③氢直燃发动机飞机，到2035年，氢燃料飞机可能与喷气式飞机飞行距离相同，有可能在任何航程范围内取代目前的喷气式燃料动力飞机，并成为最长飞行距离脱碳的可行选择，且氢可以液态或压缩气体形式存储。

2、航空部门净零目标关键技术。为确保替代航空动力技术能及时、可持续部署，减少航空部门的气候影响，报告确定了8项需解锁的替代技术。

（1）确保采用可再生能源充电电池。对于纯电动飞机，必须保障其落地后能尽快充电。而可再生能源不适宜直接连接，未来一段时间内电网充电仍将部分依靠化石燃料，到2030年其减排效果仅为30%~35%。因此，确保由可再生能源或核能电力供电将是减排关键。有两种方法可避免直接从电网充电，一是可再生电力错峰利用，二是采用可拆卸电池。

（2）加快引入绿氢。制氢路线对航空部门有显著影响。蓝氢、绿氢均可减少氢动力飞机的碳排放量，但蓝氢生产会导致无法捕集的碳排放和甲烷泄露，因此需采取措施确保2035年第一架中长途氢动力飞机有足够绿氢供应。

（3）提升航空动力电池寿命周期和管理效能。电池容量会随使用寿命而下降，电动飞机可能每几个月需更换电池，也会带来一定的气候影响。可通过以下方式减少这种影响：生产更清洁的电池，电池二次利用或有效回收，优化电池更换循环次数，此外电池性能低于一定阈值后可用于地面应用，延长其使用寿命。

（4）提高电池动力飞机能量密度。现有电池能量密度导致电动飞机续航有限。预测显示，到2035年锂电池能量密度达240~370瓦时/千克，2050年达390~500瓦时/千克。进一步增加电动飞机续航需在电池技术上实现突破，铝空气电池和锂空气电池有望满足需求，但均处于基础研究阶段。

（5）开发轻型燃料电池系统。燃料电池飞机以氢为能量载体，其航程更远。与氢直燃发动机飞机相比，燃料电池飞机可消除氮氧化物和碳烟等排放，气候影响极低。不过燃料电池飞机受电池系统重量的影响，不仅包括燃料电池堆，还包括其外壳、电子、控制、冷却和空气压缩系统。低温质子交换膜燃料电池能实现重量大幅减轻，但在起飞条件下系统设计仍具挑战性，其满功率运行会导致飞行速度较低，空气冷却困难。

（6）研制轻型液氢储罐。飞机航程取决于燃料和储罐总重量，目前储氢方法使其储罐重量无法取代现有燃料，因此降低氢燃料罐重量非常重要。目前，氢主要用于储罐重量的影响不如航空那么重要的领域，压缩储氢成本低、易存储备受青睐，大多数技术研发集中在改进压缩存储技术上。因此，航空工业需专注于减轻液氢罐的重量改进技术，以支持与飞行相关的物理和环境需求。

（7）重新设计飞机以优化氢性能。液氢燃料给飞机的设计带来限制，氢罐比航空燃料箱大4倍，无法存储于机翼，而箱装又挤压乘客空间。因此，氢燃料储罐将是氢动力飞机优化设计的关键因素。

（8）航迹和减缓研究。与其他推进技术相比，尾迹是氢动力航空气候影响不确定性的主要原因。相比燃油飞机，氢动力飞机尾迹形成的影响研究较少。对于燃料电池飞机，水蒸气将在低温下释放，提供了冷凝水分的可能性；对氢燃料飞机，其水蒸气将是燃油飞机的两倍，但其冰晶特征和影响机制尚不清楚。因此，未来迫切需要进一步研究氢动力飞机尾迹，减少其对气候影响的不确定性，为飞行安全线路设计提供有效信息。                                               （李岚春）