电动飞机“绿”了航空业，一个真敢造，一个真敢投

本文来自微信公众号：硅兔赛跑（ID：sv_race），作者：Lexie，编辑：Lu，题图来自：视觉中国

在欧美地区，疫情防控逐渐放宽，各个城市的航空需求开始反弹，全球机场流量恢复到了疫情前的68.7%，对于地球来说，这并不是一个好消息，因为航空业会产出大量温室气体。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）数据显示，全球航空业每年排出的温室气体占人类排放总量的2%，占交通运输类二氧化碳气体排放的12%。

Aviation percentage

虽然2%听起来并不多，但对于航空能源来说，电力化的过程更难，因此对于其他能源的需求也就更加迫切，可持续航空燃料（SAF）成为了寄予着人们新希望的火热赛道。

变废为宝的燃料

所谓可持续航空燃料，指的是由动植物废弃油脂等材料制成的绿色燃油，与化石燃料相比它在使用过程中的碳排放量要少至少70% 。

去年年底，美国联合航空公司采用100%可持续航空燃料进行了全球首例客机运营，这一燃料由烹饪油和农业废料制成，航班从芝加哥顺利抵达到华盛顿，为可持续燃料飞行喂下一颗定心丸，这次飞行的燃料由可持续航空燃料公司Alder Fuels和科技公司Honeywell联手提供，像Alder Fuels等大多SAF公司目前所转化的主要原料还是废弃物，比如餐饮废油、农林废弃物和动植物油脂，但目前来看，是否有足够多的废弃物可供转化仍是比较大的难题。

Twelve这家公司因为走了另一条路线获得了许多关注，他们的核心专利技术是叫做E-Jet®的零碳无化石喷气燃料，这一过程只需要二氧化碳、水和电作为原料，就可以通过化学反应器将二氧化碳转换成新产品，航空燃料便是重要应用之一。过去几年内，电力再生、二氧化碳捕捉和电解器等Twelve所需的技术成本都在降低，因此Twelve生产E-Jet®过程的成本也比目前其他SAF生成方式更便宜。

E-Jet technology

Twelve这一二氧化碳转化技术还能够生成多种产品，比如它和汰渍合作产出了全球第一个二氧化碳产出的洗衣粉，和梅赛德斯合作产出了全球第一批二氧化碳制成的汽车零件，和NASA合作为火星计划生成工具、燃料，甚至是空气。

现有的飞机并不需要进行任何调整就可以使用E-Jet®燃料，而与传统的喷气燃料相比，E-Jet®飞行过程中产生的排放量要少90%。

就在去年，国际航协（IATA）在第77届年会上批准了全球航空运输业于2050年实现净零碳排放的决议，Twelve的技术不但能够在飞行过程中减少碳排放，而且在生产过程中也在源头上消灭碳体积，一举两得式加速实现碳中和目标。

在2021年，Twelve的E-Jet®燃料被美国空军进行试用并通过了质量测试。Twelve如今已经完成了超2亿美元融资，National Science Foundation、DCVC、Capricorn Investment Group和Carbon Direct都是背后投资者，它还被Fast Company评为2022年最具创新力的公司之一。就在8月，Twelve宣布与阿拉斯加航空和微软都达成合作，加速生产及商业化这一基于二氧化碳的新型航空燃料。

在社会领域，政府、航空公司和科技巨头也在SAF上进行了不少扶持，像是美国今年出台的通胀削减法案就包括5亿美元的预算来用于生物燃料的发展和分给SAF领域的免税额度；上面提到的Alder Fuels在7月和波音达成了合作关系来加速国际范围内SAF的生产，预计在2024年完成第一个生产工厂的建设；清洁能源初创公司LanzaJet在今年1月获得了微软投资的5000万美元，将在乔治亚州建立第一个工厂。

电动飞机：大佬都看好

航空业的电动化虽然较难，但并不是毫无进展，比如Google创始人之一Larry Page早在至少6年前就开始在这一领域布局了。

这个当年叫做Zee Aero的公司由来自NASA、特斯拉和斯坦福的大咖创立，早期就开发出了几款电池应用和自动驾驶的飞行器原型，据说Page为这个项目投资了超过1亿美元，还提供了私人空间供他们研究使用，屋里还放了Elon Musk送给他的SpaceX的早期火箭引擎作为装饰。

当时Page还投资了另外一家叫做Kitty Hawk的初创公司来研究类似的项目，意在挑战Zee Aero，Kitty Hawk的牵头人是Google自动驾驶汽车项目的教父级人物Sebastian Thrun，在2017年两家公司合并，在2018年进行了重新命名。

这几年来，Wisk Aero将注意力都放在了发展核心产品Cora身上，这一电动垂直起降（eVTOL）飞机有两个座位，在它36英尺长的机翼上安装了12个独立操作的电动升力螺旋桨，用于垂直起飞和着陆，还有一个向前飞行提供推力的三叶螺旋桨，飞行距离可以达到60英里，速度可以达到每小时112英里。

Wisk Aero Cora

这种eVTOL类飞行工具无需飞机跑道，可以在任意地方降落，通过使用自动飞行的软件和一点点人类监督就能实现高效的起降和飞行，应用场景也非常广泛，比如去机场、购物和去看医生等等都市生活中所需的短途旅行都可以靠它来解决。

在2020年，Wisk宣布与NASA合作共同研究高级航空解决方案并合作进行展示飞行，Wisk Aero在今年1月完成了来自波音的4.5亿美元融资来加速发展Cora这一项目，波音方表示它的目标是让Wisk第六代可载客电动自动驾驶飞行器成为这一类别美国首次认证的飞行器，预计在2028年进行认证。

因为使用场景可以涉及到军事、货运和民用空中出租车等等，这一领域目前有不少初创公司在进行研究，总融资额超过了50亿美元。

像是加州的Joby Aviation总融资超过了16亿美元，与美国国防部的交易将达到7500万美元；德国的Lilium完成了8.26亿美元融资，将在2024年开始商业化。

eVTOL startups

目前航空电力化走得缓慢的主要原因之一就是电池的表现成为了瓶颈，现在已有的一些电动飞机只能达到约30英里的航程，而且还是在不载客载物的情况下才有这样的表现，因此电池的发展也成为了初创公司的重心。

像是加州的初创公司Cuberg就主要在研究如何延长锂金属电池寿命，并在今年获得了突破，他们所开发出的电池循环寿命从370次增加到了672次，同时保存了80%的能量存储，这一电池被认为是目前世界上性能最高、寿命最长的锂金属电池。瑞典电池制造商Northvolt在今年3月对Cuberg进行了收购，帮助其扩大在湾区的生产规模，Cuberg预计将在2026年开始大规模的商业化应用，大约可以使用10万个20AH的电池每年供能约400个eVTOL类飞行器的飞行。

Cuberg batteries

根据国际清洁交通委员会（ICCT）的分析，目前的电池能量密度需要翻倍才能实现初创公司进行短途飞行的目标，即使这一进展能实现，到2050年时电动飞机能取代普通飞机减少的航空排放量不超过1%。

“蓝天”的未来，任重道远

由多个气候专家在今年7月发布的一项报告显示，为了实现航空业2050年碳中和的目标，传统航空燃料增效、可持续燃料的创新和新型飞机应用等多方面的努力需要同步进行。

为了满足人类的航空需求，到2030年全球可持续航空燃料行业需要增设300~400个新工厂，建成一个工厂至少需要5年的时间，这就意味着生产效率更需要提升，至少要达到目前的5倍，而在2030年到2050年不管是工厂数量还是生产效率都更需要加倍。

SAF project pipeline

同时，电力化的进程取决于其降本的进度，它也将影响着生化燃料的需求，因此现有航空公司向可持续的转型也非常重要，与传统航空进行大批投资和合作项目来“灭火”的模式稍有不同，新型航空初创公司基本在创立之时就将可持续刻在了骨子里。

像超音速飞机Boom的新机型Overture就从前机型XB-1身上汲取了经验，保证它设计的功能适用于可持续性能表现，不但100%靠可持续航空燃料运作，生产过程也运用了3D打印等工具来节省原料，安装过程简易并节省材料浪费。

各个赛道的努力让净航空不再只是梦想，而是成为了切实可行的目标，虽任重道远却指日可待，哪个领域能献上最强助攻呢？

让“天更加蓝”的目标依旧任重道远，再忍一下，很快见分晓。

参考资料

Microsoft and Alaska Airlines are working with this startup to make clean jet fuel from carbon emissions （CNBC)

Shrinking the CO2 footprint of air travel could depend on quickly scaling up sustainable aviation fuels （Emerging Tech Brew）

Making Net-Zero Aviation Possible (Mission Possible Partnership)

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