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新能源飞行器发展白皮书（2024）.pdf
2024年11月12日，中国航空工业发展研究中心在第十五届珠海航展现场发布《新能源飞行器发展白皮书（2024）》（以下简称《白皮书》），探讨航空科技发展的新形势、新场景和新技术，提出中国新能源飞行器发展战略。中航传媒等媒体对《白皮书》的发布进行了采访，稍后请关注相关媒体的新闻报导。
新能源飞行器是培育低空经济新经济增长极的重要载体，是实现航空业绿色发展的必然选择，也是我国追赶世界航空强国的新赛道。目前，我国的新能源飞行器发展具备良好的产业基础和发展机遇，国内相继开展新能源飞行器技术研究和产品开发，并积极走向海外市场，广泛参与国际竞争。同时，随着低空经济产业的快速发展和社会对绿色民航概念的重视加深，我国新能源飞行器应用场景逐渐成熟，低空空域开放力度进一步扩大，国家和地方政策日趋完善，新能源飞行器已经具备广阔的市场前景。
自2019年以来，中国航空研究院和中国航空工业发展研究中心先后发布《电动飞机发展白皮书2019》和《新能源飞行器发展展望2022》，为我国绿色航空产业转型升级提供方向指引。承接过往研究基础，我们又一次在珠海航展现场隆重推出《新能源飞行器发展白皮书（2024）》，与社会各界共享研究成果，共谋新能源航空产业的未来。
《白皮书》以国家双碳目标和航空强国使命为指导思想，聚焦低空经济新质生产力，深入探讨我国发展新能源飞行器的必要性和紧迫性，制定新能源飞行器发展路线图。《白皮书》根据我国未来航空产业减碳需求和历史数据，提出我国航空运输业减碳路线图，并分析了制造端、能源端和运营端的任务分工。其中，新能源飞行器的大规模应用以及电、氢等能源的绿色生产可以贡献71%的航空减碳指标。
2024-2060年我国航空运输业碳排放预测和减排路线图
《白皮书》给出了新能源飞行器的定义和分类。新能源飞行器是以实现未来零碳排放飞行为目标，使用电能或氢能等新型能源来减少航空运输业对污染大的化石能源依赖的绿色航空技术新型飞行器。《白皮书》按照构型和能源形式的不同对新能源飞行器进行了分类，包括固定翼飞机、旋翼飞行器、浮空器等构型，以及电能、氢/氨能和可持续航空燃料等能源形式。
按照能量和动力来源的新能源飞行器分类
《白皮书》站在行业顶层的视角对未来5到10年我国新能源飞行器的发展进行了研究，分析了储能电池、氢燃料电池、氢涡轮和可持续航空燃料四种新能源技术方案的优劣势和最佳适用区间, 评估了低空经济和民航运输应用场景对新能源飞行器的技术能力需求, 预测了新能源飞行器关键技术的未来发展趋势, 提出了一型氢燃料电池支线飞机概念设计。
新能源飞行器发展研究框架
综合考虑飞机性能指标、技术成熟度、市场需求、产业链发展、使用成本等因素，《白皮书》对比了锂电池、氢燃料电池、氢涡轮发动机和可持续航空燃料四种能源动力方案，得到不同乘客数和航程的新能源飞行器能源动力优势区间。20座以下的eVTOL飞行器、新能源通航飞机可以采用储能电池或氢燃料电池方案，20到100座的支线飞机以氢燃料电池为主，100座以上的干线飞机则更适用于氢涡轮发动机，可持续航空燃料的适用区间最广泛。
不同乘客数（载荷）和航程的新能源飞行器
能源动力方案优势区间
白皮书对未来我国新能源飞行器的阶段性技术发展指标和技术路径进行了预测分析，时间跨度从2025年到2035年。技术预测的范围包括：①飞行器本体技术（eVTOL、无人机等低空飞行器，以及干支线商用飞机）；②能源系统技术（储能电池和燃料电池）；③动力系统技术（电动机和氢涡轮发动机）。
2025-2035年我国新能源飞行器技术发展预测（部分）
《白皮书》提出一种氢燃料电池支线飞机概念设计，使用液氢存储罐+氢燃料电池+锂电池+电动机的动力方案。与常规的航空煤油动力飞机相比，采用氢-锂混合供电的氢燃料电池支线飞机理论航程降幅为31.9%到43.3%，载客量降幅为13.3%到26.7%，商载减少8.7%，能效提升5.1%，运营成本增加46.9%，碳排放减少87.5%。尽管“氢能1号”支线飞机在商载和航程方面无法与常规动力飞机相媲美，其仍可以满足大部分国内支线航线的使用需求，而且在能量利用效率、碳排放等方面具有较大的优势。同时，随着氢燃料生产使用成本的降低和新技术新构型的应用，氢动力飞机的性能劣势将逐渐缩小。
氢燃料电池支线飞机概念设计与性能分析结果
《白皮书》认为，我国新能源航空产业应强化顶层战略规划研究和方向指引，加强自主创新研发和多路并举，推动低空经济产业化发展，紧抓航空绿色能源变革新机遇，积极参与新能源航空全球市场，争取新能源航空国际话语权，通过多种方式推动新能源航空产业高质量快速发展。
我国新能源飞行器发展措施
《白皮书》是我国新能源飞行器快速发展的阶段性成果汇总，同时也是响应国家双碳战略的有力抓手，以及培育低空经济新质生产力的重要支撑。《白皮书》对找准我国新能源飞行器未来发展方向，评估市场发展潜力具有引领和促进作用。相信在行业内外的共同努力下，我国的新能源飞行器产业将走上发展快车道，为实现民机产业高质量发展和“换道超车”贡献力量。
来源 | 民机战略观察
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