2023 年 11 月 21日
- 在通往值得居住的地方的路上：德國航太中心和漢堡機場提出了在中型機場建造氫基礎設施的必要步驟。
- 以漢堡機場為例，概述了不斷增長的 H 2需求、儲存能力的發展以及地面交付路線。
- 重點：交通、航空、能源、氫能、氣候友善飛行
人員和貨物的流動對當今的城市產生重大影響。這種流動性的轉變提供了使城市及其交通樞紐更具吸引力、同時減少排放的機會。空氣品質提高，氣候受到保護。如果氣候友善出行概念在經濟上也具有吸引力，那麼這一切就成為可能。德國航空航天中心 (DLR) 正在研究合成燃料、電動車和氫等創新驅動概念的市場成長策略。作為VMo4Orte 計畫（宜居場所互聯交通）的一部分，德國航太中心與漢堡機場共同製定了在機場使用氫氣的路線圖，以便漢堡作為氫能之都的願景成為現實。
「為值得居住的地方提供互聯交通是 DLR 的重要指導原則。我們將氣候變遷、能源轉型和交通轉型背景下的挑戰視為契機，為城市地區及週邊地區開發解決方案。」DLR 能源與運輸主管 Meike Jipp 教授說。「我們與來自企業、市政當局和運輸公司的實際贊助商一起，開發車輛和移動概念的想法。機場是重要的樞紐，可以為交通系統轉型和打造值得居住的地方做出重大貢獻。”
漢堡機場可以在引入氫氣方面發揮先鋒作用。漢堡機場執行長 Michael Eggenschwiler：「我們希望航空業實現能源轉型。沒有辦法繞過氫。因此，我們已經參與了多個項目，這些項目將為轉向這種清潔能源做出重大貢獻。如果我們想要使用這項新技術，我們需要確保基礎設施已開發並在第一架飛機起飛時可供使用。這不僅需要機場和飛機開發商的意願，還需要政治家的意願——這是我們今天能夠共同製定必要路線的唯一途徑。”
氫氣引入需要良好協調的方法
引入氫氣需要採取系統性方法：必要的地面基礎設施、透過陸路輸送氫氣的概念、機場流程的調整以及飛機的技術開發是成功的重要先決條件。
現在提出的路線圖使用漢堡機場的範例來展示其如何運作。主題領域涵蓋從對氫氣的預期需求、氫氣供應的設計和從今天的角度預計的成本到實際方面，例如機場基礎設施的調整和機場流程的營運變化。
德國航太中心航空運輸研究所的預測表明，假設政治家和公司做出適當的決定，最早在下一個十年就可以使用氫推進來飛行第一條短途航線。到 2050 年，漢堡氫燃料飛機的起飛比例可能會上升至 60%。這將相當於漢堡機場每年 60,000 噸的氫氣需求，並相應大幅減少 2050 年的 CO 2排放量。
以現有配送路線及倉儲能力為先決條件
在最初幾年到 2040 年左右，可以假設氫氣將使用特殊罐車進行少量輸送。隨著需求的增加，透過管道連接進行補充供應將變得必要。如果沒有管道，到 2050 年平均每天需要約 40 輛卡車來為機場供應氫氣。在高峰日，數量明顯較多。
由於該系統的原因，通過管道輸送的氫氣必須是氣態形式。由於從長遠來看，飛機主要需要液態氫氣來補充燃料，因此需要額外的液化系統來滿足機場的高峰需求。除了需要額外的空間外，這樣的系統還需要大量投資，並且需要大量的再生電力才能運作。
漢堡機場環境主管 Jan Eike Blohme-Hardegen 表示：「未來所需氫氣的輸送和儲存需要在我們的機場建立全新的基礎設施。如果我們想盡快在航空領域建立氣候友善驅動力，我們現在就必須開始準備和建造這項基礎設施。」機場需要配備液態氫儲罐，以便提供三天左右的燃料緩衝——就像今天保留的傳統煤油一樣。這種低溫儲罐在世界範圍內仍然相當罕見，迄今為止主要發現於太空旅行中的火箭發射場。目前最大的儲槽位於美國太空總署肯尼迪航天中心。出於物理原因，儲存在球罐中是最有效的解決方案。例如，這樣的儲槽直徑為 34 米，容量約 400 噸，因此佔地面積約 900 平方米。到 2040 年，像漢堡這樣的機場可能需要如此大型的油箱，到 2050 年可能需要兩個這樣的油箱。
綠氫（即用再生能源生產的氫）的未來供應在很大程度上取決於再生能源的全球生產潛力以及由此產生的生產和運輸成本。氫的成本對需求有直接影響，航空業可能會與其他產業（尤其是能源密集型產業）競爭。
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(A) DLR 和漢堡機場聯合提出氫能路線圖
德國航太中心和漢堡機場共同提出了在中型機場引入氫氣的路線圖。左起：漢堡機場執行長 Michael Eggenschwiler、DLR 能源和運輸主管 Meike Jipp 教授、漢堡機場環境主管 Jan Eike Blohme-Hardegen。
(B) 中型機場引進氫氣路線圖
作為 VMo4ORTE 研究計畫的一部分，開發了一條路徑，以漢堡機場作為其他德國和歐洲中型機場的範例，概述了引入氫氣的情況。在最初幾年到 2040 年左右，可以假設氫氣將使用特殊罐車進行少量輸送。隨著需求的增加，到 2040 年代，透過管道連接進行補充供應將變得必要。由於該系統的原因，通過管道輸送的氫氣必須是氣態形式。由於從長遠來看，飛機主要需要液態氫氣來補充燃料，因此機場也需要液化系統。機場還需要液態氫儲存槽。