文 | 呂雅寧

編輯 | 蘇建勛

【資料圖】

當(dāng)電動(dòng)汽車已全面融入日常生活，電動(dòng)飛機(jī)還會(huì)遠(yuǎn)嗎？

寧德時(shí)代這次又出手了，正加速進(jìn)入航空領(lǐng)域。

根據(jù)愛企查信息顯示，7 月 19 日，商飛時(shí)代（上海）航空有限公司成立，注冊資本為 6 億元，由寧德時(shí)代、中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司（下稱中國商飛）、上海交大企業(yè)發(fā)展集團(tuán)有限公司共同持股。

新公司的經(jīng)營范圍包含：民用航空器零部件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、民用航空器（發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳）生產(chǎn)、航空運(yùn)營支持服務(wù)、電池銷售等。

這是寧德時(shí)代 " 下海造船 " 后的又一次跨界嘗試。2022 年 11 月，寧德時(shí)代注冊成立了全資子公司寧德時(shí)代電船科技有限公司（CAEV），正式入局電動(dòng)船舶。

如今切入航空領(lǐng)域，" 寧王 " 的野心已全面拓展至海陸空。但無論 " 上天 " 還是 " 下海 "，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依然是一切問題的核心，寧德時(shí)代則對(duì)其電池技術(shù)充滿底氣。

在今年 4 月的上海車展上，寧德時(shí)代發(fā)布了一款全新超高能量密度電池——凝聚態(tài)電池，其單體能量密度高達(dá) 500Wh/kg，并表示這款電池正在進(jìn)行民用電動(dòng)載人飛機(jī)項(xiàng)目的合作開發(fā)。

" 新能源電池的應(yīng)用范圍很廣闊，包括天上飛的、水里游的、地上跑的和不跑的（儲(chǔ)能）都將電動(dòng)化，市場空間很大，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能一定是稀缺的。" 寧德時(shí)代董事長曾毓群在今年 3 月的公司業(yè)績說明會(huì)上表示。

此次與寧德時(shí)代建立合作的中國商飛，也是電動(dòng)航空的老玩家。2019 年，商飛研制的新能源驗(yàn)證機(jī) " 靈雀 H" 試飛成功，飛機(jī)采用氫燃料和電為主的混合動(dòng)力技術(shù)。寧德時(shí)代與中國商飛強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，有望讓電動(dòng)航空時(shí)代更近一步。

"交通電動(dòng)化的上半場是汽車，下半場則是航空電動(dòng)化。" 一位投資人向 36 碳表示。

不過電動(dòng)航空之路，并沒有想象中那么簡單。

電動(dòng)航空時(shí)代，對(duì)電池要求更高了

電動(dòng)航空不是新概念。隨著電動(dòng)汽車的普及，搭乘電動(dòng)飛機(jī)成為下一步目標(biāo)。

和電動(dòng)汽車類似，電池能量密度是依然是電動(dòng)航空領(lǐng)域的核心因素，將直接影響飛機(jī)的續(xù)航時(shí)間。

但當(dāng)前市面上量產(chǎn)的電池能量密度，還不能滿足長時(shí)間飛行的需求。

已有不少研究表明，在相同續(xù)航下，純電動(dòng)飛機(jī)的電池容量將顯著高于路面純電動(dòng)汽車。飛機(jī)作為最復(fù)雜的交通工具之一，電動(dòng)化的難題更隨之升維。

" 地面交通主要是 2D 的運(yùn)動(dòng)，所有的活動(dòng)都發(fā)生在一個(gè)平面上，對(duì)汽車本身的重量要求相對(duì)寬松。而飛機(jī)則是把 2D 轉(zhuǎn)換為 3D，更需要克服重力的影響，因此飛機(jī)載重是影響飛行安全的重要因素，這對(duì)電池重量提出更高要求。" 長期關(guān)注電動(dòng)航空領(lǐng)域的華控基金向 36 碳表示。

目前市面上的電池能量密度在 200Wh/kg 左右，而技術(shù)框架下的能量密度極限，也僅為 300Wh/kg 左右。如果要真正實(shí)現(xiàn)電動(dòng)航空的商業(yè)化，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

今年 4 月，寧德時(shí)代發(fā)布的凝聚態(tài)電池，其能量密度可達(dá)到 500Wh/kg，并宣稱公司預(yù)計(jì)在今年內(nèi)具備量產(chǎn)能力，這為其布局電動(dòng)航空領(lǐng)域創(chuàng)造技術(shù)條件。

寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱表示，目前市場上可用的電池，根本無法儲(chǔ)存足夠的能量，以抵消給任何飛機(jī)增加的重量，但凝聚態(tài)電池的能量密度或?qū)⒐タ诉@一難題。

今年 4 月，寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池。圖源：寧德時(shí)代

安全性更是電動(dòng)航空的一大難題。

很多人都熟知，坐飛機(jī)時(shí)嚴(yán)禁托運(yùn)鋰電池，這和鋰電池本身的安全性能有所關(guān)聯(lián)，當(dāng)行李發(fā)生顛簸或碰撞時(shí)，可能導(dǎo)致鋰電池短路、發(fā)熱甚至起火。

因此，當(dāng)電池技術(shù)在電動(dòng)航空領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，電池安全性更成為一大核心要素。

電動(dòng)飛機(jī)在復(fù)雜的高空環(huán)境中還將直面溫度、惡劣天氣等影響，若出現(xiàn)電池故障，后果則不堪設(shè)想。

對(duì)于安全問題，寧德時(shí)代顯然也做足準(zhǔn)備。根據(jù)官方介紹，凝聚態(tài)電池使用了高動(dòng)力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì)、高比能正極，新型負(fù)極和電池隔膜。

真鋰研究創(chuàng)始人、總裁墨柯向 36 碳表示，電解液直接影響電池的循環(huán)壽命和安全性。傳統(tǒng)鋰離子電池采用液態(tài)電解液，一旦泄漏或?qū)?dǎo)致大范圍短路，甚至電池燃燒、爆炸。寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池的電解液呈現(xiàn)半固態(tài)化的膠質(zhì)狀態(tài)，其安全穩(wěn)定性比普通電解液更強(qiáng)。

雖然電動(dòng)航空與電動(dòng)汽車的邏輯相似，但不能簡單對(duì)標(biāo)。既要滿足電池更輕的重量，又要滿足更高的能量密度，以及對(duì)電池安全性能的更高要求，這些 " 既要又要 " 的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)給電動(dòng)航空的進(jìn)程不斷增加難度。

如今，大中型飛機(jī)的用電量需求仍在不斷提升，其中不僅包含飛機(jī)控制系統(tǒng)、加熱 / 防冰系統(tǒng)，以及更多兼顧舒適性和實(shí)用性機(jī)上設(shè)備，都從各個(gè)方面提升了飛機(jī)的用電需求。

墨柯談到，電池廠家入局電動(dòng)航空領(lǐng)域一般遵循從易到難的邏輯，寧德時(shí)代有可能先從輔助動(dòng)力裝置出發(fā)，再向驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置拓展。

2022 年 9 月 27 日，全球首架全電動(dòng)客機(jī) Alice 試飛成功，由以色列飛機(jī)制造商 Eviation 制造。圖源：視覺中國

" 電動(dòng)空中的士 "，離我們還有多遠(yuǎn)？

" 飛天 " 這件事，人類的夢想從未停止過。

特斯拉 CEO 馬斯克也將目光投向天空，他曾表示電動(dòng)飛機(jī)是自己未來關(guān)注的方向，特斯拉將有可能在 5 年內(nèi)推出電動(dòng)飛機(jī)。

但就目前而言，全球的電動(dòng)飛機(jī)技術(shù)應(yīng)用均處于起步階段。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，電動(dòng)飛機(jī)的一大問題在于續(xù)航，聚焦中短途飛行場景的eVTOL，有望成為電動(dòng)航空領(lǐng)域最先實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行的航空器，在未來城市交通領(lǐng)域占得一席之地。

eVTOL 全稱是 Electric Vertical Takeoff and Landing，即電動(dòng)垂直起降飛行器，可以通俗理解為電動(dòng)化且不需要跑道就可垂直起降的飛機(jī)，主要面向低空領(lǐng)域。eVTOL 不僅綠色環(huán)保，還可利用低空領(lǐng)域緩解城市交通堵塞問題。

在這種技術(shù)條件下，" 打飛的通勤 " 或?qū)⒂谐蝗粘蔀樾碌某鲂羞x擇。

2016 年，全球共享出行巨頭 Uber 提出 "Uber Elevate" 城市空中出租車計(jì)劃，一時(shí)間引發(fā) eVTOL 的全球關(guān)注熱潮。近兩年隨著技術(shù)不斷成熟，eVTOL 已成為全球資本追逐的一大新風(fēng)口。

華控基金向 36 碳表示，目前市面上的電動(dòng)飛行器，可以根據(jù)體積、重量大小大致分成三類：

第一類是小型化無人機(jī)，例如大疆、工業(yè)無人機(jī)等產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)得到普及；

第二階段是構(gòu)型在一至三噸的飛行器，如今海內(nèi)外已經(jīng)有專注于此賽道的初創(chuàng)企業(yè)，海外公司例如 Volocopter、Joby、Archer 等，國內(nèi)也有沃飛長空、峰飛航空等新玩家不斷涌現(xiàn)；

第三類是大家更為熟知的，以民航飛機(jī)為例的幾十噸以上的大型飛機(jī)，當(dāng)前仍處于起步階段。如果要全面走向電動(dòng)航空時(shí)代，即達(dá)到民航領(lǐng)域的全面應(yīng)用，至少要到 2040 年之后。

吉利集團(tuán)旗下的沃飛長空，聚焦 eVTOL 飛行器研發(fā)。圖源：沃飛長空

在適用場景方面，機(jī)場接駁、旅游觀光、城際交通等短途場景將成為 eVTOL 最先占領(lǐng)的市場。相比傳統(tǒng)直升機(jī)或通航固定翼飛機(jī)，它們很容易受到起降場地、噪音、使用維護(hù)成本等限制，不利于其大眾化普及，而 eVTOL 的出現(xiàn)則有可能改變這一局面。

從乘坐體驗(yàn)感來看，電動(dòng)飛機(jī)沒有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，會(huì)比傳統(tǒng)飛機(jī)安靜很多。在 100 米至 200 米的高空，eVTOL 的音量約為 40 分貝左右，這也使其更適合在城市地區(qū)應(yīng)用。

在 eVTOL 的發(fā)展早期階段，由于很多城市的商業(yè)樓宇都具備直升機(jī)停機(jī)坪，二者可以實(shí)現(xiàn)通用，短期內(nèi)可以滿足電動(dòng)航空的使用需求。

伴隨電動(dòng)航空的進(jìn)一步發(fā)展，未來市場對(duì)于充電設(shè)備數(shù)量、起降場地密度及大小等方面的需求會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)，與之匹配的管理政策也需要補(bǔ)足。

"作為最先可能被商業(yè)化的 eVTOL，當(dāng)前依舊沒有一個(gè)明確的管理歸屬單位。由于涉及民航空域管理與低空交通管理，究竟是歸民航局，還是歸交通局管轄，目前還暫無定論，這也是未來需要填補(bǔ)的政策空白。" 華控基金的一位投資人談到。

據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)，每年航空業(yè)產(chǎn)生的碳排放約占全球碳排放總量的 3%，約為 10 億噸二氧化碳當(dāng)量。國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)已提出航空業(yè)在 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)，讓航空業(yè)碳減排在全球范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注。

在航空碳減排領(lǐng)域，除純電動(dòng)飛機(jī)之外，業(yè)內(nèi)討論較多的還有混合動(dòng)力電池、氫燃料電池、可持續(xù)航空燃料等，不同技術(shù)路線在產(chǎn)能、技術(shù)、原料供給和成本等方面也都存在各自特點(diǎn)以及待解的難題。

雖然航空業(yè)的碳減排方案已經(jīng)全面開花，但若要走向一個(gè)全面電動(dòng)化、清潔化的航空時(shí)代，還有很長的一段路要走。

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