2024 年 10 月 16 日

 

• 世界上首次在使用 100% 合成費托合成燃料的渦輪螺旋槳飛機飛行中進行排放測量。
• 這些測量結果可作為基於電力的無芳烴航空燃料氣候評估的基礎。
• 電力燃料為減少未來航空業的CO 2足跡和凝結尾跡對氣候的影響提供了廣闊的前景。
• 重點：航空、氣候友善飛行、永續燃料

 

2024 年 10 月，德國航空航天中心 (DLR) 和飛機製造商德意志飛機公司將在全球首次使用 100% 合成無芳烴燃料的渦輪螺旋槳飛機進行測量飛行。 DLR Falcon 在 50 至 500 公尺的距離內測量 D328® UpLift 的排放量。其目的不僅是減少空中交通的CO 2足跡，還減少顆粒物排放和氣候變暖的尾跡，從而為氣候友善航空鋪平道路。奧伯普法芬霍芬機場已經進行了首次地面排放測量和四次使用 100% 合成燃料的研究飛行。計劃在 2024 年 10 月底前再進行六次研究飛行。

永續燃料將在未來的氣候友善航空中發揮重要作用，特別是廣泛生產的電力燃料。馬庫斯費雪 (Markus Fischer)，DLR 航空主管。 「這就是為什麼我特別高興的是，我們的新型研究飛機 D328 UpLift 在其渦輪螺旋槳發動機中使用這種不含芳香烴的合成燃料進行研究活動，這是世界上首次飛行。透過我們的“飛行實驗室”Falcon 20E，我們將引入 DLR 的傑出專業知識來直接測量飛行中的排放和由此產生的尾跡。

德國航太中心與美國太空總署和空中巴士公司先前進行的飛行測試已經表明，使用永續生物燃料可以減少煙塵顆粒、冰晶和凝結尾跡引起的全球暖化。 CLIM0ART（支線渦輪螺旋槳飛機中 0 種芳香族燃料的氣候影響驅動排放和尾跡測量）計畫目前正在研究是否可以使用合成無芳香族燃料來實現類似的效果。另一個目標是首次測量飛行中渦輪螺旋槳飛機的排放。與噴射機不同，沒有這方面的公開排放數據。需要這些數據作為對當前和未來區域機隊的氣候影響進行建模的參考。

營運長 Nico Neumann 表示：「CLIM0ART 計畫是我們優化飛機對環境影響的整體方法中的另一個難題，其目標是在我們正在開發的 D328eco 中盡快實施最新的氣候科學。」 ，德意志飛機公司。這項成就不僅突顯了合成燃料的潛力，也突顯了產業與研究機構之間合作的重要性。

D328® UpLift 研究飛機移交給 DLR 後，必須先準備好使用無芳烴燃料。更換了密封件，並對燃油系統和引擎進行了改造和測試，以使用無芳烴燃料進行操作。這些飛行是作為試飛進行的，因為使用 100% 合成無芳烴燃料尚未得到普遍認證。

 

乘坐排氣噴射

聯合研究航班從奧伯普法芬霍芬機場起飛。隨後，DLR 研究飛機 D328® UpLift 和 Falcon 20E 飛入為飛行測試預留的空域進行測量。 「在這裡，兩架飛機都會進行大約兩個小時的測量，在此期間，Falcon 飛入50 公尺外的廢氣噴射口，對D328® 的排放物進行採樣，或者，為了在更遠的距離進行顆粒測量，反覆潛入DLR 飛行運作負責人 Ingmar Mayerbuch 解釋。 “特別是近距離追擊對試飛員來說非常具有挑戰性，需要最大程度的集中註意力。”

「不含芳烴的生物燃料減少了煙灰顆粒的排放和凝結尾跡中冰晶的形成，這意味著它們的變暖效應較小，」該計畫的科學負責人、德國航太中心大氣物理研究所的Christiane Voigt教授說。 「我們現在正在研究合成燃料是否可以達到類似的結果。我們也對支線機隊中渦輪螺旋槳飛機的排放感興趣，我們可以將其用作未來創新驅動技術（例如氫驅動技術）的參考。

 

無芳烴燃料、煙灰、凝結尾跡和氣候影響干

飛機引擎排放煙灰顆粒，這有助於在低溫下凝結尾跡中形成冰晶。在潮濕的天氣條件下，凝結尾跡可能會持續並擴散幾個小時。在此期間，冰晶與地球的熱輻射相互作用。它們將熱輻射捕獲在大氣中，從而導致變暖。國際研究表明，航空中的非CO 2效應引起的暖化可能與航空誕生以來所有CO 2排放對氣候的影響相似。

燃料中的芳烴作為煙灰顆粒的前驅物發揮核心作用。芳香烴環比長鏈烴化合物結合得更牢固，因此芳香烴是燃燒過程中良好的煙灰前驅物。 DLR 測量表明，使用 50% 和 100% 生物基燃料可減少煙灰和冰顆粒。這可以將凝結尾跡引起的熱量減少 15% 至 40%。

合成電力燃料（Power-to-Liquid，PtL）是可持續航空燃料（SAF）的變體。與農作物生物燃料不同，PtL 燃料有可能將空中交通的 CO 2足跡減少高達 95%，而且不會干擾營養鏈。未來，合成 PtL 燃料將利用再生能源由 CO 2和水生產。 UpLift 使用的燃料是 100% 無芳烴的費托合成石蠟煤油 (FT-SPK)，在化學和製程技術上等同於未來可用的 PtL（PtL 代理）。燃料由沙索提供。 DLR 已開始著手測試未來 PtL 燃料的工業生產。 2024年10月初，電製液體燃料（TPP）技術平台建置在洛伊納舉行奠基儀式。

 

[照片]

(A) 氣候友善航空研究飛行

DLR 研究飛機 D328® UpLift 和 Falcon 20E 的聯合測量飛行在奧伯普法芬霍芬機場進行。

(B) 零芳烴

移交給 DLR 後，D328® UpLift 研究飛機必須由飛機製造商德意志飛機公司準備好使用無芳烴燃料運作。為此，更換了密封件，調整了燃油系統和發動機，然後進行了測試。

(C) DLR 研究飛機 D328® UpLift

D328® UpLift 被用作新燃料和未來創新航空技術（例如合成燃料或氫氣）的「飛行試驗台」。目前的飛行只是試飛，因為使用 100% 合成無芳烴燃料尚未得到普遍認證。

(D) 聯合測量飛行：UpLift 和 Falcon

2024 年 10 月，DLR 和德意志飛機公司將首次在全球範圍內進行測量飛行，以檢查使用 100% 合成燃料的渦輪螺旋槳飛機的排放情況。圖中，兩架飛機都停在位於上普法芬霍芬的 DLR 機庫前。