綠色航空邁出新步伐
中國在永續航空技術領域取得重大突破，首具兆瓦級液氫發動機成功完成全套地面測試。由中國航空發動機集團有限公司（AECC）自主研發的AEP100渦輪螺旋槳發動機，為透過零排放推進系統降低航空運輸碳排放邁出重要一步，未來有望消除短程航班的碳排放。這項里程碑是中國液氫發動機首度在兆瓦級達到完整性能標準，顯示氫能航空正從理論概念走向工程實踐，並可立即應用於區域型飛機的研發。測試在中國中部湖南省株洲市的中國航空發動機集團湖南航空動力機械研究所進行，驗證發動機在不同功率設定和運行條件下，使用低溫氫燃料穩定運轉的能力。這項成果讓中國躋身探索氫能作為降低航空業大量碳足跡可行途徑的全球航太強權之列，同時建立先進推進技術的國內研發能力。這項技術未來可能為中程航線上的區域型飛機提供動力，連接次級城市與偏遠地區，無須依賴進口化石燃料。
AEP100測試過程
近期測試包括一系列完整的點火試驗，以及在受控地面條件下進行的性能調整測試。工程師在多種功率設定下監測渦輪螺旋槳發動機，評估其運轉時的渦輪溫度、振動程度和壓力穩定性；液氫則透過整合式供應與控制系統輸送。整個測試過程中，包括在較高功率下長時間運轉時，發動機及液氫輸送系統的各項指標都維持在正常範圍內。AEP100平台是為區域航空用途設計，達成穩定燃燒，並展現因應快速油門變化等瞬態操作的能力。這類動態負載變化對從短跑道起降或在山區飛行的區域型飛機至關重要，因為發動機必須迅速回應功率需求的變化。這次成功驗證發動機的性能範圍，為液氫渦輪動力從實驗階段邁向實際工程應用奠定技術基礎，填補中國航空推進能力先前的一大缺口，也為未來飛機研發計畫開啟新的可能。
低溫燃料工程設計
要讓渦輪螺旋槳發動機改用液氫，必須進行大量工程改造，遠超過傳統煤油引擎所需的調整。氫的單位質量能量含量高，但其體積能量密度低，且具有低溫特性，帶來獨特挑戰；氫必須在約攝氏零下253度的環境中儲存。AEP100氫燃料型號採用專用的低溫儲存與供應系統，在嚴格控制的壓力與溫度條件下向發動機供油，並配備先進隔熱設計、重新設計的燃料管線，以及用於防止洩漏、管理低溫液體升溫時自然產生的蒸發氣體的安全系統。燃燒硬體也須經過特別調校，以因應氫氣火焰傳播速度快、可燃範圍廣的特性，同時維持穩定運轉並控制氫氣高溫燃燒可能增加的氮氧化物排放。要將這些低溫系統整合至渦輪螺旋槳發動機的動態運轉需求中，必須精準配合液氫供應系統與發動機負載的快速變化，避免在飛行關鍵階段發生熄火或燃燒不穩。此外，機體整合也面臨不同挑戰：若要達到與傳統航空燃油相同的航程，氫需要大得多的機載儲槽。因此，未來搭載這款動力系統的飛機設計可能需要創新的機身或機翼儲槽配置，徹底改變現有煤油動力區域型飛機的構型。
帶動兆元產業鏈
除了技術成果，這項測試的成功也對中國能源轉型戰略和產業規劃帶來更廣泛的經濟影響。液氫航空技術的發展預期將帶動完整產業鏈，規模可能達一兆元人民幣，涵蓋綠氫生產設施、氫氣液化廠、低溫儲存與運輸基礎設施，以及商業營運所需的專用機場加氫系統。這個產業生態系符合中國將氫能列為減少全國碳排放關鍵產業的戰略定位；氫能的應用也將延伸至重工業、長途貨運和發電等尋求化石燃料替代方案的領域。這項進展推動高階設備製造和新材料研發的跨領域創新，讓航太科技突破為多個領域的戰略性新興產業帶來成長動能。中國是全球最大的電解槽生產國，電解槽用於綠氫生產；其氫能航空推進技術的進展，鞏固了中國在全球潔淨能源市場的地位，同時也可能引起國際競爭者更多關注，促使各方尋求維持自身在永續航空技術市場的地位。政府的能源轉型策略日益將氫能視為長期減碳的關鍵，使航空業成為這些更廣泛產業抱負的鮮明試驗場，串連研究實驗室與商業製造能力。
全球氫能航空競賽
中國的這項成果加入日益激烈的全球競爭，各大航太製造商正競相開發可用於未來商用飛機的氫能推進系統。歐洲航空業巨擘空中巴士持續推進ZEROe氫燃料電池飛機概念；美國與歐洲多家公司也同步測試使用氣態或液態氫混合燃料的渦輪風扇和渦輪螺旋槳發動機，以判斷不同機型的最佳配置。中國計畫為這項國際努力增添一支重要新秀，不同工程方法與燃料系統設計的平行試驗，可能加快整體技術成熟。相較於須為跨洲飛行攜帶大量燃料的長程客機，航程較短、功率需求較低的區域與短程飛機，最可能率先採用氫能。AEP100屬於兆瓦級渦輪螺旋槳發動機，正好符合這類需求，有望在連接次級城市的零排放區域型飛機新興市場中，與西方產品競爭。不過，貿易政策及技術轉移相關的國際緊張局勢等地緣政治因素，可能影響這些技術在全球市場的普及速度，也可能左右各國是建立戰略夥伴關係、加速氫能推進技術發展，還是築起保護屏障，避免這個戰略產業受到外國競爭。
商業可行性仍待驗證
儘管地面測試達成技術里程碑，業界專家提醒，液氫航空發動機在全球仍處於探索階段，商業客運應用在多個方面仍面臨重大障礙。《航太知識》雜誌總編輯、常駐北京的王亞男指出，目前設備壽命、能量密度、儲存成本和安全標準等方面的限制，使液氫發動機無法立即用於商業航空；而商業航空對可靠性和經濟效益要求極高。
液氫航空發動機目前在全球仍處於探索階段。受設備壽命、能量密度、儲存成本和安全性等限制，短期內不太可能用於商業客機。
王亞男進一步說明，新技術若要取代現有航空發動機系統，必須同時符合兩項核心條件：真正實現減碳，並確保成本、性能、安全與可靠性不低於現行傳統航空燃油系統的水準。初期應用較可能聚焦於研究計畫和特定航空領域，而非定期客運服務，因為後者的容錯空間極小。至於新興低空應用，例如都市空中交通或無人貨運系統，仍須進一步驗證可行性，才能評估是否適合安全且具經濟效益地大規模部署。液氫發動機雖具明確減碳潛力，但成本、性能、安全和可靠性方面的挑戰交織，意味著它尚未準備好取代主流商業航空使用的傳統燃料。
從測試台走向區域航線
AEP100氫燃料型號的研發路線圖規劃分階段導入：先用於無人航空物流平台和區域航空服務，之後再逐步拓展至航程更長的主線商業航線。這種漸進方式能為關鍵基礎設施爭取發展時間，包括機場低溫儲槽、全新的燃料處理流程，以及商用航空設施日常操作液氫所需的更新版安全規範。下一階段將著重於延長耐久運轉測試、詳細評估可靠性，以及改良發動機控制軟體，使其能應對更廣泛的操作情境，之後才會進入飛行測試或適航認證程序。對旅客和航空業而言，這次地面測試雖離實際應用還有一段距離，卻是邁向更安靜、零排放區域航班的具體一步；這類航班可能連接航程約數百至一千公里的中型城市，大幅減少短程航空旅行的碳足跡。永續航空燃料可透過直接替代現有機隊燃料，較快減少排放；AEP100氫燃料型號等氫能技術則代表可能出現的第二波轉型，有望在2030和2040年代重塑飛機設計與航線規劃，但前提是透過持續工程研發及航空生態系的大量基礎設施投資，克服尚存的技術與經濟障礙。
重點摘要
- AEP100渦輪螺旋槳發動機在中國航空發動機集團株洲設施完成中國首具兆瓦級液氫發動機地面測試，並達到完整性能標準
- 測試驗證發動機在完整測試條件下穩定運轉，液氫輸送系統在點火和調整測試期間的性能指標也都維持正常
- 液氫可實現零排放，但須在攝氏零下253度的低溫下儲存，並需透過專門工程設計因應其火焰傳播速度快、體積能量密度低的特性
- 這項技術預期將先用於無人航空物流和區域航空，並可能帶動涵蓋綠氫生產與加氫基礎設施、規模達一兆元人民幣的產業鏈
- 專家提醒，由於儲存成本、安全認證、設備壽命和能量密度等方面仍有挑戰，與傳統航空燃油相比，商業客運應用仍相當遙遠
- 隨著空中巴士和西方製造商同步推進氫能航空計畫，全球競爭日趨激烈，AEP100也進入新興的零排放區域型飛機市場
