#碳中和  #清洁能源  #空中移动出行工具  #技术服务于人

航空业的二氧化碳减排是一项课题。与地面移动出行工具相比，电动化难度较大的飞机要想实现碳中和，除了机体和动力单元（PU）的技术创新外，燃料和运用的进一步升级也非常重要。致力于发展Honda Jet和Honda eVTOL（电动垂直起降飞机）等空中移动出行工具的Honda也在研究各种新技术。

其中备受期待的便是被称为“SAF*”的可持续航空燃料。本文采访了4位以空中碳中和为目标开展研发的工程师。

*Sustainable Aviation Fuel：可持续航空燃料

本田技术研究所 先进动力单元·能源研究所 先进能源研究 Chief Engineer

2004年加入Honda。从事四轮柴油发动机的开发工作多年，在成立先进动力单元·能源研究所的同时，踏上了燃料研究之路。还成立了一个内部志愿者工作组，讨论航天领域燃料的理想状态。

本田技术研究所 先进动力单元·能源研究所 燃气轮机开发室 Assistant Chief Engineer

2019年加入Honda。从事航空用燃气涡轮发动机的制造和维修相关的研发工作。与此同时，还参加工作组，并开始与SAF有关的活动。之前的工作是在国内重工制造商开发机体组装技术等。

本田技术研究所 先进动力单元·能源研究所 先进能源研究 Assistant Chief Engineer

2004年加入Honda。在四轮事业本部的研究所（现四轮事业本部制造中心）负责柴油发动机和汽油发动机的尾气净化催化剂的研发。并且研究开发利用二氧化碳和氢转化为SAF的催化材料技术。

本田技术研究所 先进动力单元·能源研究所 燃气轮机开发室 Assistant Chief Engineer

2006年加入Honda。从事燃气涡轮发动机的开发，包括航空发动机“HF120”开发过程中的空气动力技术开发和软件验证等。目前正在进行下一代动力单元“燃气轮机混合动力系统”的初期研讨和性能确认。

Honda的SAF研究从三个角度着手

——请谈一谈Honda的SAF研究。为什么要开展这项研究呢？

安田：乘坐飞机出行对环境的负担很大，因此在航天领域实现碳中和的措施备受关注。我认为，随着对航空公司监管的加强，在小型商务喷气式飞机等领域也需要加快脱碳的步伐，从整个行业的角度努力减少二氧化碳排放。

Honda在摩托车和汽车等地面移动出行工具领域，通过电动化和利用氢能源推进脱碳，而在难以实现电动化的航天领域，Honda力争通过其他方法实现碳中和。我认为，在航天领域有两个重要的任务——“提高动力单元的效率”和“研发SAF”。

安田在Honda主管SAF的研究

安田：我们是开发和制造飞机的，所以我们的基本任务是致力于机身和动力单元的技术升级，在这两个方面，我们都在进行提高燃油经济性的技术开发。但是，单凭这样无法实现二氧化碳的零排放，所以SAF等环境技术也变得越来越重要。

SAF是通过与现有喷气燃料混合或将其取代的下一代燃料，与使用化石燃料相比，有望减少二氧化碳排放量。2020年先进动力单元·能源研究所（HGPU）成立，航空燃气轮机（GT）开发部门和能源研究部门被划归为同一组织，自那以后公司内部对SAF的讨论越来越热烈。

在此期间，我们成立了一个跨部门的内部志愿者工作组，讨论航天领域燃料的理想状态，并从“制定规则”“使用”和“制造”三个角度开展了SAF相关活动。

从“制定规则”“使用”和“制造”三个角度推进SAF的研究

——请分别谈一谈“制定规则”“使用”和“制造”这三个方面。

石丸：首先是“制定规则”。飞机会在世界各地的机场加油，所以航空燃料有一个标准，也就是规则。新开发的SAF也一样，用作航空燃料时要实现标准化。美国材料与试验协会（ASTM）将在由美国联邦航空管理局（FAA）以及机体・发动机制造商（OEM）组成的“FAA/OEM Review Panel”的审查中获得批准后作为标准进行制定。

Honda也于2022年6月加入“FAA/OEM Review Panel”，支持制定新燃料的规则，并为确保SAF的安全性和推进SAF的普及做出贡献。

石丸负责制定规则的核心工作

――Honda是如何加入该组织的呢？

石丸：首先是我个人发起的挑战。当我知道有这个评估组织的时候，我认为Honda也应当加入进去。

Honda经营机身和发动机，可以在整个过程中顺利地测试和评估新的SAF，同时也可以将在这一过程中积累的经验应用于SAF的研究和发动机的开发。我认为越早加入越好，于是自作主张联系了相关组织，请他们介绍FAA的领导人。直接沟通之后对方当即欣然接受，我们就这样顺利地加入了

前几天我还首次参加了在佛罗里达举行的会议。与会者的知识渊博自不必说，令我深受感动的是他们的态度，他们不是为了自己的利益而行动，而是从整个行业的角度认真思考如何制定能够为可持续发展做出贡献的规则。虽然Honda能做出的贡献还在将来，但能够参与到这项活动中，我感到很自豪。

石丸（左）说：“因为FAA已经允许我们参加，所以公司内部的批准也很顺利。”

——下面请谈一谈“使用”的情况。

安田：作为SAF的使用方，我们需要确认机体和发动机是否能够适应新的SAF，在使用过程中是否会产生问题。

石丸：我们发现在经过认证的SAF中，有几种直接加注到最近的发动机中也是没有问题的。日前，Honda在与通用电气公司（GE）联合进行的HF120涡轮风扇发动机的测试中证实，即使100％使用SAF也能达到不亚于普通喷气燃料的性能。

100％使用SAF的航空发动机“HF120”试验成功

——说到Honda就不得不提动力单元。这项技术将会进一步发挥作用吧。

中野：“燃气轮机混合动力系统（GT-Hybrid）”也开始测试SAF的使用情况，该系统是燃气轮机发电机和电池的混合动力单元，有望安装在Honda eVTOL上。我们的目标是通过高性能的燃气涡轮发动机配合发电机和电池来降低燃料消耗，再通过SAF的加持，进一步减少二氧化碳的排放。

中野从初期开始就参与了GT-Hybrid的开发

Honda eVTOL是一款电动垂直起降飞机，与传统的空中移动出行工具相比，它的安全性、便利性、静谧性更好，让空中移动出行变得触手可及

中野：为了实现空中碳中和，应当通过提高动力单元本身的环保性能来减少二氧化碳排放，并在此基础上利用SAF。

石丸：我们还在改造研发HF120的和光研究所的设备，以便从现有的喷气燃料轻松地切换到SAF。今后，如果能够将用于研究的部分燃料改为SAF，那么即使在研究开发的现场，也可以有助于减少二氧化碳的排放，还可以加快研究的进度。

Honda自主研发并不断升级的历代航空发动机。右侧前方是现在的“HF120”

“GT-Hybrid的燃气轮机发电机”的实物模型。左图：左侧为燃气轮机，右侧为发电机

Honda“制造”下一代SAF

——关于第三点“制造”，Honda研究的SAF是一种什么样的物质？

安田：它是由二氧化碳和氢产生的合成燃料（e-fuel）。SAF一般是由植物、废弃物等制造的生物燃料，但地球上没有足够的生物资源让所有航空燃料都变为SAF。在东南亚为了生产棕榈油，热带森林被砍伐成为了一个问题。生物资源是有限的，因此我们希望实现的是e-fuel。

山本介绍正在开发的e-fuel

山本：我正在研究开发合成燃料所需的催化剂。这项工作有两个重点。

第一个重点是，如何减少二氧化碳的转化损耗。作为材料投入的二氧化碳需要毫无保留地产生反应，并且高效地转化为燃料。

第二个重点是，它能有多接近喷气燃料的组成。包括SAF在内的喷气燃料主要由碳氢化合物组成，碳氢化合物的碳数在8-16左右，e-fuel也要实现相同的碳数。我们正在研究的催化剂是为了将二氧化碳与氢相结合，使碳数为1的二氧化碳接近喷气燃料的组成。如何将这种催化剂投入实际应用是一项很大的挑战。

左侧是e-fuel，右侧两个是正在研究的催化剂

——实现e-fuel的研究进展顺利吗？

山本：各种各样的制作方法不断地被研发，包括将二氧化碳加工成其他气体或液体后再转换成e-fuel等，但像我们这样直接将二氧化碳合成e-fuel的做法还比较少，因为这种做法虽然损耗少，但技术难度较大。

我原本从事的是汽车尾气净化催化剂的研究，通过这项研究积累的知识帮助我找到了这种催化剂。

现在的部门中有在F1从事燃料开发的成员，同组也有研究直接空气碳捕获（DAC）技术*的团队。更有像石丸先生这样直接从一线获取燃料认证过程知识的人。可以说我们是通过发挥Honda的综合实力推动SAF的开发。Honda在世界多地销售了各种产品，不仅拥有丰富的燃料使用经验还有许多可靠的伙伴，这让研究人员心里非常有底气。

*Direct Air Capture：直接从大气中回收二氧化碳的技术

将黑色e-fuel进行提纯处理，可以产生SAF等燃料

为了在未来依然能够享受移动出行的喜悦

——每一位工程师都满怀热情地投入工作，就是Honda不忘初心的意义吧。最后关于空中碳中和的措施，请谈一谈各自的想法。

山本：我回想过自己小时候是否有这么多极端天气。二氧化碳浓度和极端天气的直接关联性至今仍在讨论中，但不管如何，我不想让肩负未来的孩子们来还这笔债。我将以此为动力，专注于每日的研究工作，为碳中和做出贡献。

中野：要实现自由移动出行的喜悦，必须兼顾“碳中和”和“扩大移动出行的可能性”。这是一个相互矛盾的难题，但我认为应该从力所能及的事情开始逐步采取行动。现有的燃气轮机等内燃机是非常适合空中移动出行的技术。不能因为排放二氧化碳就否定它，甚至放弃它，而是应该在使用方法和燃料等方面下功夫，实现清洁且愉快的移动出行。

通过聚集不同专业领域的研究人员，推动SAF的研究

石丸：Honda作为飞机和喷气发动机的制造商，致力于发展能够做出贡献的方法，包括通过技术减少燃料消耗，使用SAF，以及制造SAF等。虽然很多都还处于基础研究阶段，但Honda的研究立场很简单——“因为需要而做”，这是Honda了不起的地方。在Honda从事的研究中，我希望帮助孕育更多的可能性。

安田：与现在相比，以前汽车的尾气非常脏，对健康的危害非常大。但是，通过尾气净化技术等的升级，大幅度地提高了尾气的清洁度，为改善空气污染做出了贡献。只要有Honda的综合实力，同样的事情也可以在航天领域实现。虽然难度很大，但我希望通过技术的升级跨越障碍，让未来世界也能够乘坐飞机出行，享受飞行的乐趣。