为了在激烈的全球竞争和产业加速变革背景下保持英国航空航天业的优势地位,英国政府于2014年通过航空航天增长伙伴关系(AerospaceGrowthPartnership,AGP)与工业界联合创建了航空航天技术研究所(ATI),负责制定并落实英国航空航天技术研发和投资战略。
为推进英国航空氢能技术的发展,ATI自2019年起就开始资助氢能飞机研究项目。在其2022年发布的“零碳飞行”(FlyZero)项目研究报告中,明确了绿色液氢是未来零碳飞行最为可行的燃料选项,给出了在2050年前氢动力支线飞机、窄体飞机和中型宽体飞机的设计概念并梳理了13项关键技术。2023年4月,英国商业和贸易部向ATI投资130万英镑启动氢能力网络(HCN)计划,以确定英国的氢能力研究差距并促进英国各地的利益相关者合作。HCN的目标是保障英国在零碳排放航空领域的长期战略优势,以实验基础设施、科研能力和人才技能为三个核心支柱推动航空氢能技术和产业的发展。经过一年的调研,ATI与来自英国的260多个利益相关方进行了交流并组织了系列研讨会,最终于2024年5月发布了首份英国液氢研究能力战略报告,明确了英国当前最亟需解决的问题并给出了下一步计划,确定了三大优先行动项。
1.测试基础设施:建立中型规模的氢能测试中心,提供所需的测试基础设施、液氢供应和专业知识,以满足英国航空测试需求。
分析与建议:基于对英国19个重要航空机构的调研,报告预测到2030年平均每季度的航空液氢测试需求量将达到11~12吨。为了提高效率并满足需求,HCN认为建立对英国本土机构开放的液氢测试中心是最优解决方式。经现场调研和走访,报告建议至少需要建立2个中心,选址推荐为:位于巴克斯(英国北部)的英国健康与安全执行局实验室和位于菲尔顿(英国南部)的空客工厂。
行动项:HCN将确保两个中心的建设和调试,并制定战略以支持未来十年的氢测试需求。该战略将明确更大规模的氢能测试、取证以及在代表性机场环境中开展演示验证的需求。其将考虑英国液氢的供应,并与政府共同探索建立一个价格激励机制。
2.技术研发:实施低温氢材料测试标准(CHyMES)的合作战略研究计划,推进产品设计和认证。
分析与建议:根据调研,行业反馈亟需推进低温材料测试标准化工作。标准和测试方法的研发是一个非竞争性领域,不仅将使整个英国供应链受益,更可加快技术的研发。为了使低温技术在2030年达到技术成熟度6,增加英国在该领域的专业知识并提供战略优势,使更大规模的测试成为可能,HCN设立了一个为期4年的合作战略研究计划——低温氢材料测试标准(CryogenicHydrogenMaterialsTestingStandards,CHyMES)项目。该项目将对低温氢相关材料的测试方法进行开发、验证和标准化,并向英国供应链共享研究数据和成果。
HCN还指出,低温氢领域研究需要一个总体战略,使科研工作与工业需求保持一致。通过组织工业界和学术界开展系列研讨,HCN确定的该领域战略研究课题如下:低温氢气流体热力学;低温氢(操作人员的)健康与安全;低温氢环境中的材料基本特性。
行动项:HCN将与英国国家物理实验室和其他高校一同继续推进CHyMES项目,并将发布一篇关于国际低温材料测试研究情况的报告。同时,HCN将就上述战略研究课题分别组织专家团队进行论证和分解,并与英国工程和自然科学研究委员会、英国研究与创新机构一同策划专题资助项目,为研究提供政策和资金保障。
3.技能:启动试点计划以加速培养低温和液氢系统所需人才。
分析与建议:英国正在努力招募并培养合格且有经验的人员以支持氢能技术(特别是低温氢技术)发展。HCN对英国锂电池、人工智能等快速发展领域的技能培训情况进行了调研,并对其成功经验进行了总结。
行动项:HCN明确的下一步工作计划包括:
建立“航空氢能”社区:通过举办系列企业参访和研讨会等方式,建立航空氢能领域学者和研究人员的关系网络并促进交流。
目标:建立一个英国及国际氢能博士/就业机会的公开数据库。
训练支持:为参与上述会议和训练的人员提供助学金。
近业借调和学习:积极推动相关行业氢能技术向航空领域的转移,并积极引进行业内一流的国际专家。
探索并入职业继续教育学分登记系统(ContinuingProfessionalDevelopment,该系统成立于1996年,是英国最高级别的独立职业继续教育学分认证和授予机构):与教育部门共同推进氢能研究进入继续教育学分登记系统。
同时,HCN将会在行动项1(氢实验中心)和行动项2(技术研发项目)中提供“在实践中学习”的模块,并将同AGP、英国氢能技术联盟一同编制并发布英国航空氢能技术人才发展战略。