美国通用电气公司（GE）持续进行技术革新助力民航业碳减排

　　近年来，全球各地频频出现极端气候，今年夏天反常的高温更是让人难以承受。在感知气候变暖带来的巨大影响的同时，碳达峰和碳中和也在全球范围内获得了越来越多的认可。今年，在第53个“世界地球日”当天，美国通用电气公司（GE）发布了首份《GE中国能源转型》，就中国 “双碳”目标的实现路径及企业在当中的能动作用展开了讨论。

　　2020年，国家主席习提出中国将于2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和，这意味着，中国从碳达峰过渡到碳中和的时间只有短短30年，远低于欧美、日本等发达国家。

　　正是在此背景下出炉，详细剖析了中国能源转型现状，分享GE在相关领域的技术创新和应用前景，以及一系列能源转型项目在中国的落地情况。

　　不仅在能源领域，GE的也把目光放在当前快速发展的交通领域。指出，未来一段时间内，满足便捷和低碳的交通系统建设，将是衡量航空、铁路、公路建设是否符合经济社会发展的唯一标尺。

　　“GE选择在这个时机发布，是希望聚焦我们所熟悉的航空、能源领域，以发布为契机促进行业内外的交流合作，”在发布现场，GE全球副总裁、GE中国总裁向伟明表示，“未来，GE将继续通过推进低碳运营、投资创新研发、产业链合作等方式，集合全球智慧和经验，携手本地合作伙伴，助力中国实现电力、工业和交通等高碳排放产业的低碳转型，驱动更可持续的未来。”

　　当前，交通运输业占中国二氧化碳来源的8%，位列电力行业和工业之后，排名第三。且随着交通网络的快速发展逐年增加，目前已是我国碳排放增长最快的行业之一。

　　而在交通运输行业中，航空业是重要的减排领域。据预测，未来20年中国的新飞机需求为8600架，每年新增客运量5.5%，在2035年远景目标中，还明确了在未来15年平均每年新增10个机场的规划。飞机的碳减排，对实现碳中和目标影响巨大。

　　为此，国际航协（IATA）也设定了2020年起限制碳排放，到2050年，碳排放减至2005年一半的目标。

　　这样的目标设定与GE不谋而合。在航空领域，GE对未来航空的定义，不仅是更快、更智能、更安全，也提倡更清洁、更环保、更可持续的飞行。向伟明也指出，帮助航空业客户减少碳排放，提高燃油效率并减少碳足迹，这也是GE航空产品的价值核心，秉持这一理念，GE及其合资公司长期携手合作伙伴在涵盖飞机发动机架构、空气动力学、材料科学和燃料等领域进行了研发创新。

　　向伟明对记者介绍，在窄体机方面，GE与赛峰集团的平股合资公司CFM国际生产的，用于C919的LEAP-1C发动机、用于A320neo的LEAP-1A发动机等，其现在的油耗和二氧化碳排放，较上世纪七八十年代的发动机累计减少了40%。

　　向伟明所说的LEAP发动机，共有三款型号，目前，空客的A320neo、波音的737 MAX以及中国商飞研制的国产大飞机C919客机，都选择使用了LEAP发动机。

　　作为CFM56发动机的完美继任者，LEAP发动机沿袭了CFM一贯的高可靠性，并且结合了GE及赛峰发动机公司最先进的技术。

　　其中，LEAP-1A发动机早在2018年6月就开始交付中国客户了，目前共有10家大中华地区的航空公司，运营以LEAP-1A发动机为动力的A320neo系列客机。LEAP-1A交付中国至今，仍保持着零空停的可靠性纪录。

　　也正是凭借着LEAP优异的性能和可靠性，LEAP-1C发动机成为中国商飞C919国产干线客机的唯一西方动力装置。

　　目前，GE和其合作伙伴正积极支持中国商飞完成C919国产干线客机的试飞取证工作，并按照商飞的进度全力支持C919的交付工作。

　　据了解，C919国产干线飞机最快于今年年内交付首家客户东方航空，搭载CF34-10A发动机的国产支线，更是已进入了交付的快车道。向伟明对记者介绍，在宽体机方面，GE航空研发的用于波音787的GEnx发动机与上世纪七十年代的CF6发动机相比，已经实现了15%的燃油效率提升。

　　GE是所有发动机制造商中，唯一一家在过去十年，实现了全谱系飞机发动机产品升级的公司，而对GE及CFM早前研发的每一代新发动机来说，都实现了油耗和碳排放量的降低，对航空业的减排降碳工作作出了重要的贡献。

　　如今，GE仍在发动机新技术上持续投入，并在涉足更多创新前沿的领域，比如GE航空的Catalyst发动机，将会作为电混动力发动机的基础；Affinity发动机也在研发中，主要侧重于超音速公务机。

　　向伟明对记者透露，航空行业减排对发动机制造厂商有很高的要求，针对未来航空的新要求，目前公司有几项重要的技术验证项目正在进行当中，其中包括2021年6月宣布启动的RISE可持续发动机技术验证项目。

　　据了解，RISE项目的目标，是要通过开放式风扇架构，验证研发出较LEAP发动机再减少20%以上油耗和碳排放的技术。项目还将验证混合电力性能、100%可持续航空燃料及氢能源的兼容等，体现了GE航空集团与其合作伙伴在实现更低碳排放、油电混合动力性能、100%可持续航空燃料及氢能源兼容领域的不断探索。

　　航空推进系统的历史演进表明，要实现各项效率指标的突破，关键在于使用更大尺寸的风扇，以提供更大的涵道比，增加发动机的推进效率，从而降低油耗。

　　向伟明指出，RISE项目预期在LEAP发动机的基础上，实现额外减少20%以上的油耗和碳排放目标，仅靠在目前的涡扇发动机设计上进行改良是无法达到的。因此，开放式风扇架构成为实现这一指标的关键。

　　所谓开放式风扇架构，就是没有了风扇机匣，这对发动机的研制来说，可以算是颠覆性的技术。而在这种架构下，如何保障风扇叶片的安全，不影响飞机安全，也是需要验证和解决的重点问题。

　　据了解，RISE项目将采用复合材料（碳纤维复合）风扇叶片。自1995年以来，复合材料叶片已先后应用于GE90、GEnx、LEAP和GE9X发动机上，累计飞行1.4亿小时，另外，这些复合材料叶片没有寿命限制。

　　目前，RISE项目已经进行了几次试验台测试，根据相关规划，RISE项目将于本世纪20年代中期进行验证机的地面和飞行测试， 计划于2030年代中期投入使用，届时，GE与赛峰集团50/50平股的合资公司CFM国际将成为首家在单通道飞机发动机领域引入混合动力的公司。

　　2007年以来，GE就开始了对可持续航空燃料的评估和认证，并在行业中制定了100%可持续航空燃料的标准。

　　2021年12月，GE与美联航合作，采用LEAP发动机执行了全球首个100%可持续航空燃料客运航班。

　　今年2月GE的合资公司CFM国际还宣布与空客共同开展氢示范项目，采用GE Passport涡扇发动机，将它安装在空客A380尾部，使用氢作为燃料进行地面和飞行测试，希望为未来2035年零碳排放飞机的成功研发奠定良好的基础。

　　“随着技术的不断改进，如果我们提炼可持续航空燃料的成本进一步降低，达到能够与石油或目前的航空煤油相竞争的水平，甚至稍微高一点，这项技术可能很快就可以大面积推广，因为基本上所有GE的发动机都可以采用可持续航空燃料，技术上已经不成问题。”向伟明对记者指出，而在氢燃料方面，不仅仅是发动机的问题，还要跟飞机项目共同配合，技术验证是一方面，投入具体飞机使用是另外一方面，“我们预计这项技术在新的机型出来之后，有机会大规模推广。”

　　此外，GE与美国宇航局NASA还在进行混合电力技术验证项目，去年10月宣布获得了NASA总计将近1.8亿美元的合同，用于开发“兆瓦级混合电力推进系统”。今年2月，GE宣布与波音在单通道飞机上进行技术成熟度准备情况演示，这个项目不仅为GE未来的发动机设计和混合电力产品研发奠定基础，还能为混合电力发动机的标准、认证和监管要求制定提供数据指导。

　　作为“碳排放大户”，航空运输业进行低碳减排的重要性不言而喻。而将中国视为除美国本土之外的最大单一市场和重要战略市场的美国通用电气公司（GE），在《GE中国能源转型》中指出了中国实现“双碳”的路径。未来，GE也将继续践行环保理念，深耕航空领域，以创新技术推动中国航空节能减排，朝着绿色低碳发展目标不懈努力。