助力民航綠色發展共繪中國“雙碳”藍圖
——專訪GE全球副總裁、GE中國總裁、GE航空集團大中華區總裁向偉明
“碳達峰”“碳中和”正成為中國經濟、中國社會最受關注的話題之一。不久前公布的《“十四五”民用航空發展規劃》強調，綠色是高品質發展的底色和基本形态，在“ 雙碳 ”目标引領下，民航業須統籌推進行業綠色發展，加快形成綠色低碳循環發展格局。
與中國民航 “ 同呼吸、共命運 ”四十餘年的GE航空集團，正通過技術創新，參與描繪中國“ 雙碳 ” 藍圖。近日，中國民航報記者就此話題專訪GE全球副總裁、GE中國總裁、GE航空集團大中華區總裁向偉明，邀請他分享GE航空助力中國民航綠色發展的見解。
GE全球副總裁、GE中國總裁、GE航空集團大中華區總裁向偉明
可持續發展融入血液
記者：能否請您闡述GE的可持續發展理念和承諾？
向偉明：“迎接世界挑戰，驅動高效未來”是GE的使命。作為一家在全球 170多個國家和地區營運、持續創新130年的公司，GE深刻認識到，隻有不斷的技術創新才能應對氣候問題挑戰，實作可持續發展。
作為 GE 最高管理層的董事會已經設立了“治理和公共事務委員會”，頂層監管可持續發 展核心事項 。2021年，GE任命首任可持續發展首席執行官，協調促進 GE與合作夥伴、政府、非政府組織、投資者以及社群之間的合作。同時，GE深入貫徹精益管理理念，優化流程，減少浪費。
2020年6月，GE作出承諾，到2030年實作全球營運碳中和目标，到2050 年實作溫室氣體淨零排放，即公司營運和整個 GE 産品價值鍊活動産生的間接排放都達到淨零。
勇攀減排高峰
記者：在發動機的技術創新上 ，GE航空是如何引領可持續航空發展的？
向偉明：不斷提高燃油效率并減少碳排放一直是我們産品的核心價值。GE航發的碳排放已經比1970和1980 年代減少了40%。GE近年推出的發動機型号，在燃油效率和排放方面持續精益求精，在窄體機發動機領域，LEAP發動機燃油效率比上一代CFM56提高15% 。寬體機發動機領域，GE9X的燃油效率較上一代提高10%，GEnx較上一代CF6的油耗排放降低15%。為支線客機提供動力的Catalyst小型發動機，油耗及排放比傳統渦輪螺旋槳發動機降低20%。
2021年，我們與賽峰集團的平股合資公司CFM國際還宣布了一項革命性的技術驗證項目RISE（Revolutionary Innovation for Sustainable Engines，為實作可持續發動機而推出的革命性創新）。
記者：發動機技術之外，GE航空在可持續航空領域還作出了哪些努力？
向偉明：我們在可持續航空燃料、氫燃料、混合電力等方面都有諸多技術創新和行業合作。這裡，我想重點談一談兩個可能關注較少的領域：軟體和清潔技術。
GE的飛行資料分析軟體FlightPulse已在澳航、國泰航空等使用，能記錄飛行全過程的資料，幫助分析飛機運作情況、對飛行操 作進行調整，進而支援航企降低油耗。Fuel Insight軟體能幫助航空公司在營運中發現節油空間，Airspace Insight 則能夠提供航路設計建議，實作省時、節油、減排。GE已與東航、長龍航空、中國商飛等中國合作夥伴在數字化領域聯手實踐。
另一個領域是GE領先的發動機清潔技術：360度泡沫清洗（360 FoamWash）。這項技術能減少碳排放、提高發動機效率。在和日航的合作中，我們發現，通過用泡沫清洗替代部分水清 洗，預計可為日航的CF34發動機一年節省燃油8.2萬升，降低碳排放285 噸。GE航空也在中國與海南航空進行過泡沫的探索，今年計劃與更多中 國航企開展合作。值得自豪的是，FlightPulse和360度泡沫清洗這兩項技術都是由GE航空中國的技術團隊開發出來，并推廣到全球應用的。
共繪美麗中國藍圖
記者：對于中國民航“ 十四五”期間的綠色發展，GE航空将有哪些作為？
向偉明：《“十四五”民用航空發展規劃》指出，要加快形成綠色低碳循環 發展格局， 随後還專門推出《“十四五” 民航綠色發展專項規劃》。
我們注意到，專項規劃中明确，中國民航業需要加快推進零碳、負碳技術的研發與儲備，積極選用先進可靠的航空脫碳技術裝備，有序推動純電動、油電混動飛機應用，推廣可持續航空燃料，強化民航關鍵脫碳技術攻關。在上述領域，GE航空擁有深厚的曆史積澱和優良的技術儲備。目前，GE航空集團每年投資10億美元，用于航空發動機減排技術研發。
在混合電動領域，GE航空正在開發“兆瓦級混合電力推進系統”，将進入試飛階段。這一項目有望實作混合電力單通道飛機展翅藍天。
在可持續航空燃料（SAF）領域，GE航空2007年以來一直積極參與 SAF的評估與認證，并引領行業制定100%的 SAF 标準。去年12月，美聯航使用LEAP-1B發動機執行了全球首個采用100%SAF的客運航班。
我們希望今後有機會和中國的航空公司在上述領域着手合作，通過持續不斷的技術創新，和中國民航共繪“可持續航空” 畫卷，共建“綠色民航”“美麗中國”。（中國民航報 記者錢擘）
GE的減排答卷 為航空動力擦去碳足迹
作為四十餘年來全球成長最快的民航市場之一，中國民航成為GE緻力航空減排極為重要的合作夥伴，中國民航也依托GE技術讓航迹變得更加綠色。GE航空與中國經濟、中國民航的雙碳事業，正共同起飛。2021年，GE航空宣布了一系列技術創新計劃，以期為2030年代中期投入使用的新一代商用飛機發動機奠定基礎。從革命性技術到替代燃料，GE航空将為履行“航空業到2050年實作淨零碳排放”的承諾交上獨一無二的答卷。
開放式風扇：減排20%的技術法寶
在現役最高效發動機的基礎上，我們能否将燃油效率進一步提高？如果詢問GE航空的總工程師Chris Lorence（克裡斯·勞倫斯） 這一問題，他會告訴你，現在就是開放式風扇技術大顯身手的時刻。
開放式風扇架構是減排20%的技術法寶
GE和賽峰集團的50/50平股合資公司CFM 國際于2021年6月宣布推出RISE（Revolutionary Innovation for Sustainable Engines)，項目核心即最大化發動機的推進效率，其中備受矚目的一項技術即開放式風扇設計——航空業履行降碳承諾的一大制勝法寶。
縱觀航空推進系統的演進曆史，支援更大尺寸風扇和更高涵道比是實作效率突破的關鍵；而開放式風扇架構通過消除風扇涵道來獲得更高的涵道比，由于風扇壓力降低，發動機效率可得到大幅提升。同時，RISE 項目還力求在現役最高效發動機的基礎上，将油耗和碳排放再降低20%以上。
緊湊型發動機：小核心，高效率
RISE項目正在研究的另一項重要技術是緊湊型發動機核心。
2021年末，GE與美國宇航局共同宣布，GE将測試并更新緊湊型發動機核心機設計，以提高熱效率，包括高 速增壓壓縮機、低排放燃燒室和高壓 渦輪技術等。
緊湊型發動機核心機設計是RISE項目的重要技術之一
為進一步實作低碳高效，GE還會持續研發先進的耐熱材料陶瓷基複合材料（CMCs）。GE 預計，這項技術将在未來十年内開展地面測試。
混合動力：植根GE企業基因
1882 年 ，GE的聯合創始人托馬斯·愛迪生建立了世界上第一個電網。如今，GE的電力裝置供應了世界上三分之一的電力。
得益于這一天然的業務優勢，GE在飛機和發動機系統的電氣化方面擁有獨一無二的經驗。去年秋天，美國宇航局宣布選擇 GE 航空助其開展電動動力系統飛行示範 (EPFD) 項目 。此前，GE在飛機和發動機系統的電氣化領域已深耕十餘年。期間，GE工程師完善了混合動力系統裡的電動機、發電機和電力轉換器等各個元件。
通過與美國宇航局合作開展這項價值2.6億美元的項目，GE将完善一個兆瓦級混合動力電動系統，并以改裝後由 GE CT7-9B渦軸發動機驅動的 Saab 340B作為試驗台，驗證該系統應用于單通道飛機的飛行。
SAF：以綠色驅動展翅藍天
2021年12月1日， 由美聯航營運、首架使用100%可持續航空燃料(SAF)的客運航班成功執飛。該航班由CFM LEAP-1B 發動機提供動力。較之傳統航油，SAF由更可持續的原料和工藝生成，可有效減少生命周期内的碳排放。無論現在還是将來，GE和CFM國際的所有發動機都支援使用經準許的 SAF。
SAF對于航空業實作到2050年達到淨零碳排放的目标至關重要
據GE航空的燃料工程負責人 GurhanAndac （居爾汗·安達克）介紹，此次飛行對于将SAF最高混合比例提高至50%以上具有重要意義——目前已獲準使用的SAF是石油基燃料Jet A/JetA-1與SAF成分的混合物，二者的最大混合比例僅為50%。由安達克所上司的國際工作小組正在開發支援采用 100%SAF 的标準化行業規範，這種SAF不需要與傳統噴氣燃料混合。
“過去也曾有其他飛機采用100%SAF 進行飛行，使用的也是GE和CFM 的發動機，但在這次飛行中，我們将兩種不同的SAF混合在一起，所獲得的滴入式 （drop-in）燃料可與整個機身和基礎設施相容 。”安達克表示 ，“ 這次飛行告訴我們，滴入式（drop-in）合成燃料能夠完全替代傳統噴氣燃料。”
GE航空緻力于研發完善100%可持續航空燃料（SAF）
在2021年的迪拜航展上，GE宣布将與阿聯酋航空和阿提哈德航空合作開展SAF項目。今年，GE 航空計劃進行更多100%SAF的試飛，助力航空業綠色展翅。（中國民航報 記者胡夕姮）
GE航空攜手波音 開啟混合電力飛行新時代
GE航空一直緻力于為商用飛機開發混合電力推進技術。長期以來，其專注于測試完善混合電力系統裡的電機、發電機和電源轉換器等各個元件，在研究飛機發動機的混合動力電氣化方面積累了寶貴的經驗。
去年10月，GE航空宣布與美國宇航局啟動一項價值1.79億美元（約合人民币11.31億元）的合作研究計劃，即開發“兆瓦級混合電力推進系統”，并在單通道飛機上進行技術成熟度準備情況示範。這一技術驗證項目将不僅為GE未來的發動機設計和其它混合電力産品研發奠定基礎，還能為混合電力發動機的标準、認證和監管要求制定提供資料指導，将GE對混合電力推進技術的探索推向了新高度。目前，該項目即将進入試飛階段。GE航空宣布選擇波音公司助其完成這項工作。
GE航空攜手波音開展混合電力飛行試驗項目
強強聯手 展翅藍天
發展混合電力推進技術，核心在于提高推進效率和熱效率，與可持續航空燃料（SAF）、氫能源以及先進的發動機架構 （如開放式風扇等）高度相容。
GE航空公司副總裁兼工程總經理穆罕默德·阿裡（Mohamed Ali）表示：“美國宇航局的‘兆瓦級混合電力推進系統’項目，為GE和波音公司提供了寶貴的機會與平台。利用混合電力推進系統驅動商業航空飛行，能在未來有效降低航空業的碳排放。”
此次試飛階段，波音及其子公司Aurora Flight Sciences 将使用一架搭 載 CT7- 9B渦槳發動機的薩博340B飛機作為試驗台，并對飛機進行改裝，包括短艙制造、駕駛艙界面設計、飛機性能分析和系統內建等。Aurora 作為電動飛機推進系統技術的行業引領者，于2017年被波音收購。
GE航空和波音公司在促進節能減排方面合作已久。比如，2018年波音開 展 “ 生态示範驗證機 ” 計劃，運作世界上首個使用100%可持續航空燃料的商用航班，其使用的聯邦快遞波音 777 貨機正是由GE90發動機提供的動力。
堅定賽道 努力前行
電氣化始終植根于GE的基因當中。多年來，GE航空的工程團隊一直在混合電力技術的研發道路上堅持不懈、努力前行。
早在2013年，GE航空就在美國俄亥俄州代頓市開設了電力綜合系統 （EPIS）中心，緻力于開發測試飛機電力元件及系統。2016 年，其為混合電力推進系統研發成立了專業團隊。同年，該團隊在測試台上示範了一台兆瓦級電動機/發電機如何驅動直徑長達 11 英尺的螺旋槳。2019 年, GE 航空又在美國宇航局的電動飛機試驗台 （NEAT） 上測試了一台兆瓦級電動機/發電機。GE 認為，這是世界上首台在具有飛行代表性的高度條件下測試的兆瓦級和千伏級電機。
除與美國宇航局合作的項目外，GE航空研究所的科學家還在與美國能源部進階研究計劃署(ARPAE)合作，為飛機設計電力驅動推進系統。該系統的設計理念是将氣化的生物燃料和壓縮空氣混合，以産生電力和熱量。電力可以帶動飛機發動機風扇旋轉，加熱後的廢氣可用來增加推進力。這與聯合循環發電廠使用廢氣的做法如出一轍。通過這項合作，GE将開發出一個既強大又輕便的系統，用于驅動重達17.5萬磅 （約 79.4 噸）、可承載 175名乘客的商用客機。
GE 航空始終肩負着以創新科技創造綠色航空未來的重要使命。其在混合電力領域的深耕，将極大助力航空業完成減碳承諾。（中國民航報 記者胡夕姮）
GE與空客：氫動力、輕飛行的探索之旅
氫（Hydrogen），元素符号H，在元素周期表中位列第一位，燃燒後的唯一産物是水。作為一種在自然界中分布極其廣泛的元素，氫完美符 合節能減排所需要的一切條件。開發以氫燃料為動力的發動機成為航空業實作 2050 年淨零碳排放承諾的重要技術手段。
2月22日晚，CFM國際（GE與法國賽峰集團平股合資公司）與空中客車公司宣布合作開展一項氫示範項目，對氫燃料發動機進行地面和飛行測試，進而為2035年零排放飛機的投入使用奠定基礎。
CFM國際（GE和賽峰集團的平股合資公司）攜手空客開展氫示範項目
“氫燃料技術是我們正在開發和完善的一大基礎性技術。”CFM 總裁兼首 席執行官蓋勒 · 梅厄斯特（Ga l Méheustt）說，“我們在2021年宣布的 RISE項目，就包括研發與100%可持續航空燃料(SAF)及氫燃料兩相相容的發動機技術。”
開發以氫燃料為動力的發動機将大幅減少飛行過程中的碳排放
因為實體尺寸合适，且渦輪機械和燃料流動能力卓越，GE的Passport
渦扇發動機被項目組選用 。CFM國際将對發動機的燃燒室、燃料系統和控制系統進行改造，把改造後的發動機安裝在測試飛機的機身尾部。其産生的廢氣及其它污染物，将與驅動飛機的發動機排放分開監控。
進行示範試驗的則是空客提供的一架空客A380飛機。機上将配備空客 法 國和德國工廠生産的液氫罐。空客将制定氫燃料推進系統标準，監測飛行全程，并在巡航階段測試氫燃料發動機。
雖然一直以來氫被視為人類減排的“潛力股”，但實作氫燃料的産品化絕非易事。比如，飛機上存儲空間狹小，要先在零下253攝氏度的超低溫 下将氫燃料進行液化儲存，燃燒前又需要對其進行氣化；這就意味着發動機的一些組成部分必須承受高達815攝氏度的溫差。又比如，氫的燃燒溫度要高于傳統噴氣燃料，因而發動機的燃燒室和渦輪部件須承受更高溫度，這得在材料、塗層、冷卻技術等方面進行大量創新。
不過，GE在氫動力方面已經積累了相當豐富的經驗 。其已有100多個機組使用過氫燃料等低熱量機關燃料，在氫動力方面積累了超過800 萬小時的運作經驗，其中包括航改式發動機。GE研究所還擁有世界一流的燃燒測試設施。
盡管“駕馭”氫需要在現有的技術架構上作出諸多調整，但GE工程師在 “ 脫 碳 ” 目标下，不畏挑戰、迎難而上。氫動力，輕飛行，這個與傳統航空燃油完全不同的新能源，或許将在不久後給航空業帶來颠覆性變化。（中國民航報 記者胡夕姮）
關鍵詞@RISE
RISE項目由GE和賽峰集團的聯合工程團隊上司，已制定全面技術路線圖，其中包括複合材料風扇葉片、耐熱 金屬合金、陶瓷基複合材料、混合動力性能和增材制造，以及300多個獨立的元件子產品和完整的發動機架構。
RISE 項目将使用可持續航空燃油和氫等替代能源達到 100%相容，比現役發動機減少20%以上的油耗和碳排放。
該項目将研發能顯著提高燃油效率的開放式風扇架構，提供與目前單通道飛機相同的飛行速度和客艙體驗。
其還将利用混合動力優化發動機效率，實作飛機系統的電氣化。
RISE 項目驗證機計劃于21世紀20年代中期進行地面測試與空中測試，預計将在21世紀30年代中期投入使用。
編輯|孫文瑾
校對|王亞玲
稽核|程 淩