百科知识我们离“开飞机上班”有多远( 二 )
欧盟委员会的研究显示 ， 全球航空运输所产生的碳排放大约占到了人类活动所排放的二氧化碳总量的2.8%～3% ， 而且 ， 鉴于民航业成为全球增长最快的碳排放源之一 ， 国际民用航空组织（ICAO）一直在鼓励人们更多地使用高效的生物燃料发动机和更轻的飞机材料 ， 并优化航线 。 电动飞机就是在这种情况下应运而生的 。
现在看来 ， 加拿大的“海狸”电动飞机既可以不烧燃油以减少温室气体排放 ， 又可以在维护成本上节省数百万美元 ， 因为电动马达的维护成本比燃油发动机要少很多 。
不过 ， 电动飞机现在最大的短板是 ， 续航时间和飞行距离短 。 加拿大的“海狸”电动飞机加装了一台由美国MagniX公司研发的750马力的电力推进系统 ， 该系统使用被用于国际空间站的锂电池 ， 可让飞机持续飞行约160千米 。
中国的RX4E飞机续航时间1.5小时 ， 航程300千米 ， 优势更加明显 。 但是 ， 无论是160千米还是300千米 ， 对于从一个城市到另一个城市或在一个大城市内作为通勤工具 ， 已经绰绰有余 。 即便“海狸”电动飞机依靠锂电池只能飞行160千米 ， 对于大多数加拿大港湾航空公司的短途航班来说已经足够 ， 未来如果用于北京、上海、深圳等城市 ， 当然也不成问题 。
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锂离子电池被视为今天的“电动能源之最” ， 但是该电池的发展也出现了瓶颈 ， 现有体系的锂离子电池能量密度已经从每年7%的增长速率下降到2% ， 并正在逐渐逼近极限 。 其中一个重要的原因是 ， 锂电池会产生重大安全问题——枝晶 。
锂离子电池放电时锂会被氧化成离子进入电解质最终抵达正极；重新充电时 ， 这些锂离子会再沉积到锂金属负极的表面 。 这种沉积往往不均匀 ， 随着锂电池的频繁使用 ， 锂金属表面会长出针状或树枝状的锂枝晶 。 枝晶生长得过长就会折断 ， 不再参与反应 ， 给电池体系带来不可逆的容量损失 。 更危险的是 ， 长大的枝晶会刺破电池正负极之间的隔膜 ， 造成短路 ， 可能造成电池过热自燃或爆炸 。
因此 ， 现在除了要对锂离子电池研究有所突破以实现能量密度更高、更安全、充电更快外 ， 还可以研发超越锂离子电池的新动力电池 ， 如锂硫电池、锂空气电池、钠离子电池等 ， 从而满足电动飞机的需求 ， 也满足电动汽车、火车和轮船对于电池动力的新需求 ， 由此就有可能让电动飞机飞得更远 ， 续航能力更强 。
未来 ， 如果锂离子电池的性能有了大幅提升 ， 或研发出动力更强大的动力电池后 ， 电动飞机续航时间和飞行距离短的问题便会迎刃而解 ， 能够飞行500～1000千米、搭载5～10人的小飞机就会成为城市内、城际之间的新型运输工具 。 这些电动飞机相较于大型的、可飞行数千千米的民航飞机有着独特的优势 。 由于成本低、环保 ， 而且能满足一般人的通勤需求 ， 其机票的价格会大大低于大型燃油飞机 ， 而且小型电动飞机的航线会越来越多 ， 也会更灵活 ， 甚至可以按需飞行 ， 就像私家车一样 。
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国际上一些大公司已经在对电动飞机的运营进行布局 ， 现在已经开始筹划空中租车服务的公司超过20家 ， 包括波音和空中客车等传统飞机制造商 ， 西门子、Lilium等电子巨头以及共享出行巨头优步（Uber） 。 特斯拉创始人埃隆·马斯克此前也曾发推特表示 ， 特斯拉有望在5年内推出电动飞机 ， 理由是 ， 虽然目前在能量密度方面 ， 航空燃油胜过锂电池 ， 但电动发动机的重量要轻得多 ， 而且将储存的能量转化为动能的效果比燃油内燃机好得多 ， 当然也更环保 ， 成本更低 。
未来已来 。 当更节能、更灵活方便的电动飞机成为像私家车一样的通勤工具时 ， 所有人的生活也将升级换代 。
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