12月10日，品玩TIC2021科技创新者大会正式开幕，北京航空航天大学前飞机系副主任、国家燃料电池标委会委员徐伟强分享了氢能技术研究进展。
大家好，我是来自北京航空航天大学的徐伟强，今天我想跟大家分享一下氢能的奥秘。
大家觉得目前工业无人机应用过程当中最棘手的问题是什么？我曾经对几百家专业无人机应用的单位做过调研，他们无一例外不把续航能力的严重不足作为目前无人机应用当中最大的技术瓶颈。因为无人机的续航能力不仅决定了无人机能不能用在对续航能力有刚性需求的应用场景当中，在绝大多数的工业无人机应用领域，续航时间的增加都会极大地增加它的经济性以及便利性。有专家来评估，他们说无人机的续航时间增加1倍，它的应用价值会提升8-10倍。这也是我为什么从事了很多年的无人机的设计工作之后，跨界开展了机载氢燃料电池动力这样一个技术的研究。
燃料电池技术究竟有什么神秘之处？我对人类能源消费史进行了研究，我们从砍柴时代到电力作为主要动力的煤炭时代，再到石油时代和新能源和可再生能源时代，可以发现一个很神奇的现象，我们人类使用的能源，氢碳比始终朝着增大的方向发展的。人类始终在做着一个加氢脱碳的努力，本质就是在追求更高的能量转化效率的过程。从这个角度来说，氢能源就是我们人类的终极目标。从能源环保属性上来看，地球生态超载日。地球对于排放污染的自身消化能力是有限的，如果我们把一年当中我们累计下来地球排放的量超过地球自身消化能力的这一天，称为当年地球生态超载日，可以发现从1987年出现这个概念，这个日期是始终在往前提的。这个现象说明不断增加的排放和污染正在对地球生态造成不可恢复的破坏，这也是我们要把碳达峰、碳中和作为基本国策的原因。
从这个角度可以看到，人类能源变迁的实质也是在不断降低排放和减少污染的过程，氢能源的终极产物只有水，整个过程是零排放、无污染的，因此被称为终极清洁能源。从2015年开始，政策、资本和技术都在不断涌向氢能源行业。有专家说，到2019年之后，燃料电池技术的产业化已经具备了基本的条件和基础，但是大部分氢能源的工作者更多是关注在水冷燃料电池技术，我们研究的是机载氢动力的细分领域。国内外的权威机构预测，未来5-10年之内，工业级无人机增长率远远超过消费级的小无人机。目前工业无人机以电动无人机为主，最大的技术瓶颈是续航时间和续航里程的严重不足。氢动力可以把无人机的续航能力提升5-10倍。工业无人机可以在视距范围之内控制飞行，也可以通过5G技术或者卫星通信技术来实现跨越城市的应用和操控。在未来拥有网络环境的工作条件下就可以实现不同城市甚至是地球背面的无人机的应用和控制。
但是远程操控技术它的应用对于无人机的续航时间提出了更高的要求，机载燃料电池技术有什么要求？氢燃料电池用在车上，包括水冷燃料电池，更关注的是它的尺寸、寿命，但是用在飞机上，它的氢动力系统更重要的是轻量化设计。我在北航学习工作了22年，我们航空界有一句口号，为减轻飞机的每一克重量而奋斗。机载燃料电池更关注的是性能提升，包括燃料电池的一体化设计和集成工作。燃料电池为了更好地实现工作，会和锂电做混合动力输出，一系列的技术都是最理想的技术的优势。在产品开发过程当中也融合了无人机设计当中北航先进的飞行器设计的基础，和中科院院所团队里水热管理的技术和优化的技术。
有了超长航时以及远程管控的应用能力之后，无人机的应用场景就像打开了想象的天窗一样不断涌现。目前我们对接过的应用包括应急领域的应急照明、搜救以及中继通讯的工作，包括长距离的森林巡查、油气电力管线巡查以及测绘等等。举几个例子，一个是我们跟国家林业和草原局探讨的应用场景，在氢动力无人机，在森林草原的过程当中会有一系列的共性需求，传统的电动无人机因为续航里程不足，没有办法覆盖大纵深的应用。氢动力无人机可以覆盖这样的应用场景。
另外从安全角度，电动无人机在意外高空跌落时可能会产生爆炸起火的危险，燃料电池无人机有过一系列的测试，从高空跌落时会更加安全，从市场容量的角，通过初步的估算，有20-30亿的订单。另外我们也有在国家应急领域的需求，我们跟国家应急管理部门包括很多行业应用领域，比如应急、照明、搜救场景的应用，市场也是非常大的。我们也跟高速公路应用场景有过这样的，我们跟浙江高速某个支队也开展了样机交付和测试的洽谈。在高速应用当中除了可以开展基本的高速场景交通条件的巡查，也可以检测路面公里牌是否错误，在飞机上可以搭载智能喊话系统，包括和地面交管系统开展交通协管的应用。
我们希望乘着国家大力发展氢能源的东风，从我们技术领先做起，争取能够成为国际领航的氢动力长航时的工业无人机的供应商，谢谢大家。
（本文根据公众号“无人机”整理，未经演讲人审核）
