當前，與氣候相關的工程領域所面臨的最重大挑戰之一，便是設計和製造一架大型的、零排放的客運飛機。在這項艱鉅的任務中，沒有哪家飛機制造商像空客公司這樣投入巨大。

在3月24日和25日專為記者舉辦的空客峰會上，空客公司的高層管理人員描繪出了一幅大膽且極具科技前瞻性的願景，關乎該公司未來幾代飛機的發展（https://www.airbus.com/en/airbus-summit-2025）。從技術角度來看，其中最引人注目的是一款採用超導技術、由燃料電池驅動的客機。

空客公司的戰略基於並行開展的研發工作。該公司表示，在進行研發大型燃料電池飛機所需的大量科研專案的同時，還將積極推進另一款客機的設計工作，旨在最大限度地提高基於燃燒的推進系統的效率。據空客公司未來專案負責人Bruno Fichefeux稱，對於這款飛機，公司的目標是將其燃油消耗降低20%至30%。這將是一款單通道客機，旨在接替空客A320系列飛機。A320系列是市場上銷量最高的客機，已交付近12000架。該公司預計這款新飛機將在2030年代後半期的某個時候投入使用。

空客公司希望透過利用噴氣發動機、機翼、輕質高強度複合材料以及可持續航空燃料等領域的新興技術進步，來實現如此大幅度的效率提升。例如，空客透露，其目前正在研發兩款先進的噴氣發動機，其中更具創新性的一款將配備開放式風扇，其葉片可以在沒有外部發動機短艙的情況下旋轉。空客正在與合作伙伴CFM國際公司（由GE Aerospace和Safran Aircraft Engines公司合資成立）開展的一個專案中對這樣的發動機進行評估。

如果沒有發動機短艙來包圍，發動機的風扇葉片可以做得很大，這樣就能實現更高水平的 “涵道比（bypass air）”。涵道比指的是被吸入發動機後部的空氣（與用於燃燒燃料的空氣分開），並被排出以提供推力的空氣量。GE Aerospace的首席技術與運營官Mohamed Ali表示，涵道空氣與燃燒空氣的比例是衡量發動機效能的一個重要指標，比例越高，表明效率越高。

Ali稱，如今典型的涵道比大約在11或12左右，但根據他的說法，這種開放式風扇設計能夠使涵道比高達60。

Ali還補充道，合作雙方已經在歐洲進行了兩個不同系列的風洞測試來對開放式風扇發動機進行測試。Ali在空客公司舉辦的活動上表示：“測試結果非常令人鼓舞，這不僅是因為它們在效能和噪音驗證方面表現非常出色，還因為它們驗證了我們所做的計算分析。”

在研發這款先進的燃燒動力客機的同時，空客公司在一項名為 “零排放”（ZEROe）的專案下，已經花了五年時間來研發一款燃料電池飛機。在此次峰會上，空客執行長Guillaume Faury放棄了在2035年前讓這款飛機實現首飛的目標，他指出，目前缺乏對這類飛機進行認證的監管框架，而且以商業規模和具有競爭力的價格生產 “綠色” 氫氣所需的基礎設施建設速度緩慢。Faury解釋說：“我們可能會面臨一種類似於‘氫動力協和式飛機’的風險，即我們有了一個解決方案，但從規模上看，這並不是一個在商業上可行的方案。”

即便如此，他還是煞費苦心地重申了公司對該專案的承諾。“我們依然相信氫能的潛力，” 他宣稱，“我們堅信，對於航空業來說，氫能是未來的一種能源，但仍有許多工作要做。空客公司需要付出更多努力，我們周圍的其他各方也需要做更多工作，才能讓這種能源實現規模化、具備競爭力，並最終取得成功，為實現脫碳目標做出重大貢獻。” 全球許多主要行業，包括航空業在內，都已承諾到2050年實現溫室氣體淨零排放，Faury和空客公司的其他高管多次提到這一事實，將其視為 “零排放”（ZEROe）專案的一個關鍵驅動力（https://www.iata.org/en/programs/sustainability/roadmaps/）。

在活動的後期，負責空客 “零排放”（ZEROe）專案的副總裁Glenn Llewellyn詳細介紹了該專案，展示出了這一專案在技術層面令人驚歎的雄心壯志。按照設想，這款飛機將至少搭載100名乘客，航程達1000 海里（1850公里）。它將由四個燃料電池 “發動機”（每個機翼上安裝兩個）提供動力，每個發動機的輸出功率為2兆瓦。

據空客燃料電池推進系統開發負責人Hauke Luedders稱，空客公司已經在慕尼黑對一個功率為1.2兆瓦的系統進行了廣泛測試，該系統是與Liebherr Group、ElringKlinger公司、Magna Steyr公司和Diehl公司等合作伙伴共同打造的。Luedders表示，該公司目前專注於低溫質子交換膜燃料電池，儘管尚未最終確定採用這一技術。

但真正令人震驚的是，Llewellyn介紹了空客公司的一項全面計劃，即為這款燃料電池飛機設計和測試一套完整的超導電力傳動系統。Llewellyn解釋道：“由於飛機上儲存的氫氣是在非常低的溫度下，即零下253攝氏度儲存的，我們可以利用這個溫度和低溫技術來有效地冷卻整個系統中的電氣裝置。這將顯著提高能源效率和效能。即使這是一項尚處於早期階段的技術，但透過恰當的努力和合適的合作伙伴關係，這可能會改變我們燃料電池飛機乃至全電動飛機的格局，使我們能夠設計出更大、功率更強、效率更高的飛機。”

在回答IEEE Spectrum雜誌的提問時，Llewellyn進一步闡述道，電力推進系統的所有主要部件都將採用低溫冷卻方式：“配電系統、電子控制系統、功率轉換器以及電動機”—— 具體來說，就是電動機中的線圈。他補充道：“我們正在與各個合作伙伴就每一個部件展開合作。” 低溫冷卻系統會冷卻一種製冷劑，這種製冷劑會迴圈流動，以保持部件處於低溫狀態。

Llewellyn沒有具體說明團隊正在使用哪些超導體和製冷劑。但高溫超導體很有可能被採用，因為要維持超導狀態，使用高溫超導體對冷卻系統的要求會大幅降低。

1986年，IBM發明了基於銅氧化物的陶瓷超導體，而且在環境壓力下，其不同形態能在零下238攝氏度（35開爾文）到零下140攝氏度（133開爾文）的溫度範圍內實現超導（https://www.ibm.com/history/high-temperature-super-conductors）。這些溫度比傳統超導體所需的溫度要高，傳統超導體需要在大約25開爾文以下的溫度環境中才能實現超導。儘管如此，高溫超導體的商業應用一直難以實現。

不過，一位超導領域專家、耶魯大學的應用物理學家Yu He對空客的這一訊息感到振奮。“我的第一反應是，‘真的嗎？’ 而我的第二反應是，哇，這一整個研究方向，或者說應用領域，確實在不斷發展，對於空客的宏偉計劃我非常高興。”

銅氧化物超導體已經在一些應用中得到了使用，不過幾乎都是處於實驗階段。這些應用包括風力渦輪發電機、磁懸浮列車示範專案、短距離輸電電纜、磁共振成像裝置，特別值得一提的是，還用於實驗性託卡馬克核聚變反應堆的電磁線圈。

在一家名為Commonwealth Fusion Systems的核聚變初創公司中，託卡馬克裝置的應用尤為關鍵，因為在製造線圈時，工程師們不得不發明一種工藝，將通常易碎的銅氧化物超導材料加工成帶狀，以便用來製作成環形線圈，這種線圈能夠承載非常大的電流，進而產生極強的磁場。

He教授表示：“使用超導體來提供如此大的電流是非常理想的，因為它不會產生熱量。這意味著，首先，線圈本身直接損失的能量會少得多；其次，也不需要那麼多的冷卻功率來散熱。”

儘管如此，技術上的障礙依然巨大。He教授說：“有人可能會提出，在電動機內部，由於空氣動力學摩擦，仍然需要散掉大量的熱量。那麼問題就變成了，如何管理電動機內部的整體熱量呢？”

對於這一挑戰，工程師們至少擁有一個有利的環境，即寒冷且流動快速的空氣。He教授認為，工程師們將能夠利用電動機及其他部件上方的 “大量氣流” 來輔助散熱。巧妙的設計能夠 “利用氣流的動能”。

Llewellyn在峰會上透露，為了測試不斷發展的燃料電池推進系統，空客公司已在格勒諾布林建造了一個獨特的測試中心，名為 “液氫試驗板”。他說：“我們與Air Liquide Advanced Technologies公司合作建造了這個設施。這個試驗板是一個多功能測試平臺，旨在模擬未來飛機架構的關鍵要素：儲氫罐、閥門、管道和泵，使我們能夠全面驗證不同的配置。而且這個測試設施正在幫助我們深入瞭解安全性、氫氣操作、儲氫罐設計、加油、排氣和測量等方面的關鍵資訊。”

Llewellyn補充道：“在整個2025年，我們將繼續測試完整的液氫及分配系統。到2027年，我們的目標是邁出更大的重要一步，對完整的端到端系統進行測試，包括燃料電池發動機以及液氫儲存和分配系統，這將使我們能夠評估實際執行中的整個系統。”

Glenn Zorpette（本文作者）作為空客公司的嘉賓前往了圖盧茲。