本田技術(shù)研究所 先進(jìn)動(dòng)力單元·能源研究所 先進(jìn)能源研究 Chief Engineer

安田 大志

2004年加入Honda。從事四輪柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)工作多年，在成立先進(jìn)動(dòng)力單元·能源研究所的同時(shí)，踏上了燃料研究之路。還成立了一個(gè)內(nèi)部志愿者工作組，討論航天領(lǐng)域燃料的理想狀態(tài)。

本田技術(shù)研究所 先進(jìn)動(dòng)力單元·能源研究所 燃?xì)廨啓C(jī)開發(fā)室 Assistant Chief Engineer

石丸 大祐

2019年加入Honda。從事航空用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制造和維修相關(guān)的研發(fā)工作。與此同時(shí)，還參加工作組，并開始與SAF有關(guān)的活動(dòng)。之前的工作是在國(guó)內(nèi)重工制造商開發(fā)機(jī)體組裝技術(shù)等。

本田技術(shù)研究所 先進(jìn)動(dòng)力單元·能源研究所 先進(jìn)能源研究 Assistant Chief Engineer

山本 修身

2004年加入Honda。在四輪事業(yè)本部的研究所（現(xiàn)四輪事業(yè)本部制造中心）負(fù)責(zé)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣凈化催化劑的研發(fā)。并且研究開發(fā)利用二氧化碳和氫轉(zhuǎn)化為SAF的催化材料技術(shù)。

本田技術(shù)研究所 先進(jìn)動(dòng)力單元·能源研究所 燃?xì)廨啓C(jī)開發(fā)室 Assistant Chief Engineer

中野 美央子

2006年加入Honda。從事燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)“HF120”開發(fā)過程中的空氣動(dòng)力技術(shù)開發(fā)和軟件驗(yàn)證等。目前正在進(jìn)行下一代動(dòng)力單元“燃?xì)廨啓C(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)”的初期研討和性能確認(rèn)。

——請(qǐng)談一談Honda的SAF研究。為什么要開展這項(xiàng)研究呢？

安田：乘坐飛機(jī)出行對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)很大，因此在航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的措施備受關(guān)注。我認(rèn)為，隨著對(duì)航空公司監(jiān)管的加強(qiáng)，在小型商務(wù)噴氣式飛機(jī)等領(lǐng)域也需要加快脫碳的步伐，從整個(gè)行業(yè)的角度努力減少二氧化碳排放。

Honda在摩托車和汽車等地面移動(dòng)出行工具領(lǐng)域，通過電動(dòng)化和利用氫能源推進(jìn)脫碳，而在難以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化的航天領(lǐng)域，Honda力爭(zhēng)通過其他方法實(shí)現(xiàn)碳中和。我認(rèn)為，在航天領(lǐng)域有兩個(gè)重要的任務(wù)——“提高動(dòng)力單元的效率”和“研發(fā)SAF”。

安田在Honda主管SAF的研究

安田：我們是開發(fā)和制造飛機(jī)的，所以我們的基本任務(wù)是致力于機(jī)身和動(dòng)力單元的技術(shù)升級(jí)，在這兩個(gè)方面，我們都在進(jìn)行提高燃油經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)開發(fā)。但是，單憑這樣無法實(shí)現(xiàn)二氧化碳的零排放，所以SAF等環(huán)境技術(shù)也變得越來越重要。

SAF是通過與現(xiàn)有噴氣燃料混合或?qū)⑵淙〈南乱淮剂?，與使用化石燃料相比，有望減少二氧化碳排放量。2020年先進(jìn)動(dòng)力單元·能源研究所（HGPU）成立，航空燃?xì)廨啓C(jī)（GT）開發(fā)部門和能源研究部門被劃歸為同一組織，自那以后公司內(nèi)部對(duì)SAF的討論越來越熱烈。

在此期間，我們成立了一個(gè)跨部門的內(nèi)部志愿者工作組，討論航天領(lǐng)域燃料的理想狀態(tài)，并從“制定規(guī)則”“使用”和“制造”三個(gè)角度開展了SAF相關(guān)活動(dòng)。

從“制定規(guī)則”“使用”和“制造”三個(gè)角度推進(jìn)SAF的研究

——請(qǐng)分別談一談“制定規(guī)則”“使用”和“制造”這三個(gè)方面。

石丸：首先是“制定規(guī)則”。飛機(jī)會(huì)在世界各地的機(jī)場(chǎng)加油，所以航空燃料有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也就是規(guī)則。新開發(fā)的SAF也一樣，用作航空燃料時(shí)要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）將在由美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）以及機(jī)體?發(fā)動(dòng)機(jī)制造商（OEM）組成的“FAA/OEM Review Panel”的審查中獲得批準(zhǔn)后作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定。

Honda也于2022年6月加入“FAA/OEM Review Panel”，支持制定新燃料的規(guī)則，并為確保SAF的安全性和推進(jìn)SAF的普及做出貢獻(xiàn)。

石丸負(fù)責(zé)制定規(guī)則的核心工作

――Honda是如何加入該組織的呢？

石丸：首先是我個(gè)人發(fā)起的挑戰(zhàn)。當(dāng)我知道有這個(gè)評(píng)估組織的時(shí)候，我認(rèn)為Honda也應(yīng)當(dāng)加入進(jìn)去。

Honda經(jīng)營(yíng)機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)，可以在整個(gè)過程中順利地測(cè)試和評(píng)估新的SAF，同時(shí)也可以將在這一過程中積累的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于SAF的研究和發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)。我認(rèn)為越早加入越好，于是自作主張聯(lián)系了相關(guān)組織，請(qǐng)他們介紹FAA的領(lǐng)導(dǎo)人。直接溝通之后對(duì)方當(dāng)即欣然接受，我們就這樣順利地加入了

前幾天我還首次參加了在佛羅里達(dá)舉行的會(huì)議。與會(huì)者的知識(shí)淵博自不必說，令我深受感動(dòng)的是他們的態(tài)度，他們不是為了自己的利益而行動(dòng)，而是從整個(gè)行業(yè)的角度認(rèn)真思考如何制定能夠?yàn)榭沙掷m(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)的規(guī)則。雖然Honda能做出的貢獻(xiàn)還在將來，但能夠參與到這項(xiàng)活動(dòng)中，我感到很自豪。

石丸（左）說：“因?yàn)镕AA已經(jīng)允許我們參加，所以公司內(nèi)部的批準(zhǔn)也很順利?！?/p>

——下面請(qǐng)談一談“使用”的情況。

安田：作為SAF的使用方，我們需要確認(rèn)機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)是否能夠適應(yīng)新的SAF，在使用過程中是否會(huì)產(chǎn)生問題。

石丸：我們發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過認(rèn)證的SAF中，有幾種直接加注到最近的發(fā)動(dòng)機(jī)中也是沒有問題的。日前，Honda在與通用電氣公司（GE）聯(lián)合進(jìn)行的HF120渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試中證實(shí)，即使100％使用SAF也能達(dá)到不亞于普通噴氣燃料的性能。

100％使用SAF的航空發(fā)動(dòng)機(jī)“HF120”試驗(yàn)成功

——說到Honda就不得不提動(dòng)力單元。這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)揮作用吧。

中野：“燃?xì)廨啓C(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)（GT-Hybrid）”也開始測(cè)試SAF的使用情況，該系統(tǒng)是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)和電池的混合動(dòng)力單元，有望安裝在Honda eVTOL上。我們的目標(biāo)是通過高性能的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)配合發(fā)電機(jī)和電池來降低燃料消耗，再通過SAF的加持，進(jìn)一步減少二氧化碳的排放。

中野從初期開始就參與了GT-Hybrid的開發(fā)

Honda eVTOL是一款電動(dòng)垂直起降飛機(jī)，與傳統(tǒng)的空中移動(dòng)出行工具相比，它的安全性、便利性、靜謐性更好，讓空中移動(dòng)出行變得觸手可及

中野：為了實(shí)現(xiàn)空中碳中和，應(yīng)當(dāng)通過提高動(dòng)力單元本身的環(huán)保性能來減少二氧化碳排放，并在此基礎(chǔ)上利用SAF。

石丸：我們還在改造研發(fā)HF120的和光研究所的設(shè)備，以便從現(xiàn)有的噴氣燃料輕松地切換到SAF。今后，如果能夠?qū)⒂糜谘芯康牟糠秩剂细臑镾AF，那么即使在研究開發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)，也可以有助于減少二氧化碳的排放，還可以加快研究的進(jìn)度。

Honda自主研發(fā)并不斷升級(jí)的歷代航空發(fā)動(dòng)機(jī)。右側(cè)前方是現(xiàn)在的“HF120”

“GT-Hybrid的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)”的實(shí)物模型。左圖：左側(cè)為燃?xì)廨啓C(jī)，右側(cè)為發(fā)電機(jī)

——關(guān)于第三點(diǎn)“制造”，Honda研究的SAF是一種什么樣的物質(zhì)？

安田：它是由二氧化碳和氫產(chǎn)生的合成燃料（e-fuel）。SAF一般是由植物、廢棄物等制造的生物燃料，但地球上沒有足夠的生物資源讓所有航空燃料都變?yōu)镾AF。在東南亞為了生產(chǎn)棕櫚油，熱帶森林被砍伐成為了一個(gè)問題。生物資源是有限的，因此我們希望實(shí)現(xiàn)的是e-fuel。

山本介紹正在開發(fā)的e-fuel

山本：我正在研究開發(fā)合成燃料所需的催化劑。這項(xiàng)工作有兩個(gè)重點(diǎn)。

第一個(gè)重點(diǎn)是，如何減少二氧化碳的轉(zhuǎn)化損耗。作為材料投入的二氧化碳需要毫無保留地產(chǎn)生反應(yīng)，并且高效地轉(zhuǎn)化為燃料。

第二個(gè)重點(diǎn)是，它能有多接近噴氣燃料的組成。包括SAF在內(nèi)的噴氣燃料主要由碳?xì)浠衔锝M成，碳?xì)浠衔锏奶紨?shù)在8-16左右，e-fuel也要實(shí)現(xiàn)相同的碳數(shù)。我們正在研究的催化劑是為了將二氧化碳與氫相結(jié)合，使碳數(shù)為1的二氧化碳接近噴氣燃料的組成。如何將這種催化劑投入實(shí)際應(yīng)用是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。

左側(cè)是e-fuel，右側(cè)兩個(gè)是正在研究的催化劑

——實(shí)現(xiàn)e-fuel的研究進(jìn)展順利嗎？

山本：各種各樣的制作方法不斷地被研發(fā)，包括將二氧化碳加工成其他氣體或液體后再轉(zhuǎn)換成e-fuel等，但像我們這樣直接將二氧化碳合成e-fuel的做法還比較少，因?yàn)檫@種做法雖然損耗少，但技術(shù)難度較大。

我原本從事的是汽車尾氣凈化催化劑的研究，通過這項(xiàng)研究積累的知識(shí)幫助我找到了這種催化劑。

現(xiàn)在的部門中有在F1從事燃料開發(fā)的成員，同組也有研究直接空氣碳捕獲（DAC）技術(shù)*的團(tuán)隊(duì)。更有像石丸先生這樣直接從一線獲取燃料認(rèn)證過程知識(shí)的人。可以說我們是通過發(fā)揮Honda的綜合實(shí)力推動(dòng)SAF的開發(fā)。Honda在世界多地銷售了各種產(chǎn)品，不僅擁有豐富的燃料使用經(jīng)驗(yàn)還有許多可靠的伙伴，這讓研究人員心里非常有底氣。

*Direct Air Capture：直接從大氣中回收二氧化碳的技術(shù)

將黑色e-fuel進(jìn)行提純處理，可以產(chǎn)生SAF等燃料

——每一位工程師都滿懷熱情地投入工作，就是Honda不忘初心的意義吧。最后關(guān)于空中碳中和的措施，請(qǐng)談一談各自的想法。

山本：我回想過自己小時(shí)候是否有這么多極端天氣。二氧化碳濃度和極端天氣的直接關(guān)聯(lián)性至今仍在討論中，但不管如何，我不想讓肩負(fù)未來的孩子們來還這筆債。我將以此為動(dòng)力，專注于每日的研究工作，為碳中和做出貢獻(xiàn)。

中野：要實(shí)現(xiàn)自由移動(dòng)出行的喜悅，必須兼顧“碳中和”和“擴(kuò)大移動(dòng)出行的可能性”。這是一個(gè)相互矛盾的難題，但我認(rèn)為應(yīng)該從力所能及的事情開始逐步采取行動(dòng)。現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C(jī)等內(nèi)燃機(jī)是非常適合空中移動(dòng)出行的技術(shù)。不能因?yàn)榕欧哦趸季头穸ㄋ踔练艞壦?，而是?yīng)該在使用方法和燃料等方面下功夫，實(shí)現(xiàn)清潔且愉快的移動(dòng)出行。

通過聚集不同專業(yè)領(lǐng)域的研究人員，推動(dòng)SAF的研究

石丸：Honda作為飛機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制造商，致力于發(fā)展能夠做出貢獻(xiàn)的方法，包括通過技術(shù)減少燃料消耗，使用SAF，以及制造SAF等。雖然很多都還處于基礎(chǔ)研究階段，但Honda的研究立場(chǎng)很簡(jiǎn)單——“因?yàn)樾枰觥?，這是Honda了不起的地方。在Honda從事的研究中，我希望幫助孕育更多的可能性。

安田：與現(xiàn)在相比，以前汽車的尾氣非常臟，對(duì)健康的危害非常大。但是，通過尾氣凈化技術(shù)等的升級(jí)，大幅度地提高了尾氣的清潔度，為改善空氣污染做出了貢獻(xiàn)。只要有Honda的綜合實(shí)力，同樣的事情也可以在航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。雖然難度很大，但我希望通過技術(shù)的升級(jí)跨越障礙，讓未來世界也能夠乘坐飛機(jī)出行，享受飛行的樂趣。