我們離“開飛機(jī)上班”有多遠(yuǎn)

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如果你生活在大都市，當(dāng)面對(duì)立交橋上一動(dòng)不動(dòng)的“車龍”時(shí)，也許，有個(gè)瞬間你會(huì)腦洞大開：要是能開著飛機(jī)上班就好了！

這并非戲謔，很有可能是未來(lái)的一種真實(shí)場(chǎng)景。1997年上映的法國(guó)科幻電影《第五元素》就描繪了未來(lái)的空中立體交通，公共汽車、出租車、私家車在空中飛來(lái)飛去?？梢?，20多年前，人們就幻想過讓飛行器進(jìn)入尋常生活。

去年12月11日，英國(guó)廣播公司（BBC）報(bào)道稱，世界上第一架全電動(dòng)商用飛機(jī)已完成首次試飛，從加拿大的溫哥華起飛，飛行時(shí)長(zhǎng)約15分鐘。這架飛機(jī)改裝自一架水上飛機(jī)，名為“海貍”，可以乘坐6人，由加拿大港灣航空公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官格雷格·麥克杜格爾駕駛。在加拿大試飛的“海貍”并非世界首架試飛成功的電動(dòng)飛機(jī)，中國(guó)在去年10月28日也試飛了自主研制的四座電動(dòng)飛機(jī)RX4E，是在遼寧沈陽(yáng)財(cái)湖機(jī)場(chǎng)首飛成功的。這架飛機(jī)由遼寧通用航空研究院研制，起飛重量達(dá)1200千克，續(xù)航時(shí)間1.5小時(shí)，航程300千米。

這兩次成功試飛標(biāo)志著人類已經(jīng)跨入電動(dòng)飛機(jī)時(shí)代。今后人們的出行可能會(huì)更多地依賴飛機(jī)，甚至飛機(jī)會(huì)變得像今天的小汽車一樣普遍。更重要的是，電動(dòng)飛機(jī)預(yù)告了一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代的來(lái)臨，并會(huì)從通勤上給予人們更多的幸福感。

2019年6月，極光大數(shù)據(jù)以國(guó)內(nèi)GDP排名前10的城市作為研究對(duì)象，發(fā)布《2018年中國(guó)城市通勤研究報(bào)告》。報(bào)告顯示，排名第一的北京，平均通勤路程13.2千米。每天有610萬(wàn)人乘公共交通工具出行，其中，超過 20%的人要在地上地下?lián)Q乘，有50萬(wàn)人每天平均乘車時(shí)間超過3小時(shí)。同樣根據(jù)這份報(bào)告，北京、上海、廣州、深圳這四座城市，每天通勤的擁堵時(shí)長(zhǎng)占通勤總時(shí)長(zhǎng)的比例分別為51%、46%、48%和44%，這意味著擁堵奪去人們上班路上一半的時(shí)間，也偷去了大多數(shù)年輕人的青春。如果以全年232個(gè)工作日計(jì)算，在北京，每人每年在通勤路上光是擁堵就耗費(fèi)174個(gè)小時(shí)。

時(shí)間就是效率，時(shí)間也是金錢，時(shí)間更是幸福。僅以幸福而言，無(wú)論是上班、社會(huì)交往，還是生活購(gòu)物，通勤時(shí)間越短，人們就越幸福，反之則焦慮和痛苦。2019年2月，《中國(guó)青年報(bào)》社會(huì)調(diào)查中心聯(lián)合問卷網(wǎng)，對(duì)1966名在大城市工作的青年進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示，85.3%的受訪青年稱，通勤不便降低了自己的幸福感。受訪者在生活中最常遇到的通勤問題是：交通擁堵（66.9%）、耗時(shí)長(zhǎng)（61.5%）和距離遠(yuǎn)（50.5%）。

在路面通勤變得更困難，交通更擁堵的情況下，立體交通就具有更大的優(yōu)勢(shì)，小型電動(dòng)飛機(jī)也將成為人們的通勤選擇。正如麥克杜格爾所稱，更便宜的電力短途航班可以改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞胶凸ぷ鞯攸c(diǎn)。如果人們?cè)敢忾_一小時(shí)車去上班，為什么不坐15分鐘的飛機(jī)去呢？

電動(dòng)飛機(jī)的優(yōu)勢(shì)也不只是在空中飛得快，它的另一個(gè)巨大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能和環(huán)保。這是確保人類社會(huì)向著可持續(xù)方向發(fā)展的一條正確之路，也是必由之路?，F(xiàn)代的化石燃料飛機(jī)對(duì)全球溫室氣體排放和全球變暖負(fù)有重要責(zé)任，很多環(huán)保人士在通勤時(shí)選擇不乘坐飛機(jī)。

歐盟委員會(huì)的研究顯示，全球航空運(yùn)輸所產(chǎn)生的碳排放大約占到了人類活動(dòng)所排放的二氧化碳總量的2.8%～3%，而且，鑒于民航業(yè)成為全球增長(zhǎng)最快的碳排放源之一，國(guó)際民用航空組織（ICAO）一直在鼓勵(lì)人們更多地使用高效的生物燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和更輕的飛機(jī)材料，并優(yōu)化航線。電動(dòng)飛機(jī)就是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生的。現(xiàn)在看來(lái)，加拿大的“海貍”電動(dòng)飛機(jī)既可以不燒燃油以減少溫室氣體排放，又可以在維護(hù)成本上節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元，因?yàn)殡妱?dòng)馬達(dá)的維護(hù)成本比燃油發(fā)動(dòng)機(jī)要少很多。

不過，電動(dòng)飛機(jī)現(xiàn)在最大的短板是，續(xù)航時(shí)間和飛行距離短。加拿大的“海貍”電動(dòng)飛機(jī)加裝了一臺(tái)由美國(guó)MagniX公司研發(fā)的750馬力的電力推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用被用于國(guó)際空間站的鋰電池，可讓飛機(jī)持續(xù)飛行約160千米。中國(guó)的RX4E飛機(jī)續(xù)航時(shí)間1.5小時(shí)，航程300千米，優(yōu)勢(shì)更加明顯。但是，無(wú)論是160千米還是300千米，對(duì)于從一個(gè)城市到另一個(gè)城市或在一個(gè)大城市內(nèi)作為通勤工具，已經(jīng)綽綽有余。即便“海貍”電動(dòng)飛機(jī)依靠鋰電池只能飛行160千米，對(duì)于大多數(shù)加拿大港灣航空公司的短途航班來(lái)說已經(jīng)足夠，未來(lái)如果用于北京、上海、深圳等城市，當(dāng)然也不成問題。

鋰離子電池被視為今天的“電動(dòng)能源之最”，但是該電池的發(fā)展也出現(xiàn)了瓶頸，現(xiàn)有體系的鋰離子電池能量密度已經(jīng)從每年7%的增長(zhǎng)速率下降到2%，并正在逐漸逼近極限。其中一個(gè)重要的原因是，鋰電池會(huì)產(chǎn)生重大安全問題—枝晶。鋰離子電池放電時(shí)鋰會(huì)被氧化成離子進(jìn)入電解質(zhì)最終抵達(dá)正極;重新充電時(shí)，這些鋰離子會(huì)再沉積到鋰金屬負(fù)極的表面。這種沉積往往不均勻，隨著鋰電池的頻繁使用，鋰金屬表面會(huì)長(zhǎng)出針狀或樹枝狀的鋰枝晶。枝晶生長(zhǎng)得過長(zhǎng)就會(huì)折斷，不再參與反應(yīng)，給電池體系帶來(lái)不可逆的容量損失。更危險(xiǎn)的是，長(zhǎng)大的枝晶會(huì)刺破電池正負(fù)極之間的隔膜，造成短路，可能造成電池過熱自燃或爆炸。

因此，現(xiàn)在除了要對(duì)鋰離子電池研究有所突破以實(shí)現(xiàn)能量密度更高、更安全、充電更快外，還可以研發(fā)超越鋰離子電池的新動(dòng)力電池，如鋰硫電池、鋰空氣電池、鈉離子電池等，從而滿足電動(dòng)飛機(jī)的需求，也滿足電動(dòng)汽車、火車和輪船對(duì)于電池動(dòng)力的新需求，由此就有可能讓電動(dòng)飛機(jī)飛得更遠(yuǎn)，續(xù)航能力更強(qiáng)。

未來(lái)，如果鋰離子電池的性能有了大幅提升，或研發(fā)出動(dòng)力更強(qiáng)大的動(dòng)力電池后，電動(dòng)飛機(jī)續(xù)航時(shí)間和飛行距離短的問題便會(huì)迎刃而解，能夠飛行500～1000千米、搭載5～10人的小飛機(jī)就會(huì)成為城市內(nèi)、城際之間的新型運(yùn)輸工具。這些電動(dòng)飛機(jī)相較于大型的、可飛行數(shù)千千米的民航飛機(jī)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。由于成本低、環(huán)保，而且能滿足一般人的通勤需求，其機(jī)票的價(jià)格會(huì)大大低于大型燃油飛機(jī)，而且小型電動(dòng)飛機(jī)的航線會(huì)越來(lái)越多，也會(huì)更靈活，甚至可以按需飛行，就像私家車一樣。

國(guó)際上一些大公司已經(jīng)在對(duì)電動(dòng)飛機(jī)的運(yùn)營(yíng)進(jìn)行布局，現(xiàn)在已經(jīng)開始籌劃空中租車服務(wù)的公司超過20家，包括波音和空中客車等傳統(tǒng)飛機(jī)制造商，西門子、Lilium等電子巨頭以及共享出行巨頭優(yōu)步（Uber）。特斯拉創(chuàng)始人埃隆·馬斯克此前也曾發(fā)推特表示，特斯拉有望在5年內(nèi)推出電動(dòng)飛機(jī)，理由是，雖然目前在能量密度方面，航空燃油勝過鋰電池，但電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的重量要輕得多，而且將儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的效果比燃油內(nèi)燃機(jī)好得多，當(dāng)然也更環(huán)保，成本更低。

未來(lái)已來(lái)。當(dāng)更節(jié)能、更靈活方便的電動(dòng)飛機(jī)成為像私家車一樣的通勤工具時(shí)，所有人的生活也將升級(jí)換代。

（本文選自：百科知識(shí) 2020年05期）