本文刊载于《瞭望东方周刊》（2025年第5期，总第928期），原题为《低空“氢”风徐徐来》。
文丨张静，实习生吕智朴 编辑顾佳贇
国内首架氢燃料电池增程式电动飞行汽车采用氢电混合动力系统，试飞实现了超过60公里的满载航程，证明其性能非常适合城市短途通勤。
2024年8月29日，浙江杭州，全球首款百公里级氢动力长航程多旋翼无人机，在北京航空航天大学杭州国际校园起飞。这款无人机被命名为“天目山一号”
近期，浙大城市学院与北京伯肯节能科技股份有限公司（以下简称“北京伯肯”）合作，成功试飞国内首架氢燃料电池增程式电动飞行汽车。这款飞行汽车采用氢电混合动力系统，本次试飞实现了超过60公里的满载航程，证明其性能非常适合城市短途通勤。据悉，相关氢能技术在国内大型飞行汽车领域的应用尚属首次。
氢能，清洁高效，潜力无限，其开发与利用已经成为新一轮世界能源变革的重要方向。为落实《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，工业和信息化部、国家发展改革委、国家能源局于2024年12月30日联合发布实施《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》（以下简称《实施方案》）。《实施方案》聚焦清洁低碳氢替代，氢燃料电池汽车，氢动力船舶、航空、轨道交通装备等应用场景，系统化提出30项具体工作任务。
另据中国氢能联盟研究院统计，全国有23省（区、市）把氢能写入2025年政府工作报告，将发展氢能作为能源经济高质量发展的重要方向。
在低空经济快速发展的背景下，氢能驱动在低空飞行器领域的应用展露出广阔前景。低空经济和以氢能为代表的先进能源都是新兴产业的重点培育方向，“氢能+低空”或将在很大程度上重塑城市交通。
飞行汽车
氢能汽车在2024年迎来多个政策利好，氢内燃机和氢燃料电池成为氢能汽车的发展技术路线。
从政策层面看，2024年7月印发的《中共中央 国务院关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》明确提出，推进氢能“制储输用”全链条发展。在 2025年1月1日起施行的《中华人民共和国能源法》中，氢能首次被明确纳入能源管理体系，这一变革对航空产业尤其是电动航空产业意义深远。
过去，在公众认知中，氢可能代表着爆炸和危险。如今，氢能在国家文件中得到“正名”，氢能飞行器的命运也由此发生转变。可以预见的是，在政策持续推动下，随着制氢、用氢端束缚的逐步减轻，相关企业对于氢能飞行器业务的投入和开拓会变得更加大胆与顺畅。在不断的技术提升与应用拓展中，“氢能+低空”场景的示范成绩会被更多人看到。政策鼓励，社会欢迎，这一领域势必迎来广阔的发展空间。
浙大城市学院与北京伯肯合作的这款飞行汽车全名是“氢燃料电池增程式电动飞行汽车”。作为一款氢能电动垂直起降飞行器（eVTOL），其起飞方式与直升机相似，无需长跑道即可实现垂直起降。
“这款飞行汽车搭载了创新的氢电混合动力系统，该系统融合氢燃料电池的高能量密度和电动系统的环保特性，赋予了飞行汽车卓越的性能和续航力。满载状态下，其最大航程可超过60公里。”北京伯肯节能科技股份有限公司董事长徐焕恩告诉《瞭望东方周刊》。
信达证券分析，飞行汽车和汽车产业链契合度较高，我国在飞机及新能源汽车领域积累的技术经验和产业链优势有望规模化转移至飞行汽车领域。摩根士丹利预测，至2050年，飞行汽车的全球市场规模将达9万亿美元（约合65万亿元人民币），而中国潜在市场规模将达2.1万亿美元（约合15万亿元人民币）。
独特优势
目前，90%以上低空飞行器都采用锂电池。和锂电池相比，氢燃料电池有其独特优势。
浙大城市学院特聘教授张新丰向《瞭望东方周刊》介绍，氢燃料电池的能量密度远高于锂电池，在相同重量情况下，氢燃料电池可以为低空飞行器提供更长的续航里程，满足一些对飞行距离要求较高的应用场景，如跨区域运输等。
在备受关注的城市空中交通领域，氢燃料电池可用于电动垂直起降飞行器（eVTOL）的动力系统，解决其续航里程短的问题，使其能够实现更远距离的城市间或城市内快速运输，缓解地面交通压力，提高城市交通的效率和便捷性。
2024年，纯电动垂直起降飞机制造商——美国Joby公司的2.5吨级水冷液氢动力倾转翼eVTOL S4首飞，飞行距离达到841公里，远高于纯电动力eVTOL最大续航里程。
氢燃料电池能量密度高，意味着同样体积的电池能够存储更多的能量，因此可减少飞行器上电池的总重量，进而提高飞行器的载荷能力和飞行效率，这对于一些需要携带较多载荷的低空飞行器来说尤为重要。
“氢燃料电池的加氢时间仅需几分钟，在工业无人机上也可以采用快换式紧固件链接方式，更换时间也很短；锂电池的充电时间通常较长，即使采用快充技术，也需要几十分钟甚至更长时间才能充满电。在低空飞行器的运营中，快速充能可显著提高飞行器使用效率，减少因充电等待而造成的运营时间损失，尤其适合于高频次起降的飞行任务，如城市空中交通中的短途运输等。”张新丰说，“氢燃料电池在低温环境下表现出色，-40℃仍可自启动，而锂电池在-20℃以下就无法充电且里程损失可能高达30%。低空飞行器在一些寒冷地区或高海拔地区运行时，经常会面临低温环境的挑战，氢燃料电池的这一优势使其能够更好地适应这些恶劣条件，保证飞行器的正常启动和稳定运行，确保任务顺利完成。”
2024年3月28日，科研人员在为无人机装配高比能氢混动力电源（潘昱龙/摄）
氢能无人机凭借显著优势，在长距离大载重的物流配送、综合应急救援、大范围基础设施巡检、地理测绘与林业安防等低空领域均适用。“氢能+低空”双重蓝海赛道，有望构成一个新增长极。
2025年1月18日至19日，黑龙江省交通运输厅会同黑龙江省邮政分公司在大兴安岭地区开展无人机高寒地区测试飞行，飞行路线为加格达奇至新林，室外温度低至-35℃，执飞机型为协氢氢能无人机“擎天H100”。大兴安岭地区位于我国最北端，大部分地区都是原始森林，人烟稀少，冬季严寒，昼短夜长，对于包裹寄递来说可谓“难上加难”。据大兴安岭邮政无人机操作员小宇介绍，在大兴安岭地区使用的氢能无人机最大起飞重量达到100公斤，飞行时间达3个小时，飞行半径50公里，具备在高寒环境下稳定飞行的性能。
“擎天H100”目前已广泛应用于吊运、光伏板清洗、玻璃幕墙清洗、喷洒、物流运输、医疗物资运输、消防灭火、巡检等领域。
张新丰表示，由于目前氢动力系统（包含燃料电池和储氢系统）还存在转换效率不高、综合能量密度和可靠性还需进一步提升等问题，一些低空企业选择了氢燃料电池/氢锂耦合技术路线。这种技术路线结合了氢燃料电池的高能量密度和锂电池的高功率密度，使得动力系统在不同飞行阶段下能够承担不同的负载，从而提高整个系统的效率和性能。例如，eVTOL在悬停、爬升、巡航、降落过程中对功率要求不同，而氢燃料电池与锂电池的混合动力系统能够更好地满足这些需求。
新突破，新机遇
2025年1月9日，中国成功完成全球首架吨级风冷液氢动力混合动力倾转翼eVTOL试飞，标志着我国在低空经济和氢能航空领域实现重要突破。
这款eVTOL起飞总重约680公斤，载重能力120至160公斤，搭载液氢燃料储存系统和高效风冷燃料电池系统，在轻量化和高能效设计上达到国际领先水平。这款飞行器成功试飞，为解决低空经济续航难题提供了突破性方案，并填补了多项国内外空白。
与2024年美国Joby公司试飞的2.5吨级水冷液氢eVTOL相比，中国团队的风冷系统设计更紧凑轻便，避免了水冷系统复杂结构和重量的劣势，大幅提升了航程和经济性。
“氢能+低空”的路径不但助力飞行器技术获得一系列突破，还在推动储能革命、能源革命、城市交通革命方面显示出更多可能。
“北京伯肯有丰富的氢储能经验，我们在2022年冬奥会承担了储氢和供氢任务，为低空经济发展打下了一定基础。未来我们将进一步解决氢能搭载到飞机上的安全性、供应保障等问题。这次试飞演示是一小步，也是将来一大步的基础，发展‘氢能+低空’不仅有经济价值，还有更高的科技价值。”徐焕恩说，“低空飞行器不管用氢能还是用电池，都是对能源协作发展的有益尝试，这样的尝试越多，‘氢能+低空’产业链上就会出现更多科技进步成果。”
业内人士认为，氢燃料电池在低空领域的广泛应用，对于产业链上游的氢气生产、储存和运输，中游的氢燃料电池制造，以及下游的飞行器制造等环节都将带来新的发展机遇。“氢能+低空”有望形成完整的产业链，不断降低生产成本，提高生产效率，推动氢燃料飞行器实现大规模商业化。
“2024年以来，多个地方都在规划发展‘氢能+低空’相关产业。比如，张掖经开区规划建设了氢能·零碳产业园，为助推‘零碳’城市建设作出积极贡献。产业园将促进相关产业的集聚和发展，提高城市的产业竞争力，同时也为城市创造更多的就业机会和经济增长点。”张新丰说，“氢动力飞行器的应用将带动飞行器制造、技术研发、运营服务等多产业协同发展，推动传统产业升级转型。例如，制造飞机的大型国企可以研究低空飞行物，做太阳能电站维护与检测的企业可以考虑用无人机拓展太阳能电站清洗业务。这种多产业融合的发展模式将为城市带来新的经济增长动力。”
此外，与新能源汽车类似，未来载人低空飞行器的智能化、无人化、交互性都将催生一大批场景创新。
“低空飞行器在空中飞行，机舱内非常热，需要空调；飞控系统要可视化，民用载人飞行器里还要有娱乐设施，还要解决机舱内的噪音问题，为乘客提供更舒适的体验……这些都需要电能供给，都是氢能发展的机遇。”徐焕恩说。
低空经济作为战略性新兴产业，正通过技术创新和政策驱动重塑城市基础设施，推动城市交通向智能化、立体化方向转型。“氢能+低空”能将低空基础设施与城市已有的氢能供给、加注设施联动，催生新产业生态。张新丰认为，随着氢动力飞行器的发展，城市需要建设更多的加氢站来满足其能源补给需求。
2024年6月，北京市首座商用液氢加氢站在大兴机场临空区大兴片区正式开工建设，预计2025年内投入运营，届时预计每天可为约300辆氢燃料电池商用车提供氢能加注服务。“未来，类似的加氢站将越来越多地出现在城市中，形成更加完善的加氢网络，为氢动力飞行器以及其他氢能交通工具提供便捷的能源补给。”张新丰说。
为了满足氢动力飞行器的起降需求，城市需要规划和建设更多的通用机场、临时起降场地、起降点等地面保障设施。
例如，安徽省计划到2025年建设10个左右通用机场和150个左右临时起降场地、起降点，到2027年建设20个左右通用机场和500个左右临时起降场地、起降点。这些起降场地的建设将完善城市的低空交通网络，促进包括氢动力飞行器在内的低空飞行器在城市间的高效运行。
徐焕恩十分看好从郊区到市中心，都市圈以及湾区范围内的跨区域飞行场景。“低空飞行，将极大缩短偏远地区与一线城市、东部发达地区的‘距离’。比如，未来内蒙古的居民可以坐着低空飞行器来北京看病，一个多小时就能到。”
随着“氢能+低空”的发展，西部富氢地区或将迎来历史性发展契机。“中国的氢能资源主要在西部地区，氢能需求主要在东部地区，而低空经济能够串起光伏、氢能等新能源产业链。在西部，以光伏发电直接制绿氢并储存，就会形成风能特色城镇，这给了西部地区一个新的发展机会。”徐焕恩说。
（作者张静系《瞭望东方周刊》低空经济工作室主任）
