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jjybzxw 2025-12-17 10:59

陈聆听/文

2025年12月11日,第七届浙江国际智慧交通产业博览会上,吉尼斯世界纪录官方认证官宣布,北京航空航天大学“天目山一号”氢动力多旋翼无人机以188.605公里的不间断飞行距离,创下了“氢燃料电池驱动多旋翼无人机飞行最长距离”的全球新纪录。

据北京日报报道,本次刷新世界纪录,标志着无人机全程飞行数据均通过了官方实时监测和严格审核,动力系统全程保持稳定、操控性能表现优异,在高速生态巡检、油气管道巡查及应急救援作业等领域具有广阔的应用前景。同时,更标志着中国在氢动力无人机领域取得了突破性进展。

发展氢动力无人机必然性:传统无人机的“续航焦虑”

据解放军报报道,2025年2月,以色列在第十七届阿布扎比国际防务展(IDEX)暨第八届阿布扎比国际海事防务展上展示了新研发的氢动力无人机“掠夺者”(Raider)。有外媒称,“掠夺者”无人机的亮相,意味着氢动力无人机距离飞入战场又近了一步。

早在2005年,美国航空环境公司成功制造并测试了全球首架液氢动力无人机,2012年6月,波音公司的“幻影眼”液态氢动力无人机进行了首次自主飞行,能在不补充燃料情况下在空中停留4天,飞行高度可达2万米。2024年6月,美国Joby公司完成2.5吨级水冷液氢动力倾转翼eVTOLS4首飞,飞行时间长达4小时47分钟,飞行距离达到约841公里。

欧洲国家同样积极布局氢动力航空领域。2020年,欧盟委员会支持开展“洁净天空计划”项目,计划2028年完成氢动力通勤飞机认证和支线飞机试飞。2023年9月,英国成立航空氢能联盟,成员包括易捷航空公司、罗罗公司、空客公司等航空业领军企业。

为何各国纷纷将氢动力无人机视为研发热点?据介绍,传统无人机主要依赖锂电池或燃油发动机。锂电池虽然清洁,但能量密度低,导致续航时间短,通常仅能维持几十分钟到数小时,严重限制了其在长距离巡检、物流运输、应急救援等领域的应用。燃油发动机虽续航较长,但存在噪音大、排放污染、热辐射显著等问题。

据上海证券报报道,多名业内人士对氢能无人机未来的应用落地信心十足。称“锂电池的上限,是氢燃料电池的下限。”

氢燃料电池技术则提供了一种近乎完美的解决方案。其核心优势在于极高的能量密度。相比锂电池,氢燃料电池系统的能量密度可高出数倍,这意味着在相同重量下,无人机能携带更多的能量,从而实现数倍乃至数十倍的续航提升。

氢动力无人机的超长续航能力使其成为一系列特定场景的理想选择。在电网巡检领域,传统锂电池无人机单次飞行通常只能记录3座输电塔的数据,而氢能无人机一次飞行就能记录20座塔的数据。

在2023年12月,氢动力无人机首次在哈尔滨高寒地区成功应用于电网巡检作业。这一突破意味着,即使在零下40摄氏度的极寒条件下,氢动力无人机仍能可靠运行。此外,氢动力无人机在海岛物流、应急救援、油气管道巡查和新能源电站运维等领域也展现出广阔前景。特别在中国北方地区,其耐低温的特性使其成为理想的工作平台。

在环保方面,氢燃料电池工作后的产物只有水,真正实现了零碳排放。这与全球“双碳”目标高度契合,也是各国积极发展氢能航空的重要原因。

我国氢动力无人机加速发展

与国外相比,虽然国内对氢动力无人机研制起步较晚,但发展迅速。自美国“幻影眼”液氢无人机首飞后,清华大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等科研机构率先启动相关技术探索。

2012年前后,同济大学与上海奥科赛飞机公司合作研制的“飞跃一号”等早期型号,初步验证了燃料电池作为航空动力的可能性。此后,随着国家新能源战略的推进和产业链的逐步成熟,研发主体从高校实验室扩展至企业,技术路径也从单纯的燃料电池应用,向储氢、供氢、整机设计等系统化工程迈进。

据澎湃新闻报道,2016年4月,深圳市科比特航空科技有限公司发布全球首款氢燃料电池多旋翼无人机HYDrone1800,续航时间长达273分钟,有效负载能力达5公斤。这款产品采用全碳纤维一体成型设计,实现了工业三防,在雨雪天、高寒地区等多种复杂环境下能正常作业。2020年3月,北京新研创能科技有限公司联合相关机构研发的六旋翼氢燃料电池无人机,更是实现了331分钟的不间断飞行,打破了当时的世界纪录。

在标准框架建立后,中国氢能无人机的发展进入了以关键技术攻关和特定场景应用验证为核心的阶段。

2022年7月,斗山创新与黑龙江省某企业成功实施了氢动力多旋翼无人机DT30N单次飞行60KM江面巡检及30KM高速巡检的应用尝试。DT30全球首创“一体型结构”开发,将科卫泰明星机型KWT-X6L与斗山2.6kW级燃料电池核心系统模块DM030高效结合,是一款真正适合各种作业环境的防水、防尘型工业级无人机。

2023年12月,国网哈尔滨供电公司开展了氢动力无人机在输电线路巡检作业的应用测试,这也是氢动力无人机在高寒地区电网巡检中的首次应用。同月,中国航空工业集团成都飞机工业有限责任公司联合清华大学研发的50千克级氢能源无人机,完成30小时长航时跨昼夜连续飞行,打破了国内同类飞行器纪录。

在商业化落地方面,浙江氢航科技有限公司开创了独具特色的“氢动力增程包”模式。该公司不直接生产整机,而是为市面上已有的行业级锂电无人机提供氢能改装方案。其产品可使无人机单次巡检里程从30公里跃升至70公里,航时延长一倍以上,显著降低了用户使用氢能的门槛。该模式市场反响热烈,仅2025年其签约订单金额已达数千万元。

除氢航科技外,协氢新能源、氢鹏科技等企业也在积极布局。2025年12月,由清研易氢能公司提供动力系统、呼和浩特市现代信息技术学校团队设计的全球首款23kg级氢能动力联接翼垂直起降无人机在内蒙古首飞成功,攻克了在小型无人机上集成氢电系统的技术难题,特别适用于北方低温地区。

同时,跨地域、跨机构的协同创新成为加速器。2025年1月,同尘和光联合西安交大能动学院、追梦空天科技、北京嘉清新能源等机构完成了国内首架吨级液氢电动垂直起降无人机(eVTOL)的试飞。同年8月,同尘和光与哈尔滨工业大学重庆研究院携手,完成青鹟10氢动力多旋翼无人机的液氢能源首飞,创下国内多旋翼无人机液氢动力飞行新纪录。同年中国民用航空飞行学院联合复旦大学、梦氢动力科技公司,构建了从高效制氢、动力集成到适航验证的全链条技术平台。

氢能+低空经济大有可为,成本是制约产业化的重要因素

随着技术不断突破和政策支持力度加大,中国氢动力无人机产业前景广阔。据行业预计,到2030年,中国氢动力无人机市场规模可能突破140亿元,2023至2030年该领域市场规模的复合年均增长率达110%,有望成为低空经济领域的新兴增长极。

然而未来氢动力无人机发展仍面临一些挑战。成本是制约产业化的重要因素之一。证券时报报道,清研易氢副总经理朱建强表示:“氢能无人机制造成本下降,主要靠三个方面:一是绿氢配套;二是规模效应;三是燃料电池系统的价格优化”。

对此,业内人士根据各省份情况提出针对性解决方案。据大河网报道,在河南,可通过“绿电制氢+分布式加氢站+规模化采购”全产业链降本,具体而言用豫北风电、豫西光伏,配清能AEM系统,“绿电+绿氢”本地化生产,成本或压到25元内;在核心区域建分布式加氢站,政府补30%建站费,共享降本;推规模化应用,本地采购核心部件,摊薄成本。

西安交通大学低温氢能应用技术研发试验基地负责人谭宏博教授强调,陕西应加大政策与资金扶持,依托航天、高校、能源资源优势,打造氢动力飞行器产业集群,抢占全国技术高地。作为能源大省,陕西全省化工副产氢超200万吨/年,高品质副产氢约20万吨/年,两百公里内终端用氢成本低于35元/公斤,这为氢能产业发展提供了丰富的资源保障。

随着氢能设备成本下降、基础设施网络完善以及智能化技术突破,“氢能+低空经济”将迈向更智能、更高效、更普惠的全新阶段。氢能无人机、氢能eVTOL等氢能飞行器将有望突破规模化应用瓶颈,成为城市空中交通网络的重要载体。

[引用]

① 氢动力无人机又有新发展.解放军报.2025-04-27.

② 不间断飞行超188公里,北航氢动力无人机刷新世界纪录.北京日报.2025-12-11.

③ 氢能无人机商业化“起飞”还要多久?.上海证券报.2025-07-29.

④ 氢能无人机新突破!全球首款机型在内蒙古试飞成功.新华网.2025-12-08.

⑤ 一罐液氢“撬动”千亿级低空新经济.西安日报.2025-09-23.

⑥ 国内首架在陕试飞成功!记者对话试验基地负责人.华商网.2025-02-12.

⑦ 当“氢能”遇见“低空”河南如何打造差异化布局?.大河网.2025-08-27


jjybzxw 2025-12-17 11:01
氢能驱动蓝天革命:中国氢动力无人机的技术跃迁与产业未来

文 / 陈聆听

2025年12月11日,在第七届浙江国际智慧交通产业博览会上,北京航空航天大学研发的“天目山一号”氢动力多旋翼无人机以188.605公里的不间断飞行距离,成功刷新吉尼斯世界纪录,正式确立了中国在“氢燃料电池驱动多旋翼无人机飞行最长距离”这一前沿领域的全球领先地位。这不仅是一次技术数据的突破,更标志着我国低空经济与清洁能源航空融合发展的关键一步。

这场静悄悄却意义深远的“能源变革”,正在从实验室走向电网铁塔、极寒荒野、海岛物流与应急救援现场。它背后所承载的,是人类对传统无人机“续航焦虑”的终极突围,是对碳中和目标下绿色航空路径的战略布局,更是中国在全球氢能航空赛道上实现弯道超车的历史性机遇。
一、续航困局的终结者:氢燃料电池为何成为无人机的“第二代心脏”?

传统无人机长期受限于两大动力体系:锂电池与燃油发动机。前者清洁但能量密度低,多数工业级机型续航仅30–60分钟;后者虽航程较长,却伴随噪音污染、碳排放高、热信号强等弊端,难以满足现代智能化作业需求。

而氢燃料电池的出现,彻底改写了这一格局。其核心优势在于:
超高能量密度:氢气单位质量能量约为汽油的3倍、锂电池的10倍以上。这意味着相同重量下,氢能系统可提供数倍于锂电的持续输出能力。
零碳排放:反应产物仅为水蒸气,真正实现全生命周期绿色运行,契合国家“双碳”战略。
快速补能:加氢时间通常为3–5分钟,远快于锂电池数小时充电周期,极大提升作业效率。
低温适应性强:尤其适用于北方严寒环境(如哈尔滨零下40℃实测),性能衰减显著低于锂电池。

正如业内所言:“锂电池的上限,是氢燃料电池的下限。”这句话不仅是技术对比的总结,更是对未来能源范式的预判。
二、从实验室到战场边缘:全球氢动力飞行器的发展图谱

尽管中国近年来进展迅猛,但氢动力飞行器的研发早已有全球先例。各国军方与企业早已将目光投向这片蓝海。

| 国家/地区 | 代表性项目 | 技术亮点 |
|-----------|------------|----------|
| 美国      | 波音“幻影眼”(2012) | 液氢驱动,滞空4天,飞行高度达2万米 |
|           | Joby公司eVTOL S4(2024) | 水冷液氢倾转翼,航时4小时47分,航程约841公里 |
| 以色列    | “掠夺者”Raider(2025) | 军用级氢电无人机,具备战术侦察能力 |
| 欧盟      | “洁净天空计划” | 计划2028年前完成氢动力支线飞机认证 |

这些案例表明,氢能航空已不再局限于概念验证,而是逐步迈向实战化、商业化阶段。特别是军事领域,“长航时+隐蔽性+快速响应”的组合特性,使氢动力无人机成为未来战场感知网络的重要节点。

而中国虽起步稍晚,却凭借政策引导、科研协同与产业链整合,在短短十余年间实现了从“跟跑”到“并跑”乃至部分“领跑”的跨越。
三、中国的崛起之路:高校引领、企业落地、全域协同创新

我国氢动力无人机的发展轨迹呈现出鲜明的“产学研用一体化”特征。其演进可分为三个阶段:
(1)技术萌芽期(2010–2015年):高校主导基础探索
清华大学、北航、哈工大等率先开展氢燃料电池航空应用研究。同济大学联合上海奥科赛推出“飞跃一号”,首次验证了燃料电池作为航空主动力的可行性,奠定了理论与工程基础。
(2)产品突破期(2016–2022年):企业入场,首台商用机型问世
2016年,深圳科比特发布全球首款氢燃料多旋翼无人机HYDrone-1800,续航达273分钟,负载5公斤,开启商业化序幕。
2020年,新研创能六旋翼机型实现331分钟飞行,打破当时世界纪录。
此阶段标志是从“能飞”到“好用”的转变,整机设计、防尘防水、工业三防等要求被全面纳入。
(3)生态构建期(2023至今):场景深化、模式创新、跨域协作
2023年,哈尔滨首次在极寒环境下完成电网巡检应用测试;
成飞联合清华研制50公斤级氢能源无人机,实现30小时跨昼夜连续飞行,创下国内纪录;
浙江氢航科技首创“氢动力增程包”模式——不造整机,专为现有锂电无人机提供氢能改装方案,单次巡检里程由30公里跃升至70公里,航时翻倍以上,大幅降低用户转换成本;
2025年,清研易氢能提供动力、内蒙古师生团队设计的全球首款23kg级联接翼垂直起降氢能无人机成功首飞,攻克小型化集成难题;
同尘和光联合西安交大、哈工大重庆研究院,完成国内首架吨级液氢eVTOL试飞及青鹟10多旋翼液氢首飞,推动液氢储运技术实用化。

这一系列成果背后,是“高校攻关核心技术—企业转化产品形态—地方政府搭建应用场景—金融机构支持规模化采购”的新型创新生态正在形成。
四、“氢能+低空经济”:千亿市场的爆发前夜与现实挑战

据行业预测,到2030年,中国氢动力无人机市场规模有望突破140亿元,2023–2030年复合年均增长率高达110%,将成为低空经济中最富增长潜力的细分赛道之一。

氢能飞行器的应用场景正不断延展:
电力巡检:一次飞行覆盖20座输电塔(较锂电提升6倍);
油气管道巡查:长距离、无人区作业的理想平台;
应急救援:高原、地震、洪涝等极端环境中持久侦察与物资投送;
海岛物流:解决偏远岛屿补给难题;
城市空中交通(UAM):未来氢能eVTOL或成空中出租车主力能源形式。

然而,产业化之路仍面临三大瓶颈:
(1)成本居高不下
目前一台中小型氢动力无人机制造成本仍是锂电机型的2–3倍。主要来自三方面:
高纯度氢气生产与运输成本;
燃料电池系统价格较高(尤其是质子交换膜、催化剂铂金用量);
储氢罐体材料(碳纤维复合材料)昂贵。
(2)基础设施薄弱
加氢站稀少、分布不均,尤其在三四线城市和农村地区几乎空白。缺乏“制—储—运—加”一体化网络支撑。
(3)标准与适航体系尚未成型
氢气属于危险品,其航空应用涉及安全规范、飞行许可、空域管理等多个层面,亟需建立统一的技术标准与监管框架。

对此,各地已提出差异化破局策略:
河南模式:“绿电制氢 + 分布式加氢站 + 规模化采购”
利用豫北风电、豫西光伏资源本地制氢;
推广AEM(阴离子交换膜)电解水技术,降低绿氢成本至25元/公斤以内;
政府补贴30%建站费用,鼓励共享式加氢网络;
通过集中采购核心部件摊薄成本。
陕西路径:依托航天军工+能源资源优势
全省化工副产氢超200万吨/年,高品质氢约20万吨/年;
两百公里内终端用氢成本低于35元/公斤;
西安交大建设低温氢能试验基地,聚焦液氢储存与高效利用;
打造“航天级氢能飞行器产业集群”,抢占技术研发高地。

这些地方实践表明,氢能无人机的推广不能依赖单一技术突破,而需构建“技术—产业—政策—市场”四位一体的生态系统。
五、展望未来:当氢能遇见智能,一场低空文明的新启蒙

我们正处于一个历史交汇点:  
一边是人工智能、数字孪生、自主导航等技术日益成熟;  
另一边是氢能作为终极清洁能源的全面崛起。  

当二者在低空相遇,催生的将不只是“飞得更久”的工具,而是一个全新的智能空中服务网络。

未来的氢动力无人机可能具备以下特征:
全自主运行:结合AI视觉识别、边缘计算,实现自动起飞、路径规划、缺陷检测、返航加氢闭环操作;
集群协同作业:多机编队执行大面积巡检任务,数据实时回传云端分析;
氢能微电网联动:无人机与分布式光伏、储能系统联动,在无电网区域实现能源自洽;
城市空中交通枢纽节点:作为氢能eVTOL的“空中驿站”,构建垂直起降机场间的中继链路。

更重要的是,这种变革具有强烈的“普惠性”。通过“增程包”“模块化换装”等方式,传统用户无需更换整机即可升级为氢能平台,降低了转型门槛,加速了技术扩散。
结语:让每一滴氢,托起一片蓝天

“天目山一号”的188.605公里,不只是一个数字,它是无数科研人员在实验室熬过的夜晚,是工程师在极寒风雪中的坚守,是企业家在商业模式上的反复打磨。

它象征着一种信念:  
即使是最轻的元素——氢,也能承载最重的梦想——让中国智造翱翔于世界的高空。

随着绿氢成本下降、燃料电池国产化进程加快、低空空域改革持续推进,氢能无人机正从“技术奇观”走向“产业常态”。未来五年,我们将见证:
氢能不再是少数高端机型的专属配置,而是成为低空经济的通用“能量语言”。

那一天,当我们抬头望天,看到的不仅是穿梭的飞行器,更是一个清洁、智能、可持续的人类新边疆。
参考资料:  
① 解放军报《氢动力无人机又有新发展》2025-04-27  
② 北京日报《北航氢动力无人机刷新世界纪录》2025-12-11  
③ 上海证券报《氢能无人机商业化“起飞”还要多久?》2025-07-29  
④ 新华网《全球首款氢能动力联接翼无人机在内蒙古首飞》2025-12-08  
⑤ 西安日报《一罐液氢“撬动”千亿级低空新经济》2025-09-23  
⑥ 华商网《国内首架吨级液氢eVTOL在陕试飞》2025-02-12  
⑦ 大河网《河南如何打造氢能差异化布局》2025-08-27

天人地 2025-12-17 11:02
“天目山一号”氢动力无人机近期以不间断飞行188.605公里(约4小时17分钟)的成绩刷新吉尼斯世界纪录,成为全球氢燃料电池多旋翼无人机的最长飞行距离保持者。这一成就标志着中国在氢能航空领域的技术突破,但其产业化仍面临成本高企的制约。以下是综合分析:

一、技术突破与核心优势
超长续航能力

搭载自主研发的高性能氢燃料电池系统,空载续航达240分钟,最大飞行距离突破188公里,远超锂电池无人机(通常<1小时)235。
采用轻质碳纤维机身与储氢系统,能量密度达锂电池的5-6倍,支持百公里级超视距自主作业589。
极端环境适应性

在**-40℃极寒环境**(内蒙古根河)连续飞行超100分钟,并在海拔4500米高原(西藏林芝)完成低氧测试,填补了传统无人机低温性能短板8914。
安全性与智能化设计

全球首款集成降落伞的氢动力量产无人机,具备故障自动保护机制79。
适配高速巡检、油气管道巡查、海岛运输等复杂场景,单次任务可覆盖50公里管线检测914。
二、产业化成本瓶颈
制造成本高企

氢燃料电池系统占整机成本超40%,核心部件(如电堆、储氢瓶)依赖进口材料,国产化率不足导致单价居高不下61218。
对比锂电池无人机(均价10万-30万元),同规格氢动力机型成本高达其2-3倍619。
基础设施与运维投入

氢气储运需专用高压设备,加氢站建设成本约为充电桩的5倍1216。
当前氢气价格(约40元/公斤)使百公里飞行成本超200元,显著高于电动无人机1619。
规模化生产挑战

2025年量产目标仅300台/年,产业链配套不完善,关键材料(如催化剂)未形成规模化供应1422。
三、破局路径与前景
技术降本方向

储氢材料革新:固态储氢(如镁基材料)可提升密度并降低温控要求,实验室成本已降至高压气态的60%1216。
零部件国产替代:燃料电池膜电极、碳纤维储氢瓶本土化生产可降低成本30%以上1222。
政策与场景驱动

中国《绿色航空发展指导意见》明确氢能航空补贴,浙江、广东等地设立低空经济专项基金2228。
优先切入 高附加值场景:如电网巡检(替代人力效率提升20倍)、高原物流(单架无人机年省运输成本50万元)1419。
国际合作与生态构建

天目山实验室与航空工业集团合作开发载重80公斤氢动力机型,拓展物流应用1925。
韩国、中东市场引入中国氢动力无人机技术,分摊研发成本618。
结语:“技术领先”与“成本困境”的平衡
“天目山一号”的吉尼斯纪录验证了氢动力在长航时领域的不可替代性,但产业化需突破 “材料-制造-基础设施” 的全链条降本。短期看,政企协同攻关核心部件、锁定高端场景是关键;中长期需依托绿氢规模化(光伏制氢成本<15元/公斤)重构经济性模型


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