點燃空中的綠色革命,電動飛機是航空業的未來嗎?
點燃空中的綠色革命,電動飛機是航空業的未來嗎?

2008年因為油價高漲,讓「電力能源」成為大眾的焦點,無論是電動車、油電混合車、電動滑板車,都在環保意識的抬頭下,逐漸成為能源驅動的新選擇,現階段已經可以看到許多實際的應用。

除了路上跑的交通工具,天上飛的飛機同樣相當耗油,以電力驅動的飛機除了有環保上的好處,對乘客來說票價也會降低、噪音也會減小,目前已經有許多業者投入研發,不過目前仍有許多困難需要克服,電動飛機會成為航空業的未來嗎?

當電動客機,從理想變成現實

2010年7月,使用太陽能驅動的陽光動力1號(Solar Impulse 1),完成了長達26小時,不間斷的晝夜循環飛行,其中有將近9小時是夜間飛行,打破了太陽能飛機不能晝夜飛行的歷史紀錄;接著在2015年3月,陽光動力2號(Solar Impulse 2)從阿拉伯聯合大公國的阿布達比起飛,開始環繞地球一圈的航程,過程克服了停機維修、惡劣天氣的挑戰,在2016年7月26日飛抵阿布達比,完成環球一周創舉,從那時候開始,電動客機的構想,從理想變成現實。

Solar Impulse
陽光動力1號(Solar Impulse 1),完成了長達26小時,不間斷的晝夜循環飛行,打破了太陽能飛機不能晝夜飛行的歷史紀錄。

根據歐盟委員會(European Commission)數據,目前飛機排放溫室氣體,約占全球溫室氣體4%,且目前還在持續成長中,歐盟委員會的目標是希望到了 2050 年,飛機每公里二氧化碳排放量減少 60%、氮氧化物污染減少 90%、噪音減少 75%,而電力飛機就是其中的關鍵。

像是挪威國營航空公司 Avinor 最近就喊出了一個相當有野心的目標,希望在2040 年前,讓國內所有短程航線都改用電動飛機執飛,Avinor 執行長 Dag Falk-Petersen談到:「所有飛行時間在 1.5 小時內的航班,都可改由全電動飛機飛行,不再讓航空旅行造成氣候問題。」 Avinor 航空目前正在測試一架19 人座的小型電動飛機,順利的話,希望能在2025年推出載客服務。

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電動飛機除了對環境的好處,另外也能使機票票價降低、機艙內的引擎噪音也會明顯地變小。
圖/ shutterstock

從理想性來看,電動飛機可以達成許多對環境的好處,不過回到乘客的現實面來說,其實也有許多實質上的好處,首先電動飛機能使機票票價降低、機艙內的引擎噪音也會明顯地變小,且使用電力引擎跟傳統的內燃機相比,飛機能夠在空氣阻力較小的高海拔地區保持性能穩定,白話來說,飛機引擎不需要傳統引擎強大的動力,就能夠產生同樣的飛行速度。

空巴、西門子、勞斯萊斯攜手,打造混合動力飛機

為了朝降低航空產業污染的目標邁進,不少航太公司、新創都積極投入研發,像是空中巴士(Airbus)與西門子(Siemens)研發電力引擎多年,2017年勞斯萊斯加入合作,三家公司共同開發了一款叫「E-Fan X」的混合動力電動飛機,預計在 2025 年投入商用。

E-Fan X
混合動力飛機「E-Fan X」,預計可以在2020年執行首飛。

機體採由一架BAe 146改裝,空中巴士負責整體整合混合動力電動推進系統,以及電池的控制架構、勞斯萊斯負責研發渦輪引擎、發電機和電力電子設備、西門子則負責配電系統,他們將其中一個噴射引擎改成 2MW 功率輸出的電動風扇,並由機身內的燃氣渦輪發電機和電池供電,可以讓發電機永遠在最有效率的狀態下運轉,不需要隨著飛機油門加減速,來達到減少碳排量的目的,這款混合動力飛機「E-Fan X」,預計可以在2020年執行首飛。

波音投資新創掀航空革命

西雅圖新創 Zunum Aero在2017年10月,拿到了波音(Boeing)與藍捷(Jet Blue)旗下科技創投的投資,目標要開發出專攻區域航線的小型混合動力電動客機,透過短程機隊逐漸電力化,改善區域航空的遊戲規則。

Zunum主要依靠電力驅動、油料輔助的混合動力設計,機體將採用碳複合材料、輕型電動引擎,預計可乘坐12名乘客,最高巡航速度可達每小時340英里,混合動力單次飛行範圍為700英里(未來預計可達1,000英里),最快在2022年開始交機,Zunum Aero執行長Ashish Kuma談到:「我們的營運成本會比傳統客機降低60%~90%。」飛機每小時只需要花費260美元營運成本、每個座位飛行一哩的成本約為8分美元,這個數字是一般商業客機每小時十分之一的營運成本,最重要的是噪音、碳排都比傳統飛機減少80%。

zunum
Zunum主要依靠電力驅動、油料輔助的混合動力設計,機體將採用碳複合材料、輕型電動引擎,預計可乘坐12名乘客,最高巡航速度可達每小時340英里。
圖/ zunum

除了能源方面的革新,機體設計完全符合現有的機場規格,因此不需額外建置特殊充電、加油設備,駕駛艙的配置、設計上都跟一般飛機差不多,方便駕駛快速上手。Zunum可以根據需求改變動力來源,隨著電池科技進步,未來機上油箱尺寸可望再縮小,能源設備可以根據需求隨時改裝,不必將整台飛機除役替換,終極目標是要發展全電力驅動客機。

20年內短程航線電力化

英國廉價航空EasyJet(易捷航空),也跟美國新創公司Wright Electric合作,研發預計可以飛行540公里的電力客機,這個距離將可覆蓋20%的易捷航線,希望十年內能讓電力客機執飛倫敦到巴黎、阿姆斯特丹這類短程航線。

EasyJet
英國廉價航空EasyJet(易捷航空)跟美國新創公司Wright Electric合作,研發預計可以飛行540公里的電力客機。
圖/ shutterstock

Wright Electric 成立於2016年,曾獲得加速器Y Combinator投資,團隊成員有航太工程師、動力專家,還有來自NASA、波音不同背景的員工。目標是要在20年內,讓所有的短程商業客機都能以電力飛行,目前正在打造兩人座的模型機,下一步是擴大到十人座,最後是可以乘坐120人的單走道商用短程客機,易捷航空執行長Carolyn McCall當時談到:「這是第一次,航空產業可以想像不依賴石油燃料,以及擔心及其有害的二氧化碳和氮氧化物排放。」

如何快速充電?電動飛機的挑戰

電力飛機的願景雖好,但現階段仍有許多困難等待突破,以美國航太工程師伯特·魯坦(Burt-Rutan)所設計的混合動力飛機Long-EZ來說,可以以202.6英里/小時的速度飛行,並搭載一名乘客,如果跟一般常見的波音787客機相比,飛行速度可達585英里/小時,且能載客超過242人。

不論在飛行速度、載客數量來看,目前能力都遠遠低於傳統客機,從目前上述正在投入開發的例子來看,都還是以「混合動力」為主,預計到了2030年,混合動力技術才有可能實際運用在商業客機上,也就是說要達到「純電動商業客機」的理想,仍舊還有很長的路要走。

另外電池也是一大關鍵,目前的電池還不能提供電動飛機所需要的功率重量推動比,舉例來說,一般飛機燃料產生的能量,比相同質量的電池所產生的能量多了43倍,航空業者認為,電池能量密度每年可提高5到8%,能源儲存技術將逐漸提升,且隨著飛機性能的精進,未來的飛機也許不需要像現在這麼大的動力,就能順利飛行。

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電池也是電動飛機發展的一大關鍵,舉例來說,一般飛機燃料產生的能量,比相同質量的電池所產生的能量多了43倍。
圖/ shutterstock

此外如何快速充電提升飛機的周轉時間也是挑戰,飛機只有飛在空中才是賺錢的,航空公司都會希望盡量減短飛機在地面上停留的時間,飛機一落地後,必須快速補充電力,讓飛機迅速載客起飛,如同像在許多電動機車的解決方案,最快速的方式就是「交換電池」,不過電池比燃氣輪機具維護成本更高,且充了1500次電後,電池就必須更換,這些都是必須克服的問題。

未來幾十年,陸地交通將會充滿電動車,甚至是無人車,大大改變汽車交通的樣貌,商用客機近年雖然隨著機材的創新、引擎的升級,已經可以大大減少燃油消耗,不過空中交通能真正純電力化,恐怕還需要等待一段時間。

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從醫院到工廠,從2B到2C:北醫、光寶、AWS、希達數位以實戰經驗分享碳揭露與AI淨零新路徑
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氣候變遷不只是環境議題,而是攸關國際經貿的新政治語言,隨著碳定價時代來臨,去碳化能力將重新改寫全球供應鏈秩序,而這意味著:能源轉型不再只是政府的任務,是每一家企業的必修課。
在這波變局中,光是做好組織碳盤查仍不足夠,領先企業不僅開始管理產品碳足跡、更以AI數據治理提升供應鏈碳管理,例如,光寶科技因應客戶的脫碳淨零路徑積極建立碳足跡資料庫,並號召供應鏈夥伴參與,全面揭露產品碳足跡;以及台北醫學大學攜手希達數位等夥伴取得碳足跡數據與建立標準化的碳排計算方式,更好計算醫療器材設備的碳足跡。
換言之,碳不是被動記錄的數字,而是驅動新價值的槓桿,誰能把減碳轉化為市場優勢,就能在淨零新賽局中掌握主導權。對此,台灣永續能源研究基金會董事長簡又新進一步解釋:「台灣不僅是全球AI硬體重鎮,也積極開發AI應用服務,其中又以「AI驅動的碳排管理」最受矚目,因為,碳排數據龐大、變化快速,單靠人工根本無法處理,唯有借助AI才能即時解析、快速決策,讓永續不只是口號,而是可以落地的營運模式。」
「為實踐台灣2050淨零轉型,透過兩大–科技研發跟氣候法治–治理基礎,以及四個–能源轉型、產業轉型、生活轉型與社會轉型–轉型策略推動12個關鍵戰略,如發展風電/光電、氫能、前瞻能源等,目標是以削減碳排跟碳匯抵減達成淨零目標。」行政院能源及減碳辦公室副執行長林子倫如是說道。

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台灣永續能源研究基金會董事長簡又新重申減碳的急迫性,並分享:「唯有借助AI才能即時解析、快速決策,讓永續不只是口號,而是可以落地的營運模式。」
圖/ 數位時代

醫療減碳進入關鍵期,AI驅動供應鏈碳足跡管理成顯學

根據國際健康無害組織(HCWH)的統計,全球醫療部門的碳排放量約占全球溫室氣體排放總量的 4.4%,這個比例相當於514座燃煤電廠年碳排的總和,其中,超過七成的碳排放來自於醫療的供應鏈(範疇三),例如藥品、器械設備的製造與運輸,以及相關廢棄物的處理,意味著醫療機構光是做好範疇一與範疇二的碳排管理還不夠,必須以供應鏈碳排管理的概念驅動低碳醫療。
「低碳醫療是全球關注的議題,但是,受到三個迷失–推動低碳醫療的成本高、需要更多數據才能展開行動、醫護人員太忙很難參與其中–影響,醫療機構的腳步不一而同,但從統計數據來看,低碳醫療僅需針對藥品、耗材、能源、運輸這些主要排放來源進行改善,即可看到顯著成效。」新加坡國立大學永續醫學中心主任暨教授Nick Watts以英國NHS為例說明,該單位已在2019年的基準下減少61%碳排等,只要從投資能源效率、數位化照護、預防醫療、在地化照護等面向切入、持續前行,即可看到成效。

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圖/ 數位時代

台北醫學大學校長吳麥斯表示:「我們的醫療使命是『不傷害』:不僅要治病救人,也要減少對地球的傷害。」再加上環境部於今(2025)年初公告擴大碳盤查適用對象,自明(2026)年起,全國23家經衛生福利部評鑑為醫學中心之醫療機構必須每年定期揭露其溫室氣體排放盤查結果,因此,攜手希達數位等夥伴,透過收攏支氣管鏡、血液透析、核磁共振、雙和醫院健康檢查與冠狀動脈血管攝影等流程的碳排數據資料建立醫療碳排放因子資料庫,之後將進一步擴大到產品碳足跡計算,建立運輸與廢棄物數據庫,目標是在2028年完成三家醫院–衛生福利部雙和醫院、台北醫學大學附設醫院、台北市立萬芳醫院–的碳足跡全面揭露。「我們的期許是讓AI驅動的碳足跡管理平台處理繁瑣的碳排數據蒐集、分析等工作,讓醫護人員可以專注於人性化照護服務。」
協助台北醫學大學進行減碳行動的新加坡商希達數位有限公司執行長Torrent Chin表示:「產品的生命週期是固定的:原料、製造、運輸、使用與回收,碳排相對容易蒐集、分析與計算,醫療服務的碳排則沒有明確終點,需要進一步考量耗材、儀器與能源,對於商業模式也著重在服務的教育、旅遊與金融等產業來說,極具參考價值。」

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醫療實戰對談,邀請各界重磅貴賓一同交流。左起:數位時代總編輯王志仁、新加坡國立大學永續醫學中心主任暨教授Nick Watts、台北醫學大學校長吳麥斯、新加坡商希達數位有限公司執行長Torrent Chin。
圖/ 數位時代
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圖/ 數位時代

製造業淨零突圍的關鍵:從產品碳足跡到循環設計

光寶科技總經理邱森彬表示,商業模式使然,光寶科技的產品碳足跡有90%來自生產製造使用的原料,想要更好落實產品碳排,必須從原物料著手,為了加速產品碳足跡管理,成立希達數位,以巨量數據分析、人工智慧等科學化、系統化的方式著手。「根據統計,我們有1,800萬產品碳足跡活動、19萬個物料,以及3,300個產品系列的資料要處理,若是由外部顧問給予協助,需要100個顧問、花費3年的時間才能完成,但在希達數位的產品輔助下,僅15個顧問、6個月的時間就完成全產品碳足跡揭露,成為全球第一家完成全產品碳足跡揭露的電子製造業。」

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圖/ 數位時代

完成全產品碳足跡揭露後,光寶科技發現:每年必須刪減8%二氧化碳量才能在2050年達成淨零碳排,83%二氧化碳來自消費性電子產品跟能源管理,為了更好服務品牌客戶,必須在2030年實踐50%減碳目標,以及19萬個物料中,包材碳排最高,必須即刻行動以高效減碳。「做好全產品碳足跡,我們才可以更精準地推動產品脫碳策略,並且鼓勵供應商一起跳脫框架、共同開發低碳材料。」邱森彬如是說道。
對此,Amazon Web Services(AWS)台灣暨香港企業銷售暨策略方案副總經理謝佳男表示:「產品碳足跡只是第一步,不僅能讓我們知道碳排熱點並採取行動,如降低包材碳排等,更重要的是,可以在產品規劃與設計之初就預測可能的產品碳足跡並予以優化,更好實踐永續營運。」

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產業實戰第二場,則邀請到光寶科技總經理邱森彬與AWS台灣暨香港企業銷售暨策略方案副總經理謝佳男,提及從產品碳足跡到循環設計,將為製造業綠色轉型的關鍵。
圖/ 數位時代
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圖/ 數位時代

戴爾科技集團永續服務資深總監Bobby Mon Raother表示,該公司自2008年即開始使用再生材料,並在2021年提出Concept Luna,將以循環設計–從設計階段就考慮可修復性、可升級性、材料回收、減少浪費–的概念,如模組化設計、可維修面板、使用再生材料,以及智慧感測與遙測等,藉此延長PC等產品壽命、降低環境衝擊。「在產品碳足跡方面,我們將持續從製造、運輸、能源使用與報廢管理等四個面向切入,積極減少每個階段的碳排放量。」

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戴爾科技集團永續服務資深總監Bobby Mon Raother延續製造業對談的內容,分享Dell如何製造、運輸、能源使用與報廢管理等四個面向切入,積極減少每個階段的碳排放量。
圖/ 數位時代

自2005年開始提供永續顧問服務的施耐德電機日本永續事業部ESG數位轉型負責人呂勁毅進一步分享協助世界500強客戶實踐淨零轉型的心得:「除了要擬定策略、採用數位工具、蒐集與分析數據,更重要的是透過治理手法與相關活動加速整個進程,發揮數位與淨零雙軸轉型綜效。」
總的來說,無論是醫療或製造業,淨零已不再只是企業的選修課,而是決定競爭力的新指標,唯有做到產品碳足跡全揭露,同時,結合AI數據治理、循環設計與數位轉型,才能在碳定價與供應鏈重塑的時代突圍,將減碳壓力轉化為成長動能。

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