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。

Aircraft
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。

Aircraft
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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迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命
迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命

在少子化與高齡化的雙重夾擊下,台灣勞力結構正面臨前所未有的嚴峻挑戰,預估從2020至2030年間,15至64歲的勞動人口將減少約10.3%。「缺工」不再是短期波動,而是長期影響各行各業的結構性危機,尤以高度依賴人力的清潔產業為甚。

然而在後疫情時代,社會對場域的衛生標準只增不減,加上大型商場、交通樞紐、物流中心與高科技廠房的建設面積每年持續擴增,清潔人員招募困難且年齡漸趨中高齡,有限人力難以扛起龐大的日常清潔工作。

面對亟待填補的市場空缺,全球清潔設備領導品牌德國凱馳,憑藉深厚的專業底蘊與嚴謹的研發標準,首次在台推出「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」,為台灣大型商用場域提供劃時代的智慧清潔解方。

凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
圖/ 數位時代

凱馳總經理李恒毅強調,「KIRA BR 50並非要取代清潔人員,而是建立更省時省力的『人機協作』模式。」在傳統模式下,清潔人員必須拖著重達數十公斤的水桶與設備,在大面積區域來回奔波,耗時費力。有了KIRA BR 50後,機器人能精準且獨立承接大面積地板的頻繁清掃與洗刷,讓清潔人員將珍貴時間與專注力轉移至桌面、扶手及高接觸頻率的精細區域清潔,大幅減輕第一線負擔。

集結百年洗地技術與智慧科技,四大特點樹立清潔標竿

事實上,市場不乏新創科技公司推出清潔機器人,但凱馳業務總監李敍均指出,大多新創公司擅長科技部分,但對於「如何把地洗乾淨」的清潔本質缺乏經驗。德國凱馳成立近百年來,早已是這方面的專家,歷經總部反覆打磨,KIRA BR 50結合凱馳的專業工藝與前沿科技,以四大特點樹立智慧清潔標竿。

凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
圖/ 數位時代

首先是「高效清潔」,相較一般清潔機器人使用盤刷,容易讓污垢在地面旋轉滯留,KIRA BR 50採用獨家滾刷技術,一次完成預掃、收集垃圾、洗地與擦乾,搭配側刷貼近牆角,完成零死角邊緣清潔。每分鐘超過1300轉的高轉速刷頭,加上業界最高刷壓,大幅提升清潔效果,最高每小時可自主清潔高達2365平方公尺,相當於5.6座籃球場,一小時即可完成約兩次台北車站大廳的清潔作業,非常適合面積廣大的車站、機場、物流中心等大型場域使用。

第二是「極致安全」,隨著智慧設備進入高科技產業與政府機關等敏感場域,企業對設備安全與隱私防護的要求也日益提高,KIRA BR 50配備「3D點陣式影像偵測技術」,當機器人在環境感知與避障時僅呈現去識別化的點陣雲,不記錄或上傳實體影像,從源頭杜絕案場影像與隱私資訊被記錄或外洩的疑慮。此外資料傳輸裝置均支援AES-256位元高規格加密,並通過IEC與Syss等多項國際認證的自主導航、電氣安全與防駭客入侵設計,領先競品,建立清潔機器人極致安全的新標準。

第三是「解放人力」,大面積且重複的洗地工作交給機器人後,第一線員工便能投入更多需要專業服務的細緻清潔工作;同時搭配四合一自動工作基站,能自動高速充電、補充清水、排放汙水、清洗水箱,讓清潔人員更加省事。

第四是「友善操作」,考量許多清潔人員為中高齡族群,機身特別以簡單顏色和圖形化介面標示清潔人員可獨立操作的簡易按鈕,直覺易懂。針對開放式大面積,僅需人工操作一次,機器人便可在短時間內自主完成地圖掃描與路徑規劃,並具備智慧記憶功能,能自動回補因臨時障礙物而漏洗的區域,無須專業工程師提前設定地圖與電子圍籬,大幅降低使用門檻。

第一線清潔龍頭實測驗證,人機協作打造清潔新紀元

這套智慧清潔方案在正式推向市場前,也已在台灣機場等第一線大型場域實地驗證,與凱馳合作長達10多年的台灣清潔產業龍頭——信實集團,正是這場科技變革的最佳見證者。

信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
圖/ 數位時代

信實集團承攬機場、車站等眾多大型公共標案,對設備品質與安全極為挑剔,信實集團副總經理趙雪吟坦言,「服務業缺工已經是全面性挑戰,第一線清潔產業長期面臨人力招募困境,引進自動化設備是不可逆趨勢。」

早在一、兩年前他親赴德國凱馳,看到KIRA BR 50後,便非常期待正式在台上市的一天。此次信實率先參與驗證,對KIRA BR 50展現出的穩定度與清潔效率印象深刻,不僅能高效自主洗地,完成後還會返回工作站維護充電,讓有限人力集中於精細工作上。

「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
圖/ 數位時代

趙雪吟也特別強調,公家機關與大型企業標案對設備的製造品質、電氣安全與資安防護有嚴格標準,凱馳耗費數年進行嚴謹測試與多項國際認證,正是信實能放心將機器人引入重要案場的關鍵,期望未來導入至更多大型公共場域。

隨著KIRA BR 50正式登台,凱馳不僅為缺工時代提供最佳解方,也展現作為全球清潔設備領導品牌的前瞻視野,敏銳洞察清潔產業缺工、高齡化的必然趨勢,從第一線人員與企業實際需求出發,提前佈局研發對應智慧產品。未來凱馳將持續以領航者之姿,引進多元的專業清潔機型,讓「人機協作」不再只是前瞻概念,而是兼顧品質、安全與人本價值的最佳幫手,全力助攻台灣清潔產業邁向更高效、智慧、也更有溫度的全新紀元。

在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
圖/ 數位時代
關鍵字: #機器人

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