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