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上周末，深圳市科比特航空科技有限公司发布了一款产品化氢燃料电池无人机，各大媒体都对此争相报道。不想一石激起千层浪，一场业内关于无人机能源的大论战就此展开，有人为氢燃料电池叫好，有人认为它不稳定，更有人觉得使用氢燃料是无稽之谈，用好最根本的锂电池才是正道。那么问题来了：无人机能源哪家好？
无人机的分类
众所周知，无人机被分为三个应用层级：消费级，工业级和军用级。军用级无人机的研发时间最早，从无人机的雏形，第二次世界大战时期轰炸伦敦的德国V-1火箭上，就能看见些许当代无人机的特点：航程远，使用燃料为能源，具备一定的军事打击能力，有较大载重量等。现代无人机也大多如此，例如美国的“捕食者”、“全球鹰”，以色列的“哈比”，俄罗斯的“海钓”等。此外，军用级无人机多采用固定翼或单旋翼设计，具有较高的机动性。
为玩而生的消费级无人机
消费级和工业级无人机则主要针对民用市场，多以电池为能源，靠电机驱动，具有四个以上旋翼。这种设计的原因主要是电机所能产生的升力有限，不及使用化石燃料的内燃机，采用多个旋翼能够有效提升无人机升力。消费级无人机问世较早，从能够用手机APP控制的玩具无人机，到助力汪峰求婚，为子怡送来婚戒的精灵2，均属于消费级。消费级无人机主要使用技术成熟的锂电池，市面上常见的此类产品大多需要充电数小时，飞行时间为15~30分钟不等。
工业级无人机脱胎自消费级无人机，当然也有少数军用转民用产品，和消费级无人机仅仅是“为了玩”不同，工业级无人机必须具备完成相应任务的能力，因此对续航能力、载重能力、克服极端环境的能力均有着较高要求。最初使用工业级无人机的是电力行业，电力工程师们利用无人机较好的滞空能力完成日常的电力巡线作业。随后，工业级无人机又转战公安、消防、农业、石化等领域，搭载的设备越来越重，飞行时间越来越长，原先使用的锂电池已渐渐无法满足各种应用环境的需求
能源瓶颈亟待打破
时至今日，依旧有不少人固执的认为，多旋翼工业级无人机就应该继续使用锂电池而不是玩些“华而不实”的新能源，但更多的人意识到无人机需要新的能源来打破性能提升的瓶颈。就现阶段而言，石墨烯、太阳能、燃料电池是人们研究无人机新能源的主要方向。
石墨烯：从之前的资料来看，石墨烯更像是一种“黑科技”，被很多人喻为最接近科幻小说《三体》中“二向箔”的物质，它具有高导电性、高强度、超轻薄等特点，备受瞩目的可弯曲屏幕就是以石墨烯为基础材料制成的。
石墨烯能制成可弯曲的手机屏幕
但目前石墨烯电池仅仅是“看上去很美”，在这种产品中，石墨烯只起到辅助作用，也就是原有的电池，如锂电池，借助了石墨烯高导电性的特点，实现了快速充电功能，但电池本身的性能并未提升，因此更长的续航时间也便无从说起了。至于以石墨烯为主要材料制作新型电池，部分国内外从事该领域研究的学者表示，这种想法暂时还不太现实，而制作出来的电池比起现在的锂电池是否会有性能方面的提升也是个未知数。一言蔽之，现在谈石墨烯电池还为时尚早。
太阳能：为解决无人机高效收集太阳能的问题，太阳能无人机就必须载有体积较大的收集装置，所以此类无人机目前大多是固定翼结构，以便在机翼上安装大量太阳能面板。此举的直接结果就是太阳能无人机大多自身体积较大，需要借助固定的场地才能飞行。固定机翼限制了无人机的灵活性，也不具备多旋翼无人机垂直起降和悬停的能力，无法到达许多特定地点。而最为重要的是，目前研究的太阳能无人机均无法解决夜间飞行问题，因此需要搭载燃料电池为飞机的夜间飞行供能。
于是，我们回到了一开始就备受争议的燃料电池。燃料电池是一种将存在于燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置，因此严格意义上讲，它并不是真正能存储电能的“电池”，而是产生电能的“发电厂”。在无人机领域，研究和使用最为频繁的是氢燃料电池。
对氢燃料电池的疑惑
早在20世纪60年代，氢燃料电池就已经应用于航天领域。著名的“阿波罗”号飞船就安装了氢燃料电池。有人曾质疑氢燃料电池的稳定性，认为氢气是易燃易爆气体，使用氢燃料电池的无人机无异于轰炸机。这种观点，是只知其一不知其二。氢气爆炸的先决条件有两个：
1、空气中的氢气浓度达到4%~75%；
2、施加静电、明火或空气，温度达到527摄氏度以上。
以上两个条件必须同时满足，才会出现爆炸，换句话说，只要从这两个方面入手做好防护工作，氢燃料电池就不会爆炸。退一步讲，如果氢气真的如此不安全，也不会有汽车企业投入研发氢燃料电池汽车。
氢燃料电池也可以作为汽车的能源
当然也有人表示，一套氢燃料电池的造价相当昂贵，会造成无人机制造成本上升。记得中国兵器工业集团计算机应用技术研究所的一位负责人曾说，工业级无人机和军用级无人机并不具备消费级无人机的价格优势，工业级和军用级无人机的每一个检测环节的花费，就是一架消费级无人机的十几倍乃至几十倍，因此两者在价格上完全不具备可比性，只能用性能来衡量之。如果它们的售价也变得便宜了，那往往意味着性能上要大打折扣。这就很好解释为什么即使氢燃料电池造价较高，工业级无人机也要采用了。比起每飞行15~30分钟就要充电3小时的锂电池，使用氢燃料电池可以让工业级无人机快速“投入战斗”，更重要的是，锂电池的使用寿命会不断衰减，性能也将不断下降，但氢燃料电池却没有这一特性。
已发布的产品化氢燃料电池无人机
还有人说，自从无人机新规出台后，续航时间大于或等于30分钟的无人机已经不能出口。许多商家也不再用续航时间作为卖点，即使飞行时间再长，航程再远，又有何用？其实，能否出口和无人机是否需要提升飞行时间是两个完全不同的问题，两者之间也没有必然联系。
首先，看一看关于限制无人机出口的问题：
2015年6月25日，商务部、海关总署、国防科工局、总装备部曾联合下发公告，7月1日起对符合条件的三类军民两用无人驾驶航空飞行器实施临时出口管制措施。公告对限制出口的无人机的航程与荷载进行了明确规定：一是射/航程等于或大于300千米的无人驾驶航空飞行器系统；二是拥有20升以上容量的气雾剂布撒系统或经设计或改进后能配备容量20升以上的气雾剂布撒系统的具备自主飞行控制和导航能力的无人驾驶航空飞行器系统；三是拥有20升以上容量的气雾剂布撒系统或经设计或改进后能配备容量20升以上的气雾剂布撒系统的、具备操作员从视距外控制飞行能力的无人驾驶航空飞行器系统。
随后，商务部及海关总署又联合发布了《关于加强部分两用物项出口管制的公告》，决定自2015年8月15日起，对部分无人驾驶航空飞行器实施出口管制。公告中对于无人机的出口管制技术指标提出了具体要求：首先是可在15420米(50000英尺)以上高空飞行的无人驾驶航空飞行器；其次是在操作人员自然视距以外，能够可控飞行，最大续航时间大于等于30分钟，以及在大于等于46.3千米/小时(25节)的阵风条件下，具有起飞能力和稳定可控飞行能力的飞行器；最后是最大续航时间大于等于1小时的飞行器。
不难看出，6月的联合公告主要针对军用无人机，因为其中列举的性能参数消费级和工业级无人机均很难企及；而8月的公告除针对军用无人机外，也涉及了少量无人机。如此看来，这款续航时间高达273分钟的无人机确实被限制出口了。但从我国无人机出口的总体情况看，70%~80%的出口机型属于消费级，工业级所占比重本来就相当小；此外，这款无人机是针对国内的公安、消防、农业、电力、石化等部门和行业的实际需求而开发的，并没有定位于国际市场，是否出口尚且不得而知。再者，该机型据称是全球首款产品化氢燃料电池无人机，核心技术据信已处于行业领先水平，从技术保护和国家安全层面考虑，应该不会出口。
国外团队用于实验的氢燃料电池无人机
其次，是工业级无人机是否应该提高续航时间的问题。国内无人机行业资深专家，哈尔滨工业大学信息与电气工程学院副院长孙明健教授曾说，航时是工业级无人机解决一切作业难题的先决条件。他认为，一旦解决了航时问题，将会极大扩展工业级无人机的应用场景和用途。由此可见，航时的提高能够对工业级无人机，乃至整个无人机行业带来巨大变化。有了更长的航时，无人机的工作半径更大，可完成任务种类更多，工作效率更高。从整个行业来看，提高续航时间有百利而无一害，许多厂家之所以不拿航时当卖点，或许是因为在这方面尚不具备明显优势。
人们总是喜欢对已有的事物表示赞许而对新生事物持怀疑甚至反对的态度。氢燃料电池在工业级无人机上的应用之所以遭到质疑，其实也是人们的这种思维定式在作祟。然而在社会历史的发展中，新生事物必然战胜旧事物，假以时日，无人机行业将迎来一次新的技术变革。
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