皆さんこんにちは！
地球温暖化が叫ばれる中、温暖化の原因であるCO2の排出が多いとされている航空機。
航空業界ではSAF（持続可能な燃料）などが有効とされています。しかし、それだけでは
解決しない現状があります。
航空業界の持続可能性の問題
10年以上前、航空業界は航空の持続可能性に関する一連の高い目標を設定しました。燃料効率
を年間1.5％向上させること、2020年からの純CO2排出量を制限すること、2050年までに純
CO2排出量を2005年比で50％削減することです。IATA加盟航空会社は、2021年に合意した
Fly Net-Zero Commitmentにより、持続可能性への野心を倍増させました。
進歩は遅く、航空業界はようやく持続可能性と目標達成に向けた測定可能なステップを示し始
めたばかりです。従来の航空燃料から持続可能な航空燃料 (SAF) への移行は、航空業界の取り
組みの大部分が集中している分野です。
SAFは航空会社の持続可能性にとって主要な要素であるにもかかわらず、依然として不足して
おり、高価です。IATAは、世界のSAF生産量は2024年に約3倍になると予測していますが、
それでも航空業界の燃料消費量の約0.5％しか満たさないでしょう。
SAF の価格は、燃料の製造に使用される原料と技術によって変動しますが、一般的には従来の
ジェット燃料の 2 倍から 4 倍です。利益率がせいぜいわずかである業界では、主要な原材料
の 1 つである SAF のコストを 2 倍または 4 倍にすることは、ビジネス上の意味合いが疑わ
しいと思われます。しかし、航空会社は、入手できる SAF を一滴残らず消費するつもりです。
SAF の入手が困難で使用コストも高いため、従来の化石燃料からの移行は、商業的に成功して
いる大手航空会社が主導しています。これらの航空会社は、利用可能な SAF の現在の供給量
と将来のパイプラインを大量に確保するために必要なコストと需要規模を吸収する財源を持っています。
残念ながら、これにより小規模航空会社は SAF にアクセスできず、業界の移行に参加できな
いまま取り残されることになります。この問題の解決策は確実性を生み出すことです。航空
会社は SAF の供給が確保されることを知る必要があり、製造業者は自社の製品に対する需要
があることを知る必要があります。
現時点では、この確実性は大きく欠けている。いくつかの例外を除き、政府は航空業界の脱炭
素化の野心を支えるような規制の枠組みや政策をまだ導入していません。民間部門が先頭に立
っていますが、公共部門が政策と規制の設定を整えるまでは、そこまでしか進めないのです。
航空業界が目標を達成できるかどうかについて疑問が高まっています。IATAは、持続可能性に
関する分析を拡大・深化させた最新の政策・財務ネットゼロロードマップの中で、航空輸送業
界のエネルギー転換は2050年までに実現可能であると明らかにしました。
しかし、航空輸送のエネルギー転換に力を合わせるために残された時間は刻々と短くなってお
り、移行の成功は政策立案者の目的の統一に大きく依存しています。
IATA の調査によると、エネルギー転換を可能にするために必要な投資額は、これまでの再生
可能エネルギー市場の創出に要した投資額と同程度であり、管理可能ではあるものの莫大な額となります。
政府、航空会社、旅行者はエネルギー転換の実現を望んでいますが、これがどれほど困難で、
費用がかかり、時間がかかるものになるかを過小評価することはできません。
航空業界は、エネルギー転換を支援する枠組みが確実に整うよう、政策立案者や旅行者にこの
点を伝える必要があります。何もしなかったり、遅れたりすれば、航空業界に枠組みが押し
付けられるリスクが高まり、航空旅行事業に重大な影響を及ぼす可能性があるのです。
ハイブリッド電気航空機や水素燃料などの新しい技術やソリューションは、おそらく数十年先
になると思われます。そのため、業界は SAF に注力する必要があります。SAF は現時点で利
用可能な最良の代替手段だからです。そのためには、政府や規制当局が利害関係者の最大限の
参加を確保するための枠組みやインセンティブを設定する共同の取り組みが必要です。
飛行機雲の影響に関する複雑な答えを研究が提示
クレジット: YURI KADOBNOV/AFP via Getty I
飛行機雲の影響
航空による二酸化炭素排出以外の影響を理解し、軽減するための取り組みは、地球の大気に
対する航空の影響の最も目に見える兆候の 1 つである飛行機雲に焦点を当ててきました。
飛行機雲は、暖かく湿ったエンジン排気ガスと周囲の冷たい空気が混ざり合って氷の結晶を形
成することで形成されます。大気中の氷が過飽和状態にある領域では、これらの結晶が成長し
飛行機雲が持続して広がり、航空機によって引き起こされる巻雲を形成することがあります。
日中は薄い巻雲が太陽光を反射して地球を冷やします。しかし夜になると雲は宇宙に逃げよう
とする熱を閉じ込め、地球を温めます。全体として、飛行機雲によって引き起こされるこの
不均衡、つまり「放射強制力」は気候に温暖化効果をもたらすと考えられています。
大気中に何千年も留まる二酸化炭素の気候への影響と、数時間しか続かない飛行機雲の影響を
比較するのは難しいのです。しかし、航空機の二酸化炭素以外の排出物の影響は二酸化炭素の
排出と同程度であるというのが一般的な見解です。
LEAP-1A 搭載のエアバス A319neo と LEAP-1B 搭載のユナイテッドボーイング737 MAX-10 の飛行試験では、飛行機雲が残っているにもかかわらず、100% SAF を使用した氷結晶の減少が確認されました。クレジット: エアバス
しかし、航空業界の二酸化炭素排出量は他の部門に比べて削減が難しいため、飛行機のルート
変更による二酸化炭素排出量の若干の増加はあるものの、氷が飽和した地域を避けるために少
数の飛行高度を変更することで、飛行機雲を事実上なくすことができる可能性があります。
しかし、飛行機雲の形成と飛行機雲巻雲の気候への影響についての理解には大きな不確実性が
あり、温暖化による巻雲がいずれにせよ自然に形成されたことが判明した場合、飛行機雲の緩
和を要求する政策や規制を奨励することに業界は慎重です。
「飛行機雲の有効放射強制力には70％の不確実性があるかもしれないが、だからといって飛行
機雲の削減を始めるのを止めてはいけません。誤差範囲の最低点でも飛行機雲は依然として重
要である」と、ドイツ航空宇宙センターDLRの雲物理学部門長クリスティアン・フォイグト氏
は9月にモントリオールで開催されたICAOの非CO2航空排出シンポジウムで語っていました。
運用上の緩和
飛行機雲の形成には、大気中の氷の過飽和状態と、氷の結晶の核となるエンジン排気中の粒子
という 2 つの重要な要素が必要です。どちらか一方を避け、もう一方を減らすことで、問題を
軽減できる可能性がありますが、注意点もあります。
氷過飽和領域は、幅が数マイルにも及ぶが、深さはわずか数百フィートの薄い大気層です。こ
の領域は対流圏でのみ見られます。さらに北では、対流圏界面が低く、航空機は成層圏を巡航
しますが、空気が乾燥しすぎるため飛行機雲は形成されません。
氷の過飽和は、湿った空気が巡航高度まで上昇する前線や高気圧の領域で発生する可能性があ
ります。こうした領域は実際の気象条件によって決まり、地域性も強いが、規模は小さく、こ
れを回避するには、ごく一部のフライトのルート変更だけで済むとボイト氏は述べました。
飛行機雲が形成される領域は、高度を上げたり下げたりすることで回避できますが、航空会社
の運航センターが飛行機雲が形成される可能性のある大気のホットスポットを予測し、燃料消
費と排出量への影響を最小限に抑えながら飛行経路を変更できるようにするには、モデリング
と予測の改善が必要になります。
また、変更を承認しなければならない航空管制との協力も必要だ。高度調整の実用性と有効性
を判断するため、運用試験が行われている。「運用上は非常に困難であり、気象モデルと飛
行機雲モデルを改良し、テストする必要がある」と彼女は語りました。
技術的緩和
飛行機雲形成の2つ目の鍵である排気煙中の煤については、エンジン技術の改善と燃料の変更
によってすでに対策が取られています。よりクリーンな燃焼エンジンと持続可能な航空燃料
（SAF）によって、煤や飛行機雲の発生が減少することが分かっています。しかし、結果は
予想通りではありません。
リーンバーン燃焼を採用した最新世代の商用ターボファン（GE の GEnx と CFM の LEAP）
は非揮発性粒子状物質（nvPM）とも呼ばれる煤の発生量が大幅に減少しています。煤を減ら
すと氷の結晶が減り、飛行機雲の形成も減少するはずですが、最近の飛行試験では限界がある
ことが示されています。
nvPM 排出量が減少するにつれて、一部のモデルでは、大気中に自然発生するエアロゾルによ
って設定された下限に達するまで氷晶の形成が減少すると予測しています。他のモデルでは、
氷晶の形成は最初は減少しますが、その後、煙の中の揮発性粒子が核形成場所として煤に取っ
て代わるにつれて増加すると予測しています。
後者の効果は、フランスのボルカン プロジェクトで実施された LEAP-1A 搭載のエアバス
A320neo ファミリー航空機の飛行テストと、米国のボーイング社のエコデモンストレーター
プログラムで実施さえたLEAP-1B搭載のボーイング737 MAX-10 の飛行テストで確認されました。
ボルカンの飛行テストでは、煤が減少するにつれて揮発性粒子が核形成部位として使用される
ことがわかりました。エコデモンストレーターの飛行テストでは、100% SAF を使用すると
氷晶の形成が減少するものの、揮発性粒子が原因で飛行機雲が依然として形成されることが示されました。
揮発性粒子状物質（vPM）は排気ガス中の凝縮性ガスで、新たな粒子を形成したり、既存の煤
粒子を覆って氷晶を形成しやすくしたりする。vPMは燃焼プロセスと燃料組成の両方に依存す
ると、エアロダイン・リサーチの主席科学者兼副社長リチャード・ミアケ・ライ氏はシンポジ
ウムで語りました。
vPM の例には、未燃焼および部分的に燃焼した燃料、燃料内の硫黄からの硫酸、エンジンか
ら排出される潤滑油などがあります。現在、オイルは排出物とは見なされておらず、排出方法
はエンジン製造元によって異なります。地上の排気口で測定される nvPM 排出物には認証基準
がありますが、排出後に発生する vPM には認証基準がありません。
燃料の組成は重要な要素です。SAF は化石ジェット燃料よりも硫黄含有量が低く、水素含有量
が高いため、煤や氷の形成が減少します。煙の中の氷の結晶が少ないと、氷の結晶はより大き
く成長し、より速く沈殿するため、飛行機雲の寿命と放射強制力が減少すると、インペリアル
・カレッジ・ロンドンの交通・環境講師、マーク・ステトラー氏はシンポジウムで述べました。
次のステップ
飛行機雲問題に対する技術的解決策を開発するため、英国政府が支援する航空宇宙技術研究所
は2000万ポンド（2600万ドル）の非CO2プログラムを立ち上げました。
「あまり長く待つと、次世代の航空機に備える技術が整わない恐れがある」と、ATIの持続可
能性と戦略の技術責任者アダム・モートン氏はシンポジウムで語りました。「科学を待つべき
か、技術開発を始めるべきか。並行して進めるのが正しい決断です。」
短期的には、気候と飛行機雲のモデルを改良するために、より多くのデータが必要です。
計画には、衛星大気赤外線サウンダーの打ち上げや、運用中の航空機への水蒸気センサーの配
備などが含まれます。
「さまざまな航空機、エンジン、燃料での巡航に関するデータは限られている。希薄燃焼エン
ジンで石油が地表に上がったように、驚きの発見もあるだろう」と、NASAのエコデモンスト
レーター主任研究員リッチ・ムーア氏はシンポジウムで語りました。
コメント