脱炭素化への3つの道

皆さんこんにちは！

炭素を排出している最も多くの乗り物は航空機（ジェット旅客機）です。化石燃料を

燃やし、エンジンからは飛行機雲を作るなどイメージが悪いのです。

飛行機の脱炭素は、燃料そのものを変える（SAFを使用）と電気式エンジン、水素

燃料などを使うことで未来に挑戦しています。

航空業界の脱炭素化目標を後押しする新技術

新しい技術は？

分散型ハイブリッド電気推進により、エレクトラの200人乗り機は、現在のナローボディ機の半分の燃料を消費することになる。クレジット: Electra.aero

航空業界は、2050年までにカーボン・ネット・ゼロを達成するという目標を達成

するために、どの程度大胆な行動を取るつもりなのでしょうか？これは、業界の

想定に異を唱える研究者やスタートアップ企業からますます問われている質問です。

こうした想定の 1 つは、持続可能な航空燃料 (SAF) のみが航空の脱炭素化に最

も大きく貢献するというものです。もう 1 つは、電気および水素推進は小型航空

機による短距離飛行に限定され、2050 年までは大きな貢献はしないというもの

です。

しかし、航空会社のリーダーたちは、2050年までに必要とされる量のSAFが供給

可能かどうかについてすでに警鐘を鳴らしており、業界が目標を達成できないの

はほぼ確実だと警告する声もあります。同時に、航空業界は新技術の航空機をよ

り積極的に導入する必要があるとの声も増えているのです。

エアバスも支援するドイツの航空シンクタンク、バウハウス・ルフトファルトは、

航空交通量の増加予測によると、航空業界は段階的な改善の傾向に従う限り、

2050年までに脱炭素化を実現することはできないと述べました。

ウィスパーのバッテリー電気式100人乗り機は、エアバスA220の3分の1のエネルギーコストで500マイルの飛行が可能。クレジット: ウィスパーエアロ

2050年までに気候中立を達成するには、航空業界は十分に成熟した脱炭素化技術、

必要なインフラ、十分な投資の不足という現状を克服しなければなりません。

今重要なのは、航空システム全体にわたるスピードと急進性だ」とバウハウス航空

研究技術部門のミルコ・ホルヌング執行役員は述べました。

ハイブリッド電気スタートアップ企業Electra.aeroの創業者兼CEO、ジョン・ラン

グフォード氏は、2021年の米国航空気候行動計画のグラフを指差しています。

このグラフでは、SAFが2050年までに炭素排出量を実質ゼロにする目標達成に圧倒

的に大きく貢献していることがわかります。グラフ上の細い青いくさび形には

「新しい航空機技術」というラベルが貼られているのです。

「米国航空気候行動計画は基本的にSAFに過ぎません。新しい航空機技術のシェア

は悲惨なものです」とラングフォード氏は語りました。「SAFでは排気管から排出

される炭素は変わらないので、もっとやるべきことがたくさんあります」。

ラングフォード氏はまた、2050年以降に排出量を実際に削減するには、先進的な

推進技術がどのような影響を与えるかを指摘しました。

脱炭素化への3つの道

バウハウスは5月下旬に発表した報告書で、脱炭素化への潜在的な道筋を示す

3つのシナリオを提示しました。最初のシナリオでは、2050年までにSAF生産

を年間17％の積極的な増加と、2030～35年に少なくとも15％効率の高い従来

型航空機を導入することで、航空業界は今世紀半ばまでにネットゼロに近づく

ことになります。

バウハウスの劇的に効率的な航空機のシナリオでは、SAF 生産の積極的な増加と

2040 年から 2045 年にかけての燃料消費量が 50% 少ない革新的な灯油燃料航

空機の導入が組み合わされています。これにより、SAF のみのシナリオよりも

わずかに早く、累積排出量と燃料コストを抑えながら脱炭素化を達成できます。

90席、航続距離500マイルのエリシアンのバッテリー電気コンセプトは、エアバスA320と同じ離陸重量です。クレジット: エリシアン

同シンクタンクは、2050年以前に水素が大きな役割を果たすとは考えていません。

3番目のシナリオでは、2040～50年に水素を積極的に導入するとともに、SAF生

産を年間9％ずつ緩やかに増加させるとしています。「このシナリオでは、航空

業界は2070年までに脱炭素化されないだろう」とバウハウス氏は述べました。

欧州ゼロエミッション航空連合（AZEA）は、電気と水素推進がより大きな役割

を果たすとみています。欧州委員会が立ち上げ、航空機メーカー、航空会社、

空港、燃料供給業者、認証機関、乗客および環境利益団体が参加するAZEAは、

6月にビジョン文書を発表し、2つのシナリオを提示しました。

現在計画されている航空機の納入台数から推定し、追加的な政策支援がないと

仮定すると、AZEA のベースライン シナリオでは、2023 年から 2050 年に

かけてヨーロッパで約 20,000 機の航空機が納入されると予測されています。

新技術の導入が加速し、地域および短距離交通がさらに増加すると仮定すると、

アライアンスの野心的なシナリオでは、納入台数が約 40,000 機に増加すると

予測されています。

「AZEAのベースラインシナリオでは、電気航空機と水素航空機の導入により、

短距離および中距離の排出量は2050年までに12％減少すると予測されていま

す。しかし、AZEAの野心的なシナリオでは、短距離および中距離の排出量は

最大31％減少する可能性があります」と同連合は述べ、航空機の開発と航空

機群の更新サイクルが長いことを考慮すると、2050年以降のCO2削減の可能

性ははるかに大きいと付け加えました。

勇気づけられたスタートアップ

より抜本的なアプローチの必要性についての議論が高まるにつれ、新興企業

は勢いづいています。オランダの新興企業エリシアンは、バッテリー駆動の

航空機は小型で短距離でなければならないという考え方に挑戦する企業の一

つで、2035年までに90席、航続距離500マイル（434海里）の全電気航空機

を開発して就航させる計画を提案しています。

「業界全体に大きな影響を与えたいのであれば、1,000km（620マイル、539

海里）までの飛行を電動化する必要があります。そうなれば、航空排出量の約

5分の1、全旅客飛行の約半分を削減することになります」とエリシアン社の

設計・エンジニアリング担当ディレクター、レイナード・デ・フリース氏は

述べました。

燃料が重量のほぼ半分を占めていた非効率的な第一世代のジェット旅客機に

ヒントを得て、エリシアンは、バッテリーが機体重量の同様の部分を占める

エアバスA320サイズの航空機を提案しました。

「これらの数字は、コストも下げることができ、十分な人数を飛行機に乗せる

ことができれば、コストの観点から、新しいモビリティ分野や新しい市場で

運航するのではなく、現在の航空機で競争する方が理にかなっていることを

意味している」とデ・フリース氏は語りました。

エリシアン社の「大きいほど良い」という考えに同調して、ウィスパー・エア

ロの共同設立者兼CEOのマーク・ムーア氏は「小型の航空機はバッテリー電気

にとってより実現可能というわけではない」と述べました。静かな電動ダクト

ファンを開発するために作られたウィスパー社は、2035年に向けて100席、

航続距離770マイル（669 nm）の全電気航空機のコンセプトを発表。

「バッテリー電気航空機が炭化水素ベースのソリューションよりも経済的に

競争力があるかどうかを確認したかったのです。そうすれば、ゼロエミッション

航空機に移行し、既存の航空機を退役させるという合理的なビジネス上の決定

が下せるでしょう」とムーア氏は語りました。ウィスパーは、航空業界が

2050年までにネットゼロ目標を達成できるよう、2040年代に就航可能な

旅客機の設計を研究するNASAプログラムにこの構想を提出しました。

エレクトロエアロは、分散型ハイブリッド電気推進を使用して 1,000 マイル

のステージ長で燃料消費を 50% 削減する 200 席の旅客機コンセプトで、

同じ NASA プログラムを目指しています。この設計は、エレクトロの最初の

計画製品である 9 席の短距離離陸地域航空機の技術を推し進めたものです。

「既存のタービンを使用した第 1 世代のハイブリッド電気は機能しますが、

まだ表面をなぞっただけです」と ラングフォード氏は言います。

「電気および水素燃料航空機の導入に伴う初期の経済性が長期的な成功の

障害になってはならず、早期導入者を奨励すべきだ」とAZEAはビジョン文書

で述べています。「電気および水素燃料航空機への移行は大きな課題だが、

そのハードルを越えると、旅行方法を変えるというさらに大きなチャンスが

生まれる」と。