水素航空がまだ普及していない理由

皆さんこんにちは！

リチュウムイオンバッテリーや従来型の化石燃料から、ハイブリッド型エンジンの有効性が

証明されている現在のAAM（アドバンスエアモビリティ）ですが、水素を使った実験機も数件ではありますが登場しています。

しかし、その開発は一向に進んでいません。どこに原因があるのでしょうか？

水素航空がまだ普及していない理由

クレジット: Kevin Dietsch/Getty Images

水素は、環境に優しい商業航空やビジネス航空の新時代を告げる画期的な燃料として長い間称賛されてきました。

水素のクリーンな燃焼特性と重量当たりのエネルギー密度の高さは魅力的だが、真の問題は、

この燃料が航空機の動力源として使えるかどうかではありません。だからこそ、水素を燃料と

する航空機の普及というビジョンは、ますます未来へと先送りされ続けているのです。

例えば、英米の航空機開発会社ゼロアビアは最近、スコットランドに水素パワートレインの

製造施設を開設する計画を発表しましたが、エアバスは技術開発の遅れを理由に、2030年

代半ばまでに水素燃料の商用航空機を開発するという約束を撤回しました。水素は大きな期待

を集めていますが、航空分野における普及には数十年かかる可能性があり、技術、安全性、コストといった課題が状況を複雑にしています。

2023年7月7日のテスト飛行中のZeroAviaの最初のドルニエ228テストベッド。 クレジット: ZeroAvia

水素は既存の燃料に比べていくつかの利点を持っています。優れた燃料源であり、質量当たり

のエネルギー含有量があらゆる燃料の中で最も高く、また、燃焼時に水蒸気を主な副産物とし

て生成するため、クリーンです。これらの特性により、理論的には、水素は航空分野にとって完璧なクリーン燃料となります。

水素は質量当たりのエネルギー含有量が高いという利点がある一方で、体積当たりのエネルギ

ー含有量が極めて低いため、貯蔵には大きな課題が生じます。航空機での使用を可能に

するには、LNGと同様に過冷却法、あるいは水素含有量70%の液体アンモニアを用いて液化

する必要があります。金属水和物に貯蔵することも可能ですが、重量が増加するため、航空用途には逆効果となります。

航空分野における水素導入において、コストは依然として最大の障害の一つです。現在、

水素のほとんどは石油精製の副産物です。風力、太陽光、水力発電では、地形や天候に恵ま

れた限られた状況を除き、低コストの水素に必要な規模の電力を生産することは難しいでしょ

う。水素は水から生成できるため、大規模な原子力発電によって水を水素またはアンモニア

に変換すれば、コストを大幅に削減できる可能性があります。しかしながら、西側諸国は適切

な原子力インフラの構築において遅れをとっており、大規模な水素生産は、急速に拡大してい

る中国や、既に原子力発電で国の電力の4分の1を供給しているUAEなどの国々で行われる可能

性が高いでしょう。たとえ低コストの水素が利用可能になったとしても、限られた供給をめぐ

って航空、陸上、海上輸送が競合するため、需要を満たすのは困難になる可能性があります。

航空業界では、安全性への要求が常にイノベーションのペースを左右します。水素は容易に

発火しますが、1937年のヒンデンブルク号の事故が証明したように、時には非常に容易に

発火してしまいます。航空安全基準では、水素燃料の旅客機には広範なプロセスが求められ

新しいエンジンや航空機技術が普及するまでには数十年かかります。歴史を振り返ると、

この業界は段階的に進化しています。ボーイング77Xとそのエンジンは既存の設計をベース

としており、開発は2012年に開始されたものの、航空会社の機材に採用されるのは2026年

以降になると予想されています。水素燃料の民間航空機には、はるかに多くの試験と認証が必要となるでしょう。

1937年5月6日、アメリカ・ニュージャージー州レイクハーストで、ドイツの硬式飛行船ヒンデンブルク号が爆発・炎上して墜落

貯蔵、コスト、安​​全性の課題が解決されれば、水素燃料航空機は現実的なものとなるでしょ

う。しかし、業界は最大の障害、つまりインフラ整備に直面することになります。水素燃料航

空を実用化するには、燃料供給能力を備えたハブ空港を数カ所建設するだけでは不十分です。

数都市間しか運航できない航空機を購入する航空会社はないでしょう。これは自動車の発展と

似ています。自動車は1890年代に発明されましたが、主要道路では32キロごとにガソリン

スタンドが必要だったため、自動車が馬に完全に取って代わるまでには半世紀もかかりまし

た。堅牢でグローバルなインフラがなければ、水素燃料航空は商業的に実現可能な規模を達成することはできません。

持続可能な航空燃料（SAF）と同様に、水素は将来、商業航空およびビジネス航空の二酸化

炭素排出量削減において重要な要素となるでしょう。しかし、航空業界が克服すべき課題の

規模を考えると、現在の目標や規制要件の多くは過度に楽観的です。例えば、各国政府は野心

的な目標を達成するために複数のSAF経路を同時に推進しようとしていますが、それぞれの

選択肢はインフラの複雑さを増しています。航空分野における新技術の普及には数十年かかる

場合があるため、より効果的なアプローチとしては、広範な規制ではなく、実現可能な技術や

インフラへのインセンティブや投資を通じてイノベーションを促進することが挙げられます。

これにより、水素燃料航空が成熟し、十分なインフラを整備した上で展開するために必要な時間を確保し、飛行運用を円滑に行うことができるようになります。

水素燃料の航空機で飛行するという夢はまだ数十年先かもしれないが、現実的な期待に基づいた着実な進歩こそが、そのビジョンを実現するためのアプローチとなるでしょう。