ユニバーサル・ハイドロジェン社の水素燃料電池実証機が先週、ワシントン州モスレイクへの初飛行を行った。試験飛行は15分間続き、高度3,500フィートに達した。この試験機は、世界最大の水素燃料電池航空機であるダッシュ8-300をベースにしている。
「ライトニング・マクリーン」と名付けられたこの飛行機は、3月2日午前8時45分にグラント郡国際空港（KMWH）を離陸し、15分後に巡航高度3,500フィートに達した。FAAの特別耐空証明書に基づくこの飛行は、2025年に完了予定の2年間の試験飛行の第一弾である。ATR 72型リージョナルジェット機を改造したこの飛行機は、安全上の理由から元の化石燃料タービンエンジンを1基のみ残し、残りは純水素で駆動する。
ユニバーサル・ハイドロゲンは、2025年までに地域航空便の運航をすべて水素燃料電池で賄うことを目指している。このテストでは、クリーンな水素燃料電池で動くエンジンは水だけを排出し、大気を汚染しない。予備テストなので、もう一方のエンジンはまだ従来の燃料で動いている。そのため、左右のエンジンを見ると、ブレードの直径やブレードの数など、大きな違いがある。ユニバーサル・ハイドロゲンによると、水素燃料電池で動く飛行機は、より安全で、運用コストが安く、環境への影響も少ない。同社の水素燃料電池はモジュール式で、空港の既存の貨物施設を通して積み下ろしができるため、空港は改造なしで水素燃料航空機の補給ニーズに対応できる。理論的には、より大型のジェット機も同様に可能で、水素燃料電池で動くターボファンは2030年代半ばまでに使用されると予想されている。
実際、ユニバーサル・ハイドロジェンの共同創業者兼CEOであるポール・エレメンコ氏は、ジェット旅客機は2030年代半ばまでにクリーン水素で運航されなければならず、さもなければ業界全体で義務付けられた排出削減目標を達成するためにフライトを削減せざるを得なくなると考えている。その結果、航空券価格は急騰し、チケット入手は困難になるだろう。したがって、新エネルギー航空機の研究開発を推進することが急務である。しかし、今回の初飛行は業界にとっていくらかの希望ももたらす。
この任務は、経験豊富な元米空軍テストパイロットであり、同社の主任テストパイロットでもあるアレックス・クロール氏によって遂行された。同氏は、2回目のテスト飛行では、従来の化石燃料エンジンに頼ることなく、水素燃料電池発電機のみで飛行できたと述べた。「改造された航空機は優れた操縦性能を持ち、水素燃料電池動力システムは従来のタービンエンジンに比べて騒音と振動が大幅に少ない」とクロール氏は語った。
ユニバーサル・ハイドロジェン社は、アメリカのコネクト航空をはじめとする数十社の水素燃料リージョナルジェット機の旅客機を受注している。同社のジョン・トーマス最高経営責任者（CEO）は、ライトニング・マクレーン氏の飛行を「世界の航空業界の脱炭素化における起点」と呼んだ。
水素燃料航空機は、航空業界における二酸化炭素排出量削減の選択肢としてなぜ考えられるのでしょうか？
気候変動は、今後数十年にわたり航空輸送を危険にさらすだろう。
ワシントンに拠点を置く非営利研究機関である世界資源研究所によると、航空機が排出する二酸化炭素は、自動車やトラックのわずか6分の1に過ぎない。しかし、航空機が1日に運ぶ乗客数は、自動車やトラックよりもはるかに少ない。
大手航空会社4社（アメリカン航空、ユナイテッド航空、デルタ航空、サウスウエスト航空）は、2014年から2019年の間にジェット燃料の使用量を15％増加させた。しかし、より効率的で低炭素な航空機が生産されているにもかかわらず、旅客数は2019年以降減少傾向にある。
航空会社は今世紀半ばまでにカーボンニュートラルを達成することを目標としており、一部の航空会社は持続可能な燃料に投資することで、航空業界が気候変動対策において積極的な役割を果たせるようにしている。
持続可能な燃料（SAF）は、食用油、動物性脂肪、都市ごみ、その他の原料から作られるバイオ燃料です。この燃料は従来の燃料と混合してジェットエンジンの動力源として使用でき、すでに試験飛行や定期旅客便でも使用されています。しかし、持続可能な燃料は高価で、従来のジェット燃料の約3倍の価格です。より多くの航空会社が持続可能な燃料を購入・使用するようになれば、価格はさらに上昇するでしょう。推進派は、生産を促進するために税制優遇措置などのインセンティブを求めています。
持続可能な燃料は、電気航空機や水素燃料航空機といったより画期的な技術革新が実現するまでの間、二酸化炭素排出量を削減できるつなぎ燃料として位置づけられている。実際、これらの技術が航空業界で広く普及するには、今後20年、あるいは30年かかるかもしれない。
各社は電動航空機の設計・製造に取り組んでいるが、そのほとんどは小型のヘリコプターのような機体で、垂直離着陸が可能で、乗客はごく少数しか乗せられない。
中型標準機に相当する200人乗りの大型電気飛行機を実現するには、より大型のバッテリーとより長い飛行時間が必要となる。その基準で言えば、バッテリーは満充電時にジェット燃料の約40倍の重量が必要になる。しかし、バッテリー技術の革命がなければ、電気飛行機は実現しないだろう。
水素エネルギーは、低炭素排出を実現するための効果的な手段であり、世界のエネルギー転換においてかけがえのない役割を担っています。他の再生可能エネルギー源と比較した水素エネルギーの大きな利点は、季節を問わず大規模に貯蔵できることです。中でもグリーン水素は、石油化学、鉄鋼、化学工業などの産業分野や、航空などの運輸産業を含む多くの産業において、徹底的な脱炭素化を実現する唯一の手段となっています。国際水素エネルギー委員会によると、水素エネルギー市場は2050年までに2兆5000億ドル規模に達すると予測されています。
「水素自体は非常に軽い燃料です」と、環境団体である国際クリーン交通評議会で自動車と航空機の脱炭素化を研究するダン・ラザフォード氏はAP通信に語った。「しかし、水素を貯蔵するには大きなタンクが必要で、そのタンク自体が非常に重いのです。」
さらに、水素燃料の実用化には欠点や障害も存在する。例えば、水素ガスを冷却して液化するために、空港に大規模かつ高額な新たなインフラを整備する必要がある。
それでも、ラザフォード氏は水素燃料について慎重ながらも楽観的な見方を示している。彼のチームは、水素燃料飛行機が2035年までに約2,100マイル（約3,400キロメートル）の航続距離を実現できると考えている。
投稿日時：2023年3月16日