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で初飛行を行いました。試験飛行は15分間続き、高度3,500フィート（約1,100メートル）に達しました。この試験プラットフォームは、世界最大の水素燃料電池航空機であるDash8-300をベースにしています。
「ライトニング・マクリーン」の愛称を持つこの飛行機は、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フィートに到達しました。FAA（連邦航空局）の特別耐空証明に基づくこの飛行は、2025年に完了予定の2年間の試験飛行の初飛行となります。ATR-72リージョナルジェット機を改造したこの飛行機は、安全のため元の化石燃料タービンエンジンを1基のみ残し、残りは純水素で稼働しています。
ユニバーサルハイドロジェンは、2025年までに地域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稼働するエンジンは水のみを排出し、大気を汚染しない。予備テストのため、もう一方のエンジンは従来の燃料で稼働している。そのため、見てみると、左右のエンジンでは、ブレードの直径や枚数までもが大きく異なっている。ユニバーサルハイドロジェンによると、水素燃料電池で稼働する航空機はより安全で、運航コストが安く、環境への影響も少ないという。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から積み下ろしできるため、空港は改造することなく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でも同様が可能で、水素燃料電池で稼働するターボファンは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、2030年代半ばまでにジェット旅客機はクリーンな水素燃料で運行されるようになると考えている。そうでなければ、航空業界は業界全体の排出削減目標達成のために減便せざるを得なくなるだろう。その結果、航空券の価格が高騰し、航空券の確保が困難になるだろう。そのため、新エネルギー航空機の研究開発を促進することが急務となっている。しかし、今回の初飛行は航空業界にとって希望の光でもある。
このミッションは、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ました。クロール氏によると、2回目のテスト飛行では、原始的な化石燃料エンジンに頼ることなく、完全に水素燃料電池発電機のみで飛行することができたとのことです。「改造された機体は優れた操縦性能を備えており、水素燃料電池発電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を大幅に低減しています」とクロール氏は述べています。
ユニバーサル・ハイドロジェンは、アメリカのコネクト・エアラインズを含む数十社から、水素燃料のリージョナルジェット機の受注を獲得している。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・マクレーンの飛行を「世界の航空業界の脱炭素化の原点」と呼んだ。
なぜ水素燃料航空機は航空業界の炭素削減の選択肢となるのでしょうか?
気候変動は今後数十年にわたって航空輸送を危険にさらすことになる。
ワシントンに拠点を置く非営利研究団体、世界資源研究所によると、航空機の二酸化炭素排出量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日に輸送する乗客数は自動車やトラックよりもはるかに少ない。
4大航空会社（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％増加させました。しかし、より効率的で低炭素の航空機が生産されているにもかかわらず、乗客数は2019年以降減少傾向にあります。
航空会社は今世紀半ばまでにカーボンニュートラルになることを約束しており、航空業界が気候変動に積極的な役割を果たせるよう持続可能な燃料に投資している航空会社もある。
持続可能燃料（SAF）は、食用油、動物性脂肪、都市廃棄物、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に動力を供給することができ、既に試験飛行や定期旅客便で使用されています。しかし、持続可能燃料は高価で、従来のジェット燃料の約3倍です。より多くの航空会社が持続可能燃料を購入し、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の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達成されるまでの間、炭素排出量を削減できる橋渡し燃料とみなされています。実際、これらの技術が航空業界で広く利用されるようになるのは、今後20～30年先になるかもしれません。
企業は電気飛行機の設計と製造に取り組んでいるが、そのほとんどは垂直に離着陸し、少数の乗客しか乗せられない小型のヘリコプターのような飛行機だ。
中型標準飛行に相当する200人の乗客を乗せられる大型電気飛行機を製作するには、より大きなバッテリーとより長い飛行時間が必要になります。この基準で考えると、バッテリーをフル充電するにはジェット燃料の約40倍の重量が必要になります。しかし、電気飛行機はバッテリー技術の革命なしには実現不可能です。
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果たしています。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、化学産業に代表される産業分野や航空に代表される運輸産業など、多くの産業において、脱炭素化を根本的に実現する唯一の手段です。国際水素エネルギー委員会（ICHE）によると、水素エネルギー市場は2050年までに2.5兆ドルに達すると予想されています。
「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、タンク自体が非常に重いのです。」
さらに、水素燃料の導入には欠点や障害が存在します。例えば、冷却して液体にした水素ガスを空港に貯蔵するために、大規模で高価な新たなインフラが必要になります。
それでも、ラザフォード氏は水素について慎重ながらも楽観的な見方を崩していない。彼のチームは、水素燃料の飛行機が2035年までに約3400キロメートルの航続距離を達成できると考えている。
投稿日時: 2023年3月16日