水素のために空が晴れ始める

1月の寒くて青い空に飛び立った19人乗りのドルニエ228型プロペラ機は、一見すると何の変哲もないように見えた。 しかし、左側のプロペラを回転させるのは、2 つの水素燃料電池で駆動される 2 メガワットの電気モーターでした。右側は標準的な灯油エンジンで動作し、これまで水素で飛行した航空機としては最大でした。 イギリスのグロスターシャー州で10分間の試験飛行を行ったカリフォルニアの新興企業ゼロアビアの創設者兼最高経営責任者（CEO）ヴァル・ミフタホフ氏は、この日を「持続可能な航空にとって歴史的な日」と呼んだ。

ロサンゼルスに本拠を置くユニバーサル・ハイドロジェンは、2月末までに50席の水素燃料航空機の試験を計画している。 両社は、2025年までに改装されたターボプロップ航空機の商業飛行を約束している。フランスの航空大手エアバスは、水素燃料電池を使用し、エンジン内で水素を直接燃焼させることによって飛行する同社の象徴的な旅客機A380のデモンストレーション飛行を2026年に計画しており、さらに規模を拡大している。 そしてロールスロイスは、純粋な水素を燃焼させる航空機エンジンの開発を進めている。

世界の炭素排出量の約 2.5% を占める航空業界は、2050 年までに排出量を実質ゼロにすることを約束しています。そこに到達するには、持続可能な燃料、ハイブリッド電気エンジン、バッテリー電気航空機など、いくつかのルートが必要です。

水素ももう一つの可能​​性のあるルートです。 燃料電池で電気を作るために使用されるか、エンジンで燃焼されるかにかかわらず、酸素と結合して水蒸気を放出します。 グリーン水素がトラックや船舶向けに拡大すれば、電池のような環境問題のない低コストの燃料になる可能性があります。

水素での飛行には貯蔵と航空機の認証という課題が伴いますが、航空会社は現在、2035 年までの水素飛行に向けて基礎工事を行っています。「水素は空へ向かっており、私たちはそこへ運ぶつもりです」と副社長のアマンダ・シンプソンは言う。エアバス・アメリカズの研究および技術担当社長。

最も豊富な元素である水素は、重力と戦う産業の鍵となる最も軽い元素でもあり、重量でジェット燃料の 3 倍のエネルギーを蓄えています。 水素の問題はその体積です。 輸送するには、圧縮高圧ガスまたは極低温液体として重いタンクに保管する必要があります。

ZeroAvia は圧縮水素ガスを使用しており、既に道路輸送が承認されています。 そのテスト飛行機には、客室内に 2 つの水素燃料電池とタンクが搭載されていましたが、チームは現在、米国とヨーロッパでの認証を迅速化するために、航空機の設計への変更を最小限に抑えたコンパクトなシステムについて創造的に考えています。 燃料電池の重量増加により航続距離が減少する可能性があるが、「航空機は実際に使用される距離よりもはるかに遠くまで飛行できるように設計されているため、それは問題ではありません」と戦略担当副社長のジェームス・マクミッキング氏は言う。

同社はビル・ゲイツ氏やジェフ・ベゾス氏を含む投資家から支援を受けている。 ブリティッシュ・エアウェイズおよびユナイテッド航空との提携。 水素電気パワートレインシステムは1,500件の予約注文があり、その半分は航続距離400キロメートルの9人乗りから19人乗りの小型のものだ。

ゼロアビアは、2027 年までに、ヨーロッパで広く使用されている航続距離が 2 倍の、より大型の 70 人乗りターボプロップ航空機を改造する予定です。 同社はそれら向けに5MWの電気モーターを開発中で、スペースと重量を節約するためによりエネルギー密度の高い液体水素に切り替える計画だ。 この燃料は航空業界にとって新規であり、規制当局の承認プロセスにさらに時間がかかる可能性があるとマクミッキング氏は言う。

次に登場するのは、「業界の主力」である100～150席の航空機用の10MWパワートレインだという。 これらの航空機（ボーイング 737 を考えてください）は、航空排出量の 60 パーセントを占めています。 水素を利用する企業に打撃を与えるには、より効率的な燃料電池が必要です。 マクミッキング氏によると、ゼロアビアはそのために、発生する大量の廃熱を再利用できる独自の高温燃料電池の開発に取り組んでいるという。 「私たちには、動力をジェットエンジンの領域に引き上げる設計と技術ロードマップがあります」と彼は言います。

ユニバーサル水素

戦略的投資家としてエアバス、GEアビエーション、アメリカン航空を数えているユニバーサル・ハイドロジェンは、液体水素に賭けている。 創業者兼最高経営責任者（CEO）のポール・エレメンコ氏は、「当社の中核をなす水素供給・物流会社」であるこのスタートアップは、水素航空のスピードに乗ってシームレスな配送ネットワークを確保したいと考えていると語る。 同社はグリーン水素を調達し、それを液体にして、比較的ローテクな断熱アルミニウムタンクに入れ、道路、鉄道、または船舶で配送します。 「私たちはそれらを2025年に向けて連邦航空局によって認定されることを望んでいます。つまり、それらは科学プロジェクトではありえないということです」と彼は言います。