新たな研究により、航空機がよく燃焼させるケロシンの代替燃料が、航空業界が地球温暖化に及ぼす影響の軽減に役立つ可能性があることが示されました。
研究では、持続可能な燃料によって航空業界のCO₂排出量と、飛行機雲から生じる巻雲の発生を抑えられることが明らかになりました。
バイオ燃料や合成燃料の開発と流通には、財政的コストが高くなる可能性があるなど、克服すべき課題があります。
航空業界は、世界の化石燃料使用による排出量の2.4%を占める一方で、この分野の温暖化効果の3分の2は、CO₂排出以外の要因に左右されます。また、航空業界が地球温暖化に寄与する最も重要な要因の一つは、飛行機が上空の大気中に生み出す雲です。
しかし、新たな研究では、代替燃料が航空機の通常使用するケロシンに代わり、役立つ可能性があることが研究者によって示されました。
巡航高度では、大気が十分に低温かつ多湿であると、航空機の後方に飛行機雲（凝結雲の略）が形成されます。これは、エンジンから排出される煤や水蒸気を起源として最初に生成される氷晶からなる雲です。晴れた日に空に白くふくらんだ筋として見えることがあるでしょう。高高度で大気が特に低温かつ多湿な場合、こうした線状の飛行機雲は何時間も持続し、白い毛髪のような巻雲の広大な網状に広がることがあります。
これらの雲は太陽の放射を宇宙へ反射して大気を冷却しますが、地球から反射される赤外線を閉じ込めることもあります。冷却効果を上回る温暖化効果により、最終的に大気は温められます。これは計算上、航空業界による現在の温暖化効果としては最大であり、過去のCO₂排出によるものの、ほぼ2倍に当たるとされています。
飛行機雲による航空業界の気候への影響を減らすには、航空機の排気から出る煤の粒子を最小限に抑えることが必要です。かつての航空機の排気プルームは、多量の煤を含むため黒煙を帯びていました。現代のエンジンは煤の排出の重さを減らすよう設計されていますが、形成される氷晶の大きさと数は、多数の煤粒子に左右されます。排気の浄化によってこれ以上達成できることには限りがあり、今後の取り組みは燃料そのものに焦点を当てる必要があります。
ケロシンのような航空機の化石燃料に自然に含まれるナフタレンなどの不純物は、芳香族化合物と呼ばれます。これらは煤粒子の基本構成要素となる、炭素の環状構造を持つ化学構造です。バイオ燃料は作物や廃食用油から製造され、再生可能電力、水素、CO₂を用いて製造される合成燃料とともに、飛行に伴う炭素排出量の削減を目的として設計されています。
これらの燃料には芳香族の不純物が含まれていないため、燃焼時に発生する煤粒子が少なくなります。新たな研究では、研究者らが、飛行中に大気中に生成される氷晶も少なく（ただし大きくなる）なることを明らかにしました。その結果、飛行機雲とそれによって形成される巻雲が地球を温める効果も小さくなります。
航空の未来
現在、航空機はケロシンまたはケロシン系バイオ燃料混合物でしか燃料補給できません。新たな論文の著者らは、芳香族不純物の少ない燃料の混合により、氷晶の形成を50～70%抑制できることを明らかにしました。別の論文では、研究者らが予測しており、これは飛行機雲による全体的な温暖化効果を約20%～50%削減することに相当するとしています。将来的には、航空機が純粋なバイオ燃料で運航することが認められる可能性が高く、航空業界による温暖化の削減可能性はさらに大きくなるかもしれません。
新たな研究の結果から、持続可能な燃料の混合は、航空業界のCO₂排出量と飛行機雲の巻雲発生の抑制において、一石二鳥の効果をもたらすことが示唆されます。
電動飛行などの他の解決策は、非常に短い路線でしか実現できない可能性が高いと考えられます。水素を燃料とする航空機でさえ、中距離の運航にしか対応できない可能性があります。どちらの技術も、世界の航空機群に導入できるまでに成熟するには10年以上かかるでしょう。長距離の航空は、当面の間、液体ケロシン系燃料に依存し続ける可能性が高いと考えられます。
別の選択肢として、パイロットが飛行機雲が形成されやすい大気の領域を避けるという方法もあります。ただし、フライトごとに見ると、これらの領域を避けるための航路変更は、ほぼ確実にその便のCO₂排出量を増加させます。また、気象モデルでも、予測することはできません。飛行機雲が形成される領域を十分な精度で予測することはできません。
もちろん、十分な規模でバイオ燃料や合成燃料を開発・流通させるための財政的コストは、おそらく多額となり、航空運賃の上昇につながる可能性もあります。政府は、化石燃料ベースのケロシンの段階的廃止を義務付け、航空会社が切り替えるための大規模な優遇措置を講じる必要があるでしょう。しかし、航空の脱炭素化に残された時間は少なく、これは航空会社が直ちに取り組み、業界全体の気候への影響を減らすための効果的な選択肢です。
