航空業界の脱炭素化を加速させるには

• 航空業界は、最も困難な脱炭素化の課題の一つを抱えている。

• 航空部門が世界の炭素排出量に占める割合は3%未満である。

• 航空の脱炭素化には、バッテリー電動機および水素動力機を含め、利用可能なあらゆる選択肢が必要となる一方、持続可能な航空燃料の拡張性に関する課題にも対応しなければならない。

• 脱炭素化目標を加速させるには、技術の進歩と並行して政府の政策が極めて重要である。

重要な進展として、昨年、国際民間航空機関（ICAO）の総会は、2050年までに国際航空でネットゼロ排出を達成するという野心的な目標を掲げ、意欲的な目標を設定した。

この公約は、航空業界および各国が既に取り組んできた既存の目標と約束を強化するものである。一方で、ネットゼロ排出目標を採用することは、航空が直面する手強い課題も認識するものであり、脱炭素化が最も困難な部門の一つとして、バッテリー電動機およびハイドロジェン動力機を含め、利用可能なあらゆる選択肢が必要であることを示している。

とはいえ、持続可能な航空燃料（SAF）などの技術については、温室効果ガス（GHG）排出量を46%～65%削減できると予測されており、その進歩と拡張性の見通しは、この部門に明確な道筋を与えている。ただし、その潜在能力を実現するには、積極的な推進と適切なインセンティブおよび規制が必要となる。

削減が困難な分野

航空運輸行動グループの「Waypoint 2050報告書」が示す排出量の分布を検討すると、航空排出量の96%が座席数100席超の機材に由来していることがわかる。注目すべきことに、これらの排出量の66%は、市場を席巻している非常に成功した単通路機に起因している。残りの4%は、主に地域路線で運航される座席数100席以下の機材に関連している。したがって、これらの排出量の大部分を脱炭素化するため、短期的には、現在の機材および空港インフラを活用して技術的に実行可能な解決策を提供するSAFに焦点が当てられている。

しかし、重要な課題は、SAFの生産と供給を拡大することにある。「ネットゼロ航空の実現可能性」報告書によれば、需要を満たすには2030年までに300カ所のSAF製造プラントが必要となり、2050年までには最大3,400カ所のプラントが必要と予測されている。この必要性は、特にバイオマス資源が限られているため、原料の確保に関して大きな課題をもたらしている。

2050年の目標に沿ってSAFを拡大するには、バイオ由来ルートの原料制約を克服するため、2030年以降、Power-to-Liquid（PtL）プラントの迅速な導入が必要となる可能性が高い。この課題の達成において産業界は重要な役割を果たすが、航空業界におけるSAF燃料の広範な採用を支えるには、政府の目標、枠組み、政策が必要であることは明らかである。

脱炭素化のより広い文脈を考慮すると、電動化の重要性は当初の見積もりを上回る可能性がある。電動化による排出削減への寄与は約2%と予測されているが、この技術は脱炭素化ロードマップを支える上で極めて重要である。特に、バッテリー電動機は、飛行中の排出を解消できるという利点がある。

近年、電動垂直離着陸機の多くのコンセプトが登場している。しかし、それらが既存の商業用地域路線を完全に置き換えることは意図されていない。これらの路線は通常800キロメートル未満の距離で運航されている。フォーラムの報告書によれば、「Target True Zero：持続可能なバッテリー動力および水素動力飛行の実現」では、2035年までにリチウムイオン・バッテリー電動機の最大運用航続距離は約400キロメートルに達すると予想され、2050年までには600キロメートルに延びると見込まれている。

バッテリー電動機が進化を続ければ、グローバルな脱炭素化の枠組みの中で電動化が大きな意義を持つ可能性がある。電動モーターを、SAFや水素による電動推進などの他の技術と組み合わせることで、ハイブリッド機のように機体の航続距離を大幅に延ばすことができる。

技術の進歩

この幅広い対象範囲は、地域市場の可能性を高め、ハイブリッド機を、小型ジェット機と比べて排出量を大幅に削減できる新型ターボプロップ機の現実的な代替手段として位置付けるものである。さらに、ハイブリッド機は、電動モーターや水素コンセプトに関する安全性およびセキュリティ認証手続きの円滑化に寄与できる。加えて、短期的には、ハイブリッド機は、地上走行、離陸および着陸の各段階における地上運用の脱炭素化に貢献でき、即時の環境面での効果をもたらす。

バッテリー電動機を成功裏に導入するには、いくつかの技術的取り組みを組み合わせる必要がある。具体的には、再生可能エネルギーによる充電源の確保、バッテリーのライフサイクルの最適化、エネルギー密度の向上である。エネルギー密度を最大化することで、バッテリー電動機の航続距離と効率を大幅に改善でき、持続可能な航空ソリューションとしての実現可能性をさらに高めることができる。

全体として、排出削減の大きな部分（約26%）は、依然として水素という別の重要な技術に依存している。つまり、2035年までにグリーン水素の生産能力を加速させる必要があるということである。

グリーン水素の十分な供給は不可欠である。ブルー水素は、従来のジェット燃料と比べて気候面での大きな改善をもたらさない可能性があるためである。さらに、水素動力機の効率と航続距離を最適化するには、燃料電池技術の進歩と軽量な貯蔵タンクが極めて重要である。したがって、水素タンクの戦略的な配置を含め、水素性能を考慮した機体設計は、その能力を最大化し、環境への影響を低減するうえで不可欠である。

また、水素燃料機が生成する、水蒸気が増加した飛行機雲（コントレイル）の潜在的影響について研究し、その緩和に取り組むことも重要である。これらの点を優先することで、航空業界は水素技術の潜在能力を最大限に引き出し、持続可能で脱炭素化された未来への移行を推進できる。

規制環境

これらの技術的課題とロードマップはすべて規制によって支えられる必要がある。政府や規制当局は、踏むべき手順に圧倒されると感じるかもしれない。こうした状況を受け、世界経済フォーラムと航空環境連盟は、新たな報告書「Target True Zero：電動機および水素動力機の普及を加速させるための政府政策ツールキット」を発表した。

本ツールキットの目的は、航空部門全体の脱炭素化計画の一環として、ゼロエミッション航空機技術の開発を加速させるためのアプローチを検討する機会と選択肢を政府に提供することである。

規制当局として、ネットゼロ航空戦略を策定するには、市場セグメント、機体規模、空港インフラ、そして再生可能電力または水素供給の可能性について包括的な理解が必要となる。この理解は国によって異なる可能性があるが、政府は、投資家を惹きつけ、産業界の行動を促すために、これらの知見に基づき、バッテリー電動および水素推進に関する明確な目標と節目を定めなければならない。ステークホルダーとのパートナーシップを構築することは、優先的な行動を特定することでこの目標の達成を支援するうえで役立つと同時に、水素および再生可能エネルギーの開発に関する経済全体の計画と航空戦略を整合させることも、進展のために不可欠である。

一方、政府は、国際民間航空機関の取り組みを支援しつつ、研究、インフラ支援、規制の更新を通じて代替推進機の開発と導入を促進する、実効性のある環境の整備方法をより深く理解する必要がある。航空業界のセキュリティおよび安全認証は、一般の受容にとって極めて重要であるため、認証手法の調和は、進展を加速させるうえで、おそらく最も重要な段階である。

世界の航空業界は、世界の炭素排出量のわずか 3%未満に責任を負っており、新興国での旅行需要の高まりに伴い、排出量は増加すると予測されている。この部門を脱炭素化するための単一の対策は存在せず、ネットゼロを実現するには、技術の進歩、財政的インセンティブ、パートナーシップの可能性を最大限に生かす幅広い取り組みが必要である。ただし、そうすることで、この部門は脱炭素化ロードマップに沿って軌道に乗ることになる。