航空業界の脱炭素化:持続可能な航空燃料が引き起こす戦略的対立

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気候変動対策運動の内部における緊張を、航空業界ほど明確に露呈するテーマはほとんどない。最近、筆者の家族が下した飛行機利用に関するシンプルな決断をシェアしたところ、激しい議論を巻き起こした。筆者が気候変動プラットフォーム「We Don't Have Time」を創設した際、5年間完全に飛行機の利用を停止した。家族としても、その後10年間は休暇での飛行機利用を避けてきた。そして最終的に再び飛行機を利用した際には、化石燃料を使わない選択肢を選んだ。驚くべきことに、論争を引き起こしたのはまさにこの点だった。

最近、筆者の家族は短期休暇のフライトを利用することを決めた。従来のジェット燃料を使用する代わりに、旅行全体の化石燃料使用量に相当する持続可能な航空燃料(SAF)を購入した。反応は即座に、そして分断されたものだった。化石燃料を使わない航空業界の加速を歓迎する声がある一方で、そもそも飛行機に乗ること自体が気候変動への責任と矛盾すると主張する声もあった。

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しかし、すぐに明らかになったのは、この議論は実際には筆者の家族の旅行に関するものではなかったということだ。それは気候変動対策運動内部のより深い亀裂を露呈したのである。

多くの点で、航空業界はより大きな戦略的対立の最前線となっている。その対立とは、解決策は主に移動と消費の削減にあると信じる人々と、優先事項は可能な限り迅速に化石燃料を置き換えることだと信じる人々との間の対立である。

航空業界の排出量の現実

国際エネルギー機関によると、現在、航空業界は世界の二酸化炭素排出量の約2.5%を占めている。

しかし、航空業界の気候への影響は二酸化炭素だけにとどまらない。

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高高度を飛行する航空機は、窒素酸化物、水蒸気、すす粒子も放出し、これらが飛行機雲や薄い巻雲の形成につながる可能性がある。これらの雲は大気中に熱を閉じ込め、温暖化を増幅させる可能性がある。気候変動に関する政府間パネル(IPCC)と欧州連合航空安全機関がまとめた研究によると、これらの非CO₂効果は航空業界の総気候影響をおよそ2倍にする可能性があるという。

これらを総合すると、Our World In Dataによれば、航空業界は現在、世界の温暖化の約4%に寄与していると推定される。

同時に、航空業界は脱炭素化が最も困難なセクターの1つと広く考えられている。自動車は電気で走行できるようになり、電力システムは再生可能エネルギー源へとシフトできるが、航空機は燃料に極めて高いエネルギー密度を必要とし、現在のバッテリー技術は長距離飛行には重すぎる。

これにより、現実的な前進の道筋は限られている。航空機の効率改善、持続可能な航空燃料の拡大、再生可能電力を使用して生産される合成e-fuelの開発、超短距離路線の電化、そして不必要な需要の削減である。

飛行機雲:航空業界の気候影響の主要部分

たとえ航空業界が化石燃料からの移行に成功したとしても、もう1つの大きな気候課題が残る。飛行機雲を生み出す高高度での影響である。

飛行機雲は、高温の航空機排気が巡航高度の非常に冷たく湿った空気と混ざり合うときに形成され、水蒸気が微小な氷の結晶に凍結し、薄い巻雲へと広がる可能性がある。これらの雲は大気中で毛布のように作用し、本来なら宇宙空間へ逃げるはずの熱を閉じ込める。

何世紀も大気中に留まる可能性のある二酸化炭素とは異なり、飛行機雲は短期的な気候強制因子であり、通常は数分から数時間持続する。両方の影響が重要だが、それらは全く異なる時間スケールで作用する。化石燃料の排除は気候システムに固定された長期的な温暖化に取り組むものであり、一方でより賢明なルート設定と予測は飛行機雲をほぼ即座に削減できる。したがって、合理的な戦略はこれらの解決策のどちらかを選ぶことではなく、両方を同時に追求することである。

アメリカン航空と研究者が関与した最近の大規模試験では、2400便以上の大西洋横断便で飛行機雲を考慮した飛行計画をテストした。持続的な飛行機雲が形成される大気領域を避けるためにルートや高度をわずかに調整することで、最適化されたルートに従った便は約62%少ない飛行機雲を生成し、飛行機雲による温暖化を約69%削減した一方で、燃料消費は本質的に変わらなかった。

この研究はまた、比較的少数の便が飛行機雲による温暖化の大部分を生み出していることを確認している。これは、飛行経路への的を絞った調整が、業界が化石燃料を使わない燃料への長期的な移行を続ける間、航空業界の短期的な気候影響を大幅に削減できることを意味する。

持続可能な航空燃料の背後にある科学

持続可能な航空燃料は、炭素がシステム内をどのように移動するかという点で、化石燃料とは根本的に異なる。

化石燃料は、何百万年もの間地下に閉じ込められていた炭素を放出する。したがって、石油、ガス、石炭を燃やすことは、大気中の二酸化炭素の総量を増加させる。

一方、バイオベースの燃料は、植物が以前に光合成を通じて大気から吸収した炭素に依存している。バイオマスが燃焼されると炭素は大気に戻るが、原理的には新しい植物の成長によって再び吸収され、自然の炭素循環の一部を形成することができる。

ライフサイクル分析によると、SAFは原料と生産経路に応じて、化石ジェット燃料と比較してライフサイクル排出量を最大80%削減できる可能性がある。

また、持続可能な航空燃料はバイオ燃料に限定されないことに注意することも重要である。SAFは、いくつかの異なる生産経路を含む包括的なカテゴリーである。現在最も広く使用されているのは、廃油、農業残渣、その他の形態のバイオマスから生産されるバイオベースの燃料である。しかし、SAFには、回収された二酸化炭素と再生可能電力から生産される合成e-fuelも含まれる可能性があり、多くのアナリストはこれを潜在的に拡大可能な長期的解決策と見なしている。

同時に、バイオベース燃料の限界はますます議論されている。Our World in Dataは、たとえ現在の世界の液体バイオ燃料生産すべてが航空業界に振り向けられたとしても、それでもセクターの燃料需要のほんの一部しかカバーできないことを示している。したがって、持続可能なバイオマスは航空排出量の削減において重要な役割を果たすことができるが、世界の航空機全体を単独で動かすことは難しいだろう。

これが、多くの長期的な航空脱炭素化経路が解決策の組み合わせに依存している理由の1つである。短期的な移行を加速するためのバイオベースSAF、再生可能電力の拡大とともに拡大できる合成e-fuel(しばしばe-SAFと呼ばれる)、そして短距離路線向けの電動航空機や水素動力飛行などの新興技術である。

電気自動車からの教訓

電気自動車の歴史は、エネルギー技術がどのように拡大できるかについて興味深い類似点を提供する。

電気自動車は主流になる前から何十年も存在しており、近代史のほとんどの期間、世界の自動車販売台数の1%をはるかに下回っていた。Our World in Dataがまとめたデータによると、世界のプラグイン電気自動車は2015年頃に初めて市場シェア1%の閾値を超えた。

長年にわたり、批評家たちは電気自動車は高価すぎて小さなニッチ市場を超えて拡大する可能性は低いと主張していた。しかし、初期市場が形成され、企業が製造能力と充電インフラへの投資を本格的に開始すると、普及は急速に加速した。

世界のEV販売台数は、2016年の新車販売台数の約1%から2024年には22%以上に上昇した。エネルギー技術は、投資、インフラ、市場需要が一致すると、長期間の緩やかな成長の後に急速な拡大が続くという、このようなS字カーブの普及パターンに従うことが多い。

持続可能な航空燃料は同様のカーブの始まりにあるのだろうか?

10年前の電気自動車と同様に、持続可能な航空燃料はまだ非常に小さな基盤から始まっている。現在、SAFは世界のジェット燃料消費量の1%をはるかに下回っており、その将来の拡大は航空業界のエネルギー転換における中心的な問題の1つとなっている。2024年、世界のSAF生産量は約100万トンに達し、世界のジェット燃料使用量の約0.3%となった。生産量は2025年にはおよそ2倍になり、世界の航空燃料需要の約0.6%に達すると予想されている。

この急速な成長にもかかわらず、SAFはセクターのエネルギー供給のごくわずかなシェアにとどまっており、現在でも航空燃料の99%以上が化石燃料ベースであることを意味している。

同時に、供給は非常に小さな基盤から急速に拡大している。ボストン・コンサルティング・グループの推定によると、世界のSAF生産量は過去3年間で1150%成長しており、政策インセンティブ、企業のコミットメント、航空業界全体での新規投資に支えられている。

しかし、移行は依然として脆弱である。新規SAF生産施設の発表は2022年から2023年の間に約50〜70%減少し、経済的不確実性とコスト上昇が新規プロジェクト開発を遅らせたことを反映している。提案されたSAFプロジェクトの30%未満が最終投資決定に達しており、新規施設は通常、資金が確保されてから完全生産に達するまでに3〜5年を要する。

言い換えれば、業界は供給の構築を開始したが、進捗は不均一なままである。まだ欠けているのは、より強力で予測可能な需要シグナルである。それがなければ、航空セクターは、限られた需要が新規SAFプロジェクトのビジネスケースを弱め、投資を遅らせ、持続可能な航空燃料を拡大するために必要なコスト削減を遅らせるという悪循環に陥るリスクがある。

気候戦略内部の分断

航空業界をめぐる議論は、気候変動に関する議論内部のより広範な戦略的分断を反映している。

1つの視点は、地球の限界内に留まるために消費と移動を削減することを強調する。もう1つは、化石燃料をクリーンな代替品に置き換えることで現代経済を脱化石化することに焦点を当てている。

実際には、多くの気候経路には両方のアプローチの要素が含まれている。可能な限り不必要な排出を削減しながら、同時に電化が困難なセクターで新技術を拡大するのである。

スウェーデン語には、この緊張をかなりうまく捉えるフレーズがある。hålla två tankar i huvudet samtidigt――同時に2つの考えを頭の中に保持する、という意味だ。

気候変動への移行は、最終的にまさにそれを必要とするかもしれない。

市場がエネルギー転換を推進することが多い理由

エネルギーシステムは歴史的に、規制や政策だけでなく、市場のダイナミクスを通じても変化してきた。需要が供給を生み、供給が投資を促し、投資がコストを下げる。

このパターンは、太陽光発電、風力エネルギー、電気自動車を含むクリーンエネルギー技術で繰り返し展開されてきた。

企業や旅行者が化石燃料を使わない航空オプションをますます求めるようになれば、航空会社は投資家が新規生産施設への資金調達に必要とする確実性を提供する長期燃料契約に署名する可能性がある。

持続可能な航空燃料にそのダイナミクスが起こるかどうかは不確実だが、それは航空業界が最終的に化石燃料を使わなくなる可能性があると信じる人々によってなされる中心的な主張である。

議論する価値のある論争

筆者の投稿が引き起こした議論は、気候変動に関する会話の中で航空業界がいかに不快なものであり続けているかを明らかにした。

航空業界は存在をやめなければならないというのが正直な結論だと信じる人もいる。一方で、このセクターは発電や道路輸送ですでに起こっているのと同様の技術的変革を遂げなければならないと信じる人もいる。

その議論のどちら側に立つかに関わらず、1つの現実は明確なままである。気候科学者や気候変動活動家を含む何百万人もの人々が、毎日飛行機に乗り続けている。

もし飛行機に乗るのであれば、影響を減らす方法はすでに存在する。飛行機に乗ることを選択する旅行者は、多くの航空会社が現在提供している100%持続可能な航空燃料を購入できる。航空会社が直接SAF供給を持たない場合、化石燃料を使わない燃料への需要を刺激するために設計された新興SAFクレジット市場を通じて同様の購入を行うことができる。

乗客はまた、航空会社が飛行機雲を制限するためにどのような措置を講じているかを尋ねることもできる。飛行経路のわずかな変更が温暖化効果を劇的に削減できるからだ。そして可能であれば、日中の便を選択することで飛行機雲による温暖化をさらに削減できる。夜間に形成される飛行機雲はより強く熱を閉じ込める傾向があるためだ。

これらの行動のどれ1つとして、航空業界の気候課題を単独で解決することはできない。最終的に、移行には強力な政策と規制が必要となる。しかし、これらの選択は一緒になって、すでに進行中のシフトを加速させる助けとなる可能性がある。

何百万人もの人々が飛行機に乗り続けるだろう。真の問題は、航空業界がどれだけ迅速に化石燃料を置き換え、すでに存在する解決策を拡大できるかである。

forbes.com 原文

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