水素を動力源とする実験機がワシントン州中部で試験飛行を開始

水素は未来のグリーン航空燃料となるのだろうか？カリフォルニアに拠点を置くユニバーサル・ハイドロジェン社率いる業界チームが、ワシントン州中央部の低木地帯でその可能性を検証している。

ユニバーサル・ハイドロジェン社は、シアトルを拠点とするエアロテック社やエバレットを拠点とするマグニX社などワシントン州のパートナー企業の支援を受け、改造したデ・ハビランド・ダッシュ8-300ターボプロップ機をワシントン州モーゼスレイクのグラント郡国際空港で今年後半に初回飛行試験を行う準備を進めている。

先週、ユニバーサル・ハイドロジェン社は、マグニX社製の電気モーター（水素燃料のみで駆動）のプロペラを初めて始動させたと発表しました。今週、「ライトニング・マクリーン」は本格的な地上試験を開始する予定です。

「機体を静止させた状態で地上でパワートレインを最大出力まで稼働させます」と、ユニバーサル・ハイドロジェンの最高技術責任者マーク・カズン氏はGeekWireに語った。「システムの動作に満足したら、地上走行試験と飛行に向けた準備段階に移ります。」

最初の飛行試験の時期は地上試験の成否次第だが、物事が非常に順調に進めば、おそらく今後数カ月以内に実施されるだろう。

なぜ水素なのか？

ユニバーサルハイドロジェンは、航空業界の他の企業が気候に優しいゼロエミッションの航空旅行に向けてゆっくりと進んでいることに不満を抱いていた航空業界のベテランのグループによって2020年に設立されました。

「航空業界の脱炭素化は本当に困難です」とカズン氏は述べた。「バッテリーだけで実現できるとは考えていません。航空業界における主要市場は、航空排出量の約60%を占める単通路型航空機ファミリーです。」

航空機メーカーは、2030年代までに次世代の単通路型航空機の計画を立てなければならない。

「私たちがやりたいのは、彼らの顧客、そして最終的には彼ら自身に、水素が次世代の短・中距離航空機にとって唯一真に実現可能なゼロエミッション燃料であることを示すことです」とカズン氏は語った。

水素は、飛行の安全性に関する一般の認識において、何十年にもわたり悪評を浴びてきました。おそらく1937年のヒンデンブルク号事故以来のことです。水素燃料システムを扱うなら、遅かれ早かれ「ヒンデンブルク問題」に直面することになるでしょう。「ヒンデンブルク号で見た炎は、実際には水素の燃焼ではありません」とカズン氏は問いかけに答えました。「水素を封入した袋の周りのドープ皮膜が原因なのです」（この仮説は長年にわたる議論の的となっています）。

その後、カズン氏は全体像を説明し、水素燃料の特性は航空用灯油の特性とは異なることを認めた。

「水素に関する我々の戦略は、機体のどの部分から漏れても、水素濃度が決して可燃性閾値に達しないようにすることです」と彼は述べた。「大気中に十分な水素がなければ、火をつけることはできません。」

ユニバーサル・ハイドロジェンの戦略は、モジュール化されたカプセルの使用です。当初は圧縮ガスを封入し、最終的にはピクニック用のクーラーボックスで飲み物を冷やすのと同じように超低温に保たれた液体水素を封入します。このモジュール方式は、燃料を航空機に積み込む際の漏れの可能性を最小限に抑えることを目的としています。

水素は、燃料電池で酸素と反応して発電する際に排出される水というゼロエミッション燃料として魅力的です。そのため、水素は化石燃料の代替として注目を集めています。トヨタとヒュンダイはカリフォルニアで水素自動車を販売しており、フランスとモロッコに拠点を置くスタートアップ企業NamXは、ユニバーサル・ハイドロジェンの製品に似た、航空機ではなく自動車向けの詰め替え可能なカプセルコンセプトの開発に取り組んでいます。

航空分野では、カリフォルニアに拠点を置くゼロアビアが先週、改造したドルニエ228型機による水素燃料による初飛行という画期的な成果を収めました。ロンドン西部の飛行場を起点とし、同飛行場を終点とする10分間の飛行試験です。ゼロアビアはエバレットのペインフィールドに研究開発施設を構え、シアトルに拠点を置くアラスカ航空を戦略的パートナーに迎えています。また、アマゾンのクライメート・プレッジ・ファンドや、ビル・ゲイツ氏が共同設立したブレイクスルー・エナジー・ベンチャーズからも投資を受けています。

カズン氏は、ゼロアビアを競合相手とは考えていないと述べた。まず、ゼロアビアはハイブリッド水素電池推進システムの開発に取り組んでいるのに対し、ユニバーサル・ハイドロジェンは水素エネルギーに注力している点を指摘する。また、ユニバーサル・ハイドロジェンは航空機だけでなく、燃料サプライチェーンにも注力している。カズン氏は自社をネスプレッソ・コーヒー・カンパニーに例える。ネスプレッソはマシンを原価で販売しているものの、利益の大部分はマシンに詰め込むコーヒーポッドの販売から得ている。

サプライチェーンの重要性から、ユニバーサル・ハイドロジェンは水素の供給源に細心の注意を払っています。現在、工業用水素ガスは化石燃料生産の副産物として生産されるのが一般的です。一方、カズン氏によると、同社は太陽光と風力エネルギーを活用し、水の電気分解によって「グリーン水素」を生産したいと考えています。（もう一つの選択肢として、原子力発電で電気分解に必要な電力を供給する「ピンク水素」も考えられます。）

オレゴン州に拠点を置くオブシディアン・リニューアブルズ社は、オレゴン州モーゼスレイクとハーミストンでグリーン水素を生産する数十億ドル規模のプロジェクトへの連邦政府の支援を求めている。

なぜモーゼスレイクなのか？

ユニバーサル・ハイドロジェンの本社はカリフォルニア州ホーソーンにあり、アメリカン航空、エアバス・ベンチャーズ、ジェットブルー、GEアビエーション、三菱HCキャピタル、トヨタ・ベンチャーズなど、世界規模の戦略的投資家を抱えています。同社のエンジニアリング開発センターは、エアバス本社に近いフランスのトゥールーズにあります。では、なぜワシントン州中部で飛行試験を行う計画なのでしょうか？

モーゼスレイク空港でテストを実施する理由は複数ありますが、まずは3つの主要パートナーから始めます。

エバレットに拠点を置くマグニXは、ユニバーサル・ハイドロジェンが改造したダッシュ8-300機に、マグニ650電気推進ユニットを提供しています。「このモーターは、より強力な電子機器を搭載し、さらにアップグレードも施されているため、750キロワットの電力を出力できます」とカズン氏は述べています。

シアトルに拠点を置くエアロテック社が改造のためのエンジニアリング作業を担当し、ワシントン州スポケーン市に大規模な事業拠点を持つニューヨークに拠点を置くプラグ・パワー社が水素燃料電池を提供している。

MagniXとAeroTECは、現在モーゼスレイクで試験中の別のゼロエミッションプロジェクトにも関与しています。ワシントン州アーリントンに拠点を置くEviation社が開発中の全電気式飛行機「Alice」です。実は、Universal Hydrogen社の「Lightning McClean」機はAliceと同じ格納庫を使用しています。

「モーゼスレイクは飛行試験に最適な場所です」とカズン氏は言った。「非常に長い滑走路があり、元々はB-52の開発のために建設されたと思います。だからこそ、私たちはモーゼスレイクから飛行しているのです。ここの飛行試験設備は優れています。」

モーゼスレイクでの飛行試験では、機体の右側エンジンのみが水素燃料に転換されました。「反対側にはプラット・アンド・ホイットニー製のエンジンをそのまま搭載しています」とカズン氏は説明しました。「水素エンジンが故障した場合でも、既存のプラット・アンド・ホイットニー製エンジンで安全に着陸できます。」

連邦航空局（FAA）の実験型式証明に基づき、今回の初期試験ではダッシュ8が使用されていますが、ユニバーサル・ハイドロジェン社が最初に商業化に着手するのは、トゥールーズで組み立てられている双発ターボプロップ機、ATR-72です。ATR-72は最大78人の乗客を運ぶことができます。

「現在の目標は、いわゆる追加型式証明を取得することです。これは既存の航空機の改造を許可する証明書です」とカズン氏は述べた。「2025年末までにこれを準備し、認証を取得することが目標です。」

ユニバーサル・ハイドロジェン社は既にATR-72の改造キットに関して複数の顧客と契約を結んでいるが、同社の事業はそこで終わるわけではない。「ATR-72の改造を事業として確立するつもりです」とカズン氏は述べた。「これは良いビジネスです。しかし真の目的は、航空機利用者、航空会社、そしてエアバスとボーイングの顧客に対し、水素で航空機を飛ばすこと、特に水素を航空機に輸送し搭載するための当社のモジュール式ソリューションが、次世代の単通路航空機にとって実現可能なソリューションであることを示すことです。」