ジェット エンジンの轟音は、つながり、世界的なビジネス、進歩の音です。しかし、何十年もの間、その音は私たちの環境を犠牲にしてきました。航空業界は岐路に立たされており、脱炭素化への大きなプレッシャーに直面しています。産業用ガスを生産する工場のオーナーとして、私、アレンは、未来を定義する技術的変化を最前列で見ています。最もエキサイティングなものの 1 つは、水素を燃料とする航空への動きです。この記事は、マーク・シェンのような、鋭敏で決断力があり、常に次の大きなチャンスを探しているビジネス リーダーを対象としています。の世界を深く掘り下げた作品です 液体水素 として 航空 燃料、複雑な科学をビジネスの実践的な洞察に分解します。テクノロジー、課題、そしてなぜこの移行が産業用ガスのサプライチェーンに関わる人々にとって大きなチャンスとなるのかを探っていきます。

なぜ航空業界は灯油の代替燃料を探しているのでしょうか?

半世紀以上にわたり、 航空産業 ほぼジェットのみに依存している 燃料 灯油由来。それはエネルギー密度が高く、比較的安定しており、私たちはその周りに大規模な世界的インフラを構築しました。しかし、環境への影響は否定できません。現在、航空による二酸化炭素排出量は世界全体の約 2.5% を占めていますが、窒素酸化物 (NOx) や飛行機雲などの他の影響により、航空による気候変動への寄与はさらに大きくなります。持続可能性に対する世界的な圧力が高まる中、航空会社と 航空機 メーカーは、現状維持がもはや選択肢ではないことを知っています。

規制当局も消費者も同様に、よりクリーンな飛行方法を求めています。これにより、実行可能な方法を見つける競争が勃発しました 代替燃料。持続可能な航空のような選択肢がある一方、 燃料 (SAF) は既存の炭素をリサイクルすることで短期的な解決策を提供しますが、発生源での排出を排除するものではありません。最終的な目標はゼロエミッション飛行であり、そこに水素が登場します。 航空機 それは単なる環境上の必需品ではありません。それは全体を再構築する技術革命です 航空宇宙 セクタ。サプライチェーン内の企業にとって、この変化を理解することは、それを活用するための第一歩です。

クリーンな飛行を求めるこの探求は、限界を押し広げています。 航空宇宙技術。課題は、 燃料 大規模な商業用電力を供給できる 航空機 温室効果ガスを発生させることなく、長距離を移動できます。電気バッテリーは車に最適ですが、非常に小型になる可能性があります 短距離航空機、単純に必要なエネルギー密度がありません。 長距離航空機。これが根本的な問題である 水素エネルギー 解決する準備ができています。業界ではさまざまな取り組みが活発に行われています。 航空機の概念 水素を動力源とし、飛行の未来への明確な方向性を示しています。

液体水素が航空機の燃料として有望なのはなぜですか?

では、なぜ水素についてこれほど興奮しているのでしょうか?その答えは、その驚くべきエネルギー量にあります。質量的には、 水素燃料 従来のジェット機のほぼ3倍のエネルギーを持つ 燃料。これは、 航空機 理論的には、大幅に少ないコストで同じ距離を移動できます 燃料 重さ。水素を使用する場合 燃料電池唯一の副産物は水であるため、使用時点では真のゼロエミッションソリューションとなります。これはゲームチェンジャーです 航空 世界。

水素を圧縮ガスとして貯蔵するか極低温液体として貯蔵するかの選択は、 航空宇宙 エンジニア。その間 ガス状水素 常温では取り扱いが簡単で、密度はそれほど高くありません。十分に蓄えるには ガス状水素 有意義な飛行をするには、巨大で重い戦車が必要になりますが、これは現実的ではありません。 航空機. 液体水素 一方、(LH₂) ははるかに密度が高くなります。水素ガスを信じられないほど低い -253°C (-423°F) まで冷却すると液体になり、一定の体積にはるかに大量のエネルギーを蓄えることができます。この密度こそが 液体水素燃料 将来のメディアを強化するための有力な候補 長距離航空機.

サプライヤーとしての私の視点から見ると、 液体水素 巨大です。当社はすでに高純度ガスの製造と取り扱いの専門家です。の課題 水素液化 ストレージとストレージは重要ですが、これらは工学的な問題であり、次のような場所で優秀な頭脳によって解決されています。 ドイツ航空宇宙センター。の 水素の利点その高いエネルギー含有量とクリーンな燃焼特性は、困難をはるかに上回ります。この強力な 燃料 持続可能な長距離航空旅行を実現する鍵となります。

液体水素燃料システムはどのようにして航空機に電力を供給するのでしょうか?

を想像する 液体水素燃料システム で 航空機 SF のように見えるかもしれませんが、核となる概念は非常に単純です。システムには 4 つの主要な部分があります。ストレージ タンク、 燃料 分配ネットワーク、気化ユニット、推進システム。すべては高度に断熱された極低温から始まります。 燃料タンク どこで 液体水素 -253℃で保管されます。を保管する 燃料 この温度で 航空機 これは工学的な偉業であり、液体の沸騰を防ぐために高度な材料と真空断熱が必要です。

から 液体水素貯蔵 タンク、極低温 燃料 断熱パイプのネットワークを通ってポンプで送られます。使用する前に、 液体水素 ガスに戻す必要があります。これは熱交換器で起こり、熱交換器が注意深く暖めます。 燃料。これ 水素ガス その後、推進システムに供給されます。全体 水素燃料システム 離陸から着陸までの厳しい飛行条件下でも、軽量で信じられないほど安全で信頼性が高いように細心の注意を払って設計する必要があります。

ここで、産業ガスに関する専門知識が重要になります。これらの設計と製造は、 航空機用システム 極低温とガスの取り扱いについての深い理解が必要です。バルクガスを地上で安全に保管および輸送するために私たちが使用しているのと同じ原則が、宇宙の独特な環境にも適応されています。 航空機。当社のような産業用ガスを提供する企業は、この開発において不可欠なパートナーであり、高純度の信頼できる供給を保証します。 水素 これらの驚くべき新しい製品の研究、開発、そして最終的な運用に利用できます。 航空機.

水素燃焼と水素燃料電池推進の違いは何ですか?

人々がそれについて話すとき 水素で動く飛行機、これらは通常、次の 2 つの主要なテクノロジーのいずれかを指します。 水素燃焼 または 水素燃料電池。両方 水素を使う プライマリとして 燃料、しかし、それらは非常に異なる方法でそのエネルギーを推力に変換します。この業界に携わる者にとって、この違いを理解することは重要です。

水素燃焼 それはむしろ進化のステップです。現在のジェットエンジンを燃焼に適応させることが含まれます。 水素燃料 灯油の代わりに。主な利点は、既存のエンジン テクノロジーを活用し、開発をスピードアップできる可能性があることです。ただし、水素を燃やすと CO2 の排出はなくなりますが、高温ではやはり有害な汚染物質である窒素酸化物 (NOx) が生成される可能性があります。の ドイツの航空宇宙 センター (DLR) は、これらのエンジンでの NOx の生成を最小限に抑える方法を積極的に研究しています。このアプローチは両方で検討されています 短距離航空機 そしてさらに大きな飛行機。

水素燃料電池 一方、テクノロジーは革命的な一歩です。で 燃料電池システム、空気中の水素と酸素が電気化学反応で結合して電気が生成され、副生成物は水と熱だけになります。この電気はプロペラやファンを回転させる電気モーターに電力を供給します。これ 燃料電池推進システム CO₂ と NOx が完全に含まれていません。この技術は燃焼よりも静かで、潜在的に効率が高いです。多くの専門家は次のように考えています 燃料電池を動力源とする航空機 真にクリーンになるための究極の目標 航空.

簡単な内訳は次のとおりです。

どちらの道も、水素の実現を目指すエアバスのような大手企業によって模索されている。 2035年までに航空機。先進的な技術の開発 燃料電池技術 全体の重要な焦点領域です 航空宇宙産業.

航空燃料として水素を使用する際の主なハードルは何ですか?

への道 水素で動く航空 はエキサイティングですが、課題がないわけではありません。ガス業界での経験から、特に水素の取り扱いは 液体水素、正確さと安全性への深い敬意が必要です。のために 航空宇宙 セクターでは、これらの課題はさらに拡大しています。最初の最も重要なハードルはストレージです。 水素に必要なもの たとえ高密度の液体であっても、多くの空間。あ 液体水素タンク で 航空機 灯油の約4倍必要 燃料タンク 同じ量のエネルギーを保持しています。

このサイズ要件により、ドミノ効果が生じます。 航空機の設計。これらの大型の円筒形または等角タンクは、現代の伝統的な「チューブと翼」の形状に統合することが困難です。 航空機。さらに、極低温は、 液体水素 デュワーとして知られる、断熱用の真空層を備えた「タンク内タンク」設計が必要です。これら 水素タンク システムは複雑で重量が増加するため、常に敵となります。 航空機 効率。これらの極低温装置の長期的な信頼性と安全性を確保する 燃料 数百万回の飛行サイクル中にシステムを動作させることは、研究者にとって最優先事項です。

を超えて 航空機 それ自体に、グローバルなシステムを構築するという課題があります。 水素インフラ。大量の輸送物を安全に保管し輸送するには、空港を完全に再設計する必要がある。 液体水素。これには、新しい給油技術、漏れ検出システム、安全プロトコルの開発が含まれます。スケールアップも必要です 水素製造 劇的に改善され、再生可能エネルギーを使用して生成された「グリーン」水素であることが保証されます。クライアントと話していると、物流が大きな懸念事項であることがわかりました。マークのようなビジネスオーナーにとって、 水素の分布 生産工場から空港までのネットワークは、ガス自体の品質と同じくらい重要になります。

水素燃料システムに対応するために航空機の設計はどのように進化するのでしょうか?

のユニークな特性 液体水素燃料 という意味です 航空機 明日の生活は今日の生活とは大きく異なって見えるかもしれません。かさばる極低温燃料タンクの統合は、新しい燃料タンクの開発を推進する中心的な課題です 航空機の設計 概念。エンジニアは翼内の灯油を水素に置き換えるだけでは済みません。物理学がそれを許しません。翼は、大きな断熱円筒形タンクを保持できるほど厚くありません。

これにより、いくつかの革新的な製品が生まれました。 航空機の概念。一般的なアイデアの 1 つは、大きな 2 つを配置することです。 水素 胴体後部のタンク 航空機、客室の後ろ。これにより、比較的従来の空気力学的形状が維持されますが、乗客または貨物のためのスペースが減少します。もう一つの未来的なコンセプトは、胴体と翼が単一の幅広構造に統合された「ブレンデッド・ウィング・ボディ」（BWB）です。この形状は内部容積がはるかに大きいため、大型のハウジングに最適です。 液体水素タンク 乗客スペースを損なうことなくシステムを実現します。この設計は、空気力学的にも大きな利点をもたらす可能性があります。

推進システムも影響を与えます 航空機さんのデザイン。アン 航空機動力 による 水素燃焼 現在のものと似たエンジンを搭載しているかもしれませんが、より大型で燃焼用に最適化されるでしょう。 水素燃料。のために 燃料電池を動力源とする航空機、デザインはもっと過激になる可能性があります。効率を高めるために、複数の小型電動ファンを翼に沿って分散させることもできます。これは分散推進として知られる概念です。今はスリル満点の時間です 航空宇宙技術、新しいものが必要な場合 燃料 創造的かつ効率的な新時代の扉を開く 航空機 デザイン。それぞれ新しい 航空機技術 持続可能な目標に私たちを近づけます 航空.

水素航空機を現実にしている航空宇宙の先駆者はどこですか?

の 水素への移行 これは単なる理論的な演習ではありません。の主要なプレーヤー 航空宇宙産業 それを実現するために数十億ドルを投資しています。エアバスは積極的なリーダーであり、初のゼロエミッションコマーシャルを開始するという野心的な目標を掲げた ZEROe コンセプトを発表しました。 2035年までに航空機。彼らは両方を研究しています 水素燃焼 そして 燃料電池 さまざまな経路 航空機 サイズ。彼らの取り組みは、水素革命が近づいているという強力なシグナルをサプライチェーン全体に送りました。

英国では、 航空宇宙技術研究所 (ATI) は、 デモ機。最もエキサイティングなプロジェクトの 1 つは、 クランフィールド航空宇宙ソリューション、9人乗りの小型ブリテン・ノルマン・アイランダーの改造に取り組んでいます。 地域航空機 で走る 水素燃料電池 システム。実践的な取り組みを行うこのプロジェクトは、 飛行試験、水素に関する実際の経験と規制当局の承認を得るために重要です 航空機用システム。これらの小規模プロジェクトは、認証への重要な足がかりとなります。 水素推進 より大きなもののために 旅客機.

他の企業も同様に大きな進歩を遂げています。ゼロアビアはすでに小型機の試験飛行を実施している。 航空機動力 によって 水素燃料電池 システム。私の仕事上でも、こうした研究開発に向けた高純度ガスの引き合いが増えています。軽量複合タンクの製造に使用される特殊ガスから、 アルゴン 先進的な合金の溶接に必要 航空機エンジン、エコシステム全体が準備を整えています。これらの革新的なコラボレーション 航空宇宙 企業と産業ガス部門は成功するために不可欠です 水素への移行.

水素燃料電池技術にとってガス純度はどの程度重要ですか?

これは私のビジネスと私の顧客のビジネスに直接影響する質問です。のために 水素燃焼 エンジンの純度、 水素燃料 重要ですが、 水素燃料電池技術、それは絶対に重要です。あ 燃料電池スタック 非常に敏感な機器です。これは、汚染の影響を非常に受けやすいプラチナ触媒上に水素を通過させることによって機能します。

硫黄、アンモニア、一酸化炭素など、数 ppm 程度の不純物は触媒を汚染する可能性があります。触媒の劣化として知られるこのプロセスにより、永久的に触媒の劣化が起こります。 燃料電池の 性能も寿命も。のために 航空機信頼性が最優先される場合、超高純度水素以外のものを使用することは選択肢にはなりません。 ISO 14687 などの国際規格が厳しい純度レベルを指定しているのはこのためです。 水素燃料。これらの基準を満たすには、高度な製造および精製技術が必要です。

ここで、サプライヤーの専門知識が重要なセールスポイントになります。私は常にパートナーに、品質管理は単なるチェックボックスではないことを強調しています。それは私たちのビジネスの基礎です。未来を提供し​​たいと考えているすべての人へ 水素航空 市場において、製品の純度を保証および証明できることは交渉の余地がありません。これは特に、 液体を動力とする電気飛行機 水素 燃料電池、ここで全体 航空機の推進 システムは品質に依存します 燃料。複数の生産ラインを持つ工場として、当社はすべてのバッチの製品を確実に生産するための専用プロセスを備えています。 バルク高純度特殊ガス これらの国際基準を満たしているか、それを上回っており、 航空宇宙 セクターの需要。

世界的な船舶をサポートするにはどのような水素インフラが必要ですか?

アン 航空機 は方程式の一部にすぎません。のために 水素で動く航空 現実になる、大規模な、世界的な規模になる 水素インフラ 構築する必要があります。これは、世界の空港ネットワークの当初の建設規模に匹敵する挑戦です。空港は、膨大な量のエネルギーを生産または受け入れ、保管、分配できるエネルギーハブになる必要があります。 液体水素.

これには大規模な建設が含まれます 水素液化 空港またはその近くに植物を植えます。 極低温水素 その後、現場の巨大で厳重に断熱されたタンクに保管されます。そこから、それぞれのサービスを提供するには、極低温流体用に特別に設計された新世代の給油トラックまたは消火栓システムが必要になります。 航空機。安全は最優先事項です。インフラストラクチャ全体から、 水素製造 に接続するノズルへの設備 航空機システム、この強力な処理に対処するには、冗長な安全機能を備えて設計する必要があります。 燃料.

物流上の課題は計り知れませんが、同時に大きなビジネスチャンスでもあります。パイプライン、極低温輸送船、貯蔵施設への投資が必要となる。のメーカーなど、極低温装置を専門とする企業 低温断熱ガスシリンダー、大きな需要が見込まれます。マークのような調達担当者にとって、これは、両者の複雑さを理解するサプライヤーとの関係を今から構築することを意味します。 液体および気体の水素。この将来のサプライチェーンでの地位を確保するには、エコシステムだけでなく、エコシステム全体について考える必要があります。 燃料 自体。

航空宇宙分野における水素への移行の準備はできていますか?

の 水素への移行 で 航空 セクターはもはや「もし」の問題ではなく、「いつ」の問題です。環境ニーズ、規制圧力、技術革新によって、その勢いは高まっています。ビジネスリーダーにとって、これはチャンスの瞬間です。この変化により新たな市場が生まれ、新たな専門知識が求められます。高純度を安定供給できる企業 水素、物流ソリューションを提供し、企業の厳しい品質要求を理解します。 航空宇宙 セクターは繁栄するでしょう。

産業用ガス事業に何年も携わってきた私は、新しいテクノロジーがどのように新しいリーダーを生み出すのかを見てきました。成功する企業は、変化を予測し、それに備える企業です。自分自身とチームに以下のことを教育することから始めましょう 水素技術。の違いを理解する 燃料電池 燃焼、そして純度の重要な役割。サプライチェーンパートナーの評価を開始します。彼らは、サービスを提供するための技術的専門知識と品質認証を持っていますか? 航空宇宙 市場？次のような製品を配送するための物流を処理できますか? 液体水素?

これは長期プレイです。最初 液体水素を動力源とする飛行 商業規模での実現にはまだ約 10 年かかります。しかし、その基礎は今日築かれつつあります。研究が行われ、プロトタイプが構築され、サプライチェーンが形成されています。今こそ、適切な質問をし、あなたのビジネスをクリーンな環境の一部として位置付ける時です 航空 回転。飛行の未来は離陸しつつあり、それはそうなるだろう 水素を動力源とする.

重要なポイント

• 緊急の必要性: の 航空産業 ジェット機に代わるゼロエミッションの代替手段を積極的に模索している 燃料、 と 液体水素 中長距離の有力候補として浮上 航空機.
• 力への 2 つの道: 水素推進 主に次の 2 つの方法を使用します。 水素燃焼 改造されたジェットエンジンで高効率 水素燃料電池 電気を発生させるもの。
• ストレージが主な課題です。 エンジニアリング上の最大のハードルは、かさばる極低温の物質を保管することです 液体水素 で 航空機、これには大型で厳重に断熱された燃料タンクが必要であり、新たな燃料タンクが必要になります。 航空機の設計.
• 純度が最も重要です: のために 水素燃料電池 システムでは、超高純度水素は単なる好みではなく、敏感な触媒への損傷を防ぐための要件でもあります。
• インフラストラクチャが鍵: 移行を成功させるには、大規模なグローバル インフラストラクチャを構築する必要があります。 水素製造、空港での液化、貯蔵、給油。
• ビジネスチャンス: への移行 水素航空 生産から物流、機器の製造に至るまで、産業用ガスのサプライチェーン全体にわたってビジネスに大きなチャンスをもたらします。