このストーリーはもともとFlyingMag.comに掲載されました。
鉛の発がん性毒性が、吸入または血流への吸収のいずれによっても引き起こす危険性は、数十年前からよく知られています。鉛は特に成長期の子供に有害です。米国環境保護庁は1980年代半ばに自動車用ガソリンへの鉛の全面禁止について議論を開始し、約25年前には米国で販売されるすべての燃料への鉛の使用を禁止しました。ただし、航空ガソリン（アヴガス）だけは例外でした。
一般航空分野では、高圧縮ピストンエンジンを動かすために高オクタン価燃料が必要とされており、航空ガソリンメーカーは、エンジン損傷につながる可能性のあるエンジンノック（デトネーション）を防ぐため、供給前にテトラエチル鉛を添加する必要がありました。オクタン価が高いほど、燃料をデトネーションなしで圧縮できる可能性が高くなります。FAA（連邦航空局）は最近、現在約17万機の航空機が100%低鉛（LL）燃料を使用して運航しており、年間1億5,000万ガロンから1億7,500万ガロンの燃料を消費していると推定しました。
オクラホマ州エイダに本社を置き、無鉛航空燃料を製造しているGAMIの社長、ティム・ローエル氏は、これは「燃料会社が自動車用に販売している量の約10分の1、収益のほんの一部だ」と述べ、大手燃料会社が問題解決のために事業を変える意欲がほとんどない理由を浮き彫りにしている。
FAAは、米国における鉛排出量が比較的低い水準にあることの最大の要因が航空ガソリンからの排出であることを明確に認識しています。FAAの無鉛航空ガソリン移行航空規則制定委員会（UAT ARC）は2012年、「鉛含有航空ガソリンに関する環境団体からの請願や訴訟の可能性を受けて、米国環境保護庁（EPA）は航空機からの鉛排出量をなくす、または削減するための規制措置を検討するよう求められている」と結論付けました。2010年には、EPA（環境保護庁）が鉛含有航空ガソリンを使用するピストンエンジン動力装置に対する規則制定案の事前通知を発表しましたが、直ちに措置は取られませんでした。100LL規制の一時的な猶予は、FAAが代替燃料の探索を開始することに同意した後に発生したようですが、FAAは代替燃料の探索プロセスには課題があることを認めています。「航空ガソリン市場の規模の限界、需要の減少、航空ガソリンの特殊性、そして包括的な承認および導入プロセスに伴う安全性、責任、投資費用を考慮すると、代替燃料に移行する市場主導の理由は存在しません。」
スウィフト・フューエルのCEO、クリス・ダコスタ氏は、同社がUL94航空ガソリンを導入した理由について、「100オクタン無鉛ソリューションの追求におけるリーダーとして、これは困難を伴うことは承知していました。また、多くのパイロットがEPA（環境保護庁）が変更を強制しているという認識を持っていることも認識していました。必ずしも政府の義務化に集約されるわけではありません。パイロットに無鉛燃料のメリット、つまり点火プラグの汚れ、オイルシステムの鉛腐食、メンテナンス頻度の低減、そして毒性の低さなどを理解させたいのです」と述べています。
GAMI の Roehl 氏は、「無鉛燃料の燃焼はエンジンへの負担がはるかに少ないです。燃料に含まれる鉛とその捕捉剤の影響も、バルブに問題を引き起こす原因となります」と指摘します。同氏は、GAMI が長年にわたり適切な無鉛燃料の配合の研究に携わってきた理由を説明します。「GA のために多くのことを行っています。それがわが社の本質です。しかし、エンジンのオクタン価を現場でテストする能力も持っています。無鉛の高オクタン価燃料の導入方法については、業界独自の知識があり、この問題の影響を業界に認識してもらいたいと考えています」。同氏によると、自動車が鉛燃料から移行したとき、チューンナップの間隔は 15,000 マイルごとから 60,000 マイル以上に伸び、オイル交換間隔も長くなったことは言うまでもありません。GA もこれらの同じ利点の恩恵を受けるだろうと同氏は予測しています。
仕事の始まり
100LL代替の取り組みは、UAT ARCの設立から始まり、最終的には2014年に共同ピストン航空燃料イニシアチブ（PAFI）の形成につながりました。PAFIの使命は、「候補となる無鉛代替燃料を評価し、既存の航空機群のニーズを技術的に満たすのに最適なものを特定するとともに、それらの燃料の生産、流通、コスト、入手可能性、環境と健康への影響も考慮すること」です。FAAは、PAFIが、既存のピストンエンジン機群への影響を最小限に抑え、何よりも有鉛航空ガソリンの安全な代替となる、新しい燃料配合を全機で承認するための最も現実的な方法であると考えています。燃料が選択されると、個々の航空機は移行を完了するために追加型式証明（STC）が必要になります。
PAFIの会員には、FAAに加え、AOPA、EAA、全米ビジネス航空協会（National Business Aviation Association）、全米航空運送協会（National Air Transportation Association）、一般航空機製造者協会（General Aviation Manufacturers Association）が含まれており、航空燃料およびエンジンメーカーの関与はやや周辺的となっている。FAAは、関係者全員を縛る独自の契約に縛られているため、移行プロセスに関するニュースはほとんどFAAから発信されない。例えば、シェル社が新燃料配合の進捗状況について質問された際、同社の広報担当者は、FAAの航空ガスイニシアチブに関するウェブサイトを参照するよう促した。同ウェブサイトには、同機関がすべての最新情報を公開している。PAFI以外の企業も、フィリップス66やGAMIなど、代替燃料を模索している。今のところ、FAAが一般航空機全機に承認できる代替燃料は見つかっていない。
PAFIは当初、無鉛代替燃料の候補を17件検討しましたが、最終的にはシェルとスウィフト・フューエルズの2社に絞り込みました。昨年秋、FAAの代替燃料担当部署は両社に詳細不明の問題点を発見し、両社に配合を見直す機会を与えるため、研究を一時中断する計画を立てました。
この時点で、スイフト社はPAFIの競争から自主的に撤退し、FAAおよびOEMと非公式に協力して自社のUL102無鉛燃料の認証取得に向けた取り組みを継続することを選択しました。スイフト社はすでに国内の一部地域でUL94を販売しており、これまでにエンジンメーカーとの協力や、ニュージャージー州アトランティックシティにあるFAAの航空燃料・エンジン試験施設（テクニカルセンター）において、UL102ガソリン配合に関する様々なエンジン性能試験を完了しています。
スウィフトのダコスタ氏は次のように述べています。「当社は、現在米国で保有するピストン式航空機の3分の2、約11万機に燃料を供給することができるUL94航空ガソリンを自社で製造、販売、そしてマーケティングしています。UL94を販売しているのは、高オクタン価のソリューションを追求しているからです。スウィフトが100LLの業界全体にわたる代替燃料、つまり包括的な代替品を探していることを、皆様に知っていただきたいと考えています。UL94は、そのソリューションへの足がかりになると考えています。」
ティム・ローエル氏によると、GAMIはPAFI以前から取り組みを続け、「長年目立たぬ存在だった」が、今や「初の無鉛燃料認証をひそかに取得しようとしている」という。GAMIは、FAAのアトランティックシティ施設に匹敵する高度な社内試験能力を誇り、スウィフト氏とGAMIは共に、PAFIの規制を受けずに事業を展開することで、無鉛燃料をより早く市場に投入できると考えている。
コンチネンタル・エアロスペース・テクノロジーズ（旧コンチネンタル・モーターズ）のエンジニアリング担当副社長、クリス・ポリット氏は、新たな無鉛燃料の開発におけるもう一つのハードルについて言及した。「新しい燃料は、調整なしで100LLと全く同じ性能を発揮しなければなりません」。ほとんどのエンジンは、燃料特性や性能限界の変化に合わせて調整できるため、ほとんどのエンジンは、わずかに特性の異なる燃料でも容易に動作するように改造できる。「調整なしで100%の下位互換性を維持するという要件は大きな制約であり、PAFIの行き詰まりの根底にあるのです」とポリット氏は語る。
鉛の代わりに何?
鉛を含まない場合、航空ガソリンのオクタン価は当然94となるため、オクタン価を少なくとも100まで上げるには、何らかの無毒の添加剤を混ぜる必要があります。フィリップス66社は、1950年代後半に発明され、オクタン価の向上、デトネーション防止、バルブシートの後退、燃焼改善といったエンジンの利点があることで知られるマンガンベースの添加剤を使用する予定だとしています。フィリップス66社は、「マンガンは人体に必須の元素であり、通常のプロセスによって調節されるため、人体にとって脅威となることはありません。また、マンガンは自然環境中に存在し、土壌、私たちが食べる食物、飲む水にも豊富に含まれています」と述べています。
スウィフト社は6年をかけて無鉛燃料を開発しました。ダコスタ氏は次のように述べています。「UL94の開発では、特別なオクタン価向上剤を使用せず、炭化水素のみでできた燃料を使用しました。これは鉛を含まない100LLです。過去10年間でFAA技術センターで約12種類の燃料配合を試験し、エンジンメーカーと緊密に連携してASTM国際規格に準拠した燃料試験を実施してきました。」もちろん、一般航空パイロット全員が懸念しているのは、環境鉛問題を解決すると燃料価格が1ガロンあたり15ドルになる可能性があることです。「100LLと一般的な意味で商業的に競争力のないソリューションを開発する人はいません」とダコスタ氏は言います。「誰もそんなものを買いません。」
パワープラントに生じる余分な摩耗について、メーカーほど深く理解している企業はほとんどありません。コンチネンタルのアプリケーションエンジニアリングマネージャー、ティム・ケニー氏は解決策に期待を寄せています。「現時点で、目標の98%を達成しています」と彼は言います。
そしてもちろん、GA機全体への影響を最小限に抑える必要があります。コンチネンタル航空は、すべてのエンジンを稼働させ続けるために最善を尽くすと約束しています。しかし、現在のPAFIテストの結果、最終的に現在の機体の4分の3のみを整備することが最善の解決策であると判明したらどうなるでしょうか？
ライカミング社は、自社ウェブサイトのレポートによると、一部の航空機オーナーを窮地に追い込むことは、問題の一つに過ぎないと考えている。「主力機の需要が失われれば、私たち全員がコスト上昇とFBOサービスレベルの低下に見舞われるでしょう。しかし、すべての航空機とエンジンに100オクタン価のガソリンが必要なわけではありません。今日、規定の航空機運航範囲における耐空性を達成できるのは、オクタン価を超えたパラメータのおかげです。現在、当社が運航する航空機群は、年間の新造航空機生産数の約50倍に相当し、航空ガソリンを念頭に設計された技術に基づいています。既存の航空機群を放棄することはできません。」
新たな無鉛燃料の生産と流通も課題となる可能性がある。
ローエル氏は、GAMIはこの問題を回避する方法を見つけたと考えている。「私たちの燃料、G100ULは、業界の既存の燃料生産者と特殊な化学処理産業のどちらでも生産可能です。コスト競争力を確保するため、既存の流通システムを活用したいと考えています。新しいものを開発すれば、コストは高くなります。」
スウィフト・フューエルズの航空ガソリンはインディアナ州でのみ生産されているため、現在、米国内の他の地域へ輸送するにはトラック輸送が唯一の手段となっています。「もし大量に生産する必要がある場合は、大手石油会社に当社独自の製法を用いてこの作業を委託することもできます」とダコスタ氏は言います。「しかし、少量生産の場合は割増料金がかかります。もちろん、どの会社が無鉛100オクタン燃料を製造しようとも、FAA（連邦航空局）の検査に合格する必要があります。」
「FAAなしではこの分野では何もできません」とダコスタ氏は付け加える。「FAAは2018年以降のPAFI計画の策定に懸命に取り組んでいますが、課題は山積みです。FAAは規制が多数存在する大規模な組織であり、100LLの代替燃料を見つけるのは大規模で複雑な作業です。EPAはFAAが実用的な無鉛航空ガソリンの解決策を確立するのを待っていると思います。なぜなら、全社的な解決策がない限り、100LLの生産を停止したい人はいないからです。」
今の未来
FAA（連邦航空局）は最近、シェルが最初の試みで排出ガス低減策に取り組んでおり、最適化された燃料を提供したと発表しました。ウィリアム・J・ヒューズ技術センターでは予備的な始動試験が開始されており、PAFI（州環境保護庁）のウェブサイトも近日中に更新される予定です。EPA（環境保護庁）は現在、有鉛航空燃料を使用する航空機からの鉛排出の影響を評価しており、2つの技術報告書をまとめており、年内に発表される予定です。FAAのPAFI共同リーダーであるピーター・ホワイト氏は、「FAAは、これらの燃料での運航を全航空機に許可します。その後は、市場が移行し、これらの燃料を実際に使用することになります」と説明しています。しかしホワイト氏は、無鉛燃料への移行を強制するには、EPAからの働きかけなど、規制当局による後押しが必要になるだろうと考えています。今後の動向にご注目ください。
2020年にJet-Aの価格が上がる？
世界の海運業界が排出する硫黄酸化物の削減を目的とした新たな環境法は、海運業界が「底値」の重油からディーゼル、灯油、ジェット燃料に近い低硫黄蒸留燃料へと移行するにつれ、ジェット燃料の価格高騰を引き起こす可能性がある。
そして、変化は急速に起こっています。2020年1月1日、国際海事機関（IMO）は船舶燃料の硫黄排出量に世界的な上限を設け、多くの船舶運航者が現在使用している硫黄含有量の高いバンカー燃料油から、船舶用軽油や超低硫黄燃料油などのより環境に優しい燃料に切り替えることになります。
船舶運航者は、船内にスクラバーを設置して重質燃料から硫黄を除去したり、船舶を液化天然ガスの燃焼に転換したりすることもできますが、これらの選択肢はどちらも、単に低硫黄燃料に切り替えるよりもコストがかかり、困難です。
精製業者が低硫黄海上燃料の膨大な生産需要を満たすのに苦労しているため、タービン航空機の運航者（およびディーゼル車の所有者）にとって潜在的な懸念事項となっている。
IMOの2020年規則により、船舶運航者は重質燃料を放棄し、軽油とジェット燃料を構成する留出燃料に切り替えるため、価格は急騰し、即座に上昇すると予想されます。米国エネルギー情報局は、2020年1月1日以降、軽油価格が1ガロンあたり65セント上昇すると予測しています。
ジェット燃料Aの価格がどうなるかは誰にも分かりませんが、将来の燃料生産に関する最近のデリバティブ契約は、価格が必然的に上昇するという見方を裏付けているようです。市場アナリストの予測はやや悲観的ではなく、軽油価格が1ガロンあたり25～50セント上昇すると予測しています。ジェット燃料価格への真の影響がどうなるかは、まもなく明らかになるでしょう。—スティーブン・ポープ編集長
