離陸のためのグリーン-電気飛行機業界の内部

公開: 2022-03-11

ユナイテッドが機内誌を1オンス削減した理由

2018年、ユナイテッド航空は機内誌をより軽い紙に印刷し始め、各雑誌から1オンスを6.85オンスに削減しました。当時、ユナイテッドは平均座席数が約210の744機のメインライン航空機を運航していました。これは、フライトあたりわずか約13ポンドの削減に相当します。これは、痩せたキャバリアキングチャールズとほぼ同じ重量です。それでも、ユナイテッドは、これにより年間17万ガロンの燃料節約が実現し、燃料費は29万ドルに相当すると述べています。

航空業界の利益率は、世界で最も薄い業界の1つです。そして、燃料は航空会社を経営するためのコストのほぼ半分です。したがって、航空会社がこの「制御不能」で多額の費用を削減するための新しい創造的な方法を常に模索しているのは当然のことです。

入力：電気飛行機。

電気飛行機は、燃料費を大幅に削減することを約束します（まだ議論の余地があります）と同時に、地球を危険な燃料廃棄物から（ある程度）節約します。しかし、テスラが何らかの指標であるとすれば、化石燃料から電気への道はスムーズに舗装された道ではありません。バッテリー、インフラストラクチャ、安全性、規制の問題はたくさんあります。

この記事では、電気飛行機が現在最前線に立っている理由、技術とハードル、市場の規模、および競争環境を分析します。また、最初の電気飛行機でいつ飛行するかについても推測します。

なぜ今、電気飛行機が離陸しているのですか？

なぜ電気飛行機が今太陽の下でその瞬間を過ごしているのかという質問に対する主な答えは、気候規制です。最近、米国および外国の規制当局は、排出量を削減するよう真剣に呼びかけています。 Roland Bergerによると、世界の排出量の「わずか」2〜3％が飛行によるものですが、一部の専門家が予測しているように、他のセクターがより速くクリーンになれば、これは2050年までに10％、さらには24％に達する可能性があります。国連機関である国際民間航空機関（ICAO）は、2020年現在の純航空CO2排出量の上限（カーボンニュートラルな成長）を求めています。電気推進の採用が増えると、これは2〜5％で比較的安定したままになる可能性があります。

IATAからの空の旅の成長と排出量の予測

そしてもちろん、経済的要素もあります。電気航空機のビジネスケースは、基本的に3つの柱に基づいています。

運用コストの削減
新しい地域旅行市場を解き放つ
必須の炭素排出基準を満たす能力

電気飛行機のスタートアップAmpaireによると、電気航空機と化石燃料航空機は、燃料コストを90％削減し、メンテナンスを50％削減し、離陸と着陸を66％静かにし、テールパイプの排出量を0％削減できます。これらのコスト削減は、260億ドルの短距離市場（現在の全フライトの約30％）に恩恵をもたらし、現在不経済な小さな地方空港間のサービスを生み出します。

航空および旅行投資会社のDiamondStreamPartnersのマネージングディレクターであるDeanDonovanは、現在不経済な地域の目的地で電気飛行機が1日を節約できることを確認し、さらに最大8,000の空港に利益をもたらすことができると見積もっています。

以前は不採算だった地域ルートを開くと予想される電気飛行機

さらに、電気自動車に取り組んでいる自動車会社からの多くの技術的進歩のおかげで、新しい低コスト、軽量、高出力のソリューションが市場に登場しています。

ただし、言及されたすべての要因は過去数年にわたってゆっくりと構築されてきましたが、まったく新しいものはありません。 WrightElectricのCEOであるJeffreyEngler氏によると、実際に物事を転換点に導いたのは、Tier 1サプライヤーであり、電気飛行機への取り組みを発表するプレーヤーをサポートしています。「たとえば、昨年、ヒースロー空港は、最初のハイブリッド電気飛行機または電気飛行機の最初の年の着陸料を免除することを発表しました。その前の年、easyJetは彼らが私たちと協力していると発表しました。それ自体は一枚ですが、足し合わせると意味があります。」

実際のスキンがゲームに含まれています。

2019年4月、コリンズエアロスペースは、イリノイ州ロックフォードにある「業界で最も電力密度が高く効率的な推進モーター」を設計およびテストするための高出力、高電圧の5,000万ドルの施設を含む電気飛行市場を開発する計画を発表しました。 2019年6月、Rolls-Royceは、Siemensの電気およびハイブリッド電気の航空宇宙推進事業を買収することにより、電化戦略を加速させました。最後に、2019年7月の最新の発表は、電気航空機のスタートアップであるライトエレクトリックと「飛行制御およびエネルギー管理システム」について協力することを発表したBAEシステムズからのものでした。

発火を待っている巨大な地域市場（市場規模分析）

電気航空機市場は現在わずかであり、2018年には推定9,900万ドルです。MarketsandMarketsは、これが2023年までにわずか1億2,200万ドル、CAGRが約4％に成長すると予測しています。比較のために、電気自動車市場は約1,190億ドルであり、世界の商用航空機市場は8,400億ドルです。そのため、ジャガイモは現在小さいです。率直に言って、今日商業的に運用されている動力飛行機はありません。

さらに外を見ると、未来は…まあ、電気に見えます。 UBSは、2040年までに1,780億ドルのハイブリッド電気航空機市場を予測しており、最初のハイブリッド電気50-70シーター航空機が納入されると予想される2028年から特に力強い成長を遂げています。これは、平均価格が約1,100万ドルの約16,077回の配信を想定しています。市場の魅力は2028年まで限定的であり、競争力のある製品が不足していると予想されますが、Eviation、Ampaire、Wright Electricなどの新規参入企業が実行可能な製品を発表するため、市場は飛躍し始めるはずです。

500キロメートル（km）未満または約310マイルの範囲の旅行として定義される地域市場は、電気およびハイブリッド飛行機の成長をリードすると予想されます。これは、（1）限られたバッテリー容量と、（2）以前はお金を失っていたこれらのルートにサービスを提供するという新しい経済的実行可能性によるものです。

シーメンスは、比較的類似した年代を予測しており、最初に超軽量機と軍用機が着陸し（認証規則が厳しくないため）、2022年に認証済みシステムが立ち上げられ、2030年にハイブリッド航空機に基づく定期便が、最後に着陸します。、2050年までに、シーメンスは、電気推進がすべての航空機セグメントの「標準ソリューション」になると予測しています。ローランド・ベルガーの航空宇宙専門家の予測のパネルも同様の半球にあります。最初の50席を超えるハイブリッド電気航空機が2032年までに商用サービスに入ると予測しています。

シーメンスの電気推進予測マップ：e-Propulsionは2050年までに標準になる

利用の観点から市場を見てみましょう。 Ampaire Kevin NoertkerのCEOは、次のように述べています。米国の民間航空会社は約500の空港にサービスを提供していますが、商用航空をサポートできる市営空港は約5,000あります。これは、商業的に提供できる空港の数が10倍になる可能性があることを意味します。」

それについて考える別の方法は、退役するために交換する必要があるリージョナル航空機の予想数を調べることです。主要なOEMは、市場の拡大がゼロであると仮定して、約10,000機の9人乗りの航空機を交換する必要があると予測しています。航空機の価格を500万ドルから1000万ドルとすると、市場の規模は500億ドルから1000億ドルになります。ただし、Noertkerを含む業界の多くは、「既存のルートの価格の引き下げによって、特にこれまで実際に利益を上げたことのない新しいルートを開拓することによって、地域市場が大幅に拡大することを期待しています」。 Noertkerはさらに次のように述べています。「最も保守的なグループは、必要な航空機の数が2倍になると言っています。市場にサービスを提供する航空機の数が10倍に増えると言う人もいます。需要の増加が推進要因です。」

次に、この市場を牽引している個々のプレーヤーを見てみましょう。

大手OEMが翼を電気に浸している

ボーイングやエアバスのような大手OEMは、電気飛行機市場に足を踏み入れました。ボーイングはスタートアップのZunum （以下のShocking Startupsで詳しく説明します）と提携して業界にある程度触れ、AirbusはVahana、City Airbus、EFanXなどのプロジェクトを実験してきました。

Zunumへの投資に加えて、2017年に買収した航空および航空研究会社であるボーイングのAurora Flight Sciencesは、Uberと提携して飛行タクシーのネットワークの開発に取り組んでいます。 2019年1月、Aurora Flight Sciencesは、全電気式自律型旅客機の最初のテスト飛行を実施しました（下の写真）。

ただし、垂直離着陸（VTOL）航空機が着陸前に数秒間ホバリングしたため、テストは比較的小規模でした。ただし、ボーイングのような大手OEMが、自律型の電気式「フライングタクシー」の未来に投資し、都市のモビリティのためのまったく新しい交通手段を生み出していることは注目に値します（超高層ビルのホッピングを考えてみてください）。

エアバスは、独自のフライングタクシーネットワークの立ち上げにも関心を持っています。昨年、エアバスはヴァーハナのVTOL航空機のデモを行いました。 2019年3月、エアバスとアウディは、EUイニシアチブのアーバンエアモビリティプロジェクトの一環として、4人乗りのエアタクシーCityAirbusを発表し、「まもなく初飛行」とツイートしました。

しかし、最終的な経済学、規制の問題、安全性の問題、インフラストラクチャの問題（すでに苦労している航空交通管制システムは、9人乗りの飛行機の数の10倍の増加にどのように対処するのですか？）など、非常に多くの不確実性があります。これらの未知数は、大規模な上場OEMが多額の資本を投資することを困難にし、したがって、アルファを探している起業家精神にあふれた新興企業に市場を開放します。

航空旅行投資会社DiamondStreamPartnersのマネージングディレクターであるDeanDonovan氏は、次のように述べています。彼らは、多くの場合、スタートアップのアイデアと直接競合するのではなく、既存のモデルの長所を補完するものであることを認識しています。それがどのように機能するかは明らかではないので、新興企業はリスクの低い方法でいくつかの分野に参加することができます。」

それでは、これらのくだらない新しいプレーヤーを見てみましょう。

衝撃的な新興企業が眠い産業を電化する（財務モデルと競争力のある風景分析）

Roland Bergerは、現在約170の電気航空機のコンセプトが進行中であると推定しています。しかし、ディーン・ドノヴァンによれば、顧客からの大きな需要にもかかわらず、資金提供を受けた170件の取引のうち大規模な資金提供を受けたものはほとんどありませんでした。 Donovanは、これら170社のそれぞれが約1億ドルの資金を必要とした場合、業界全体で170億ドルの資金が必要になると指摘しています。これは、セクターの規模に比べて比較的多額の資本です。

ドノバン氏は、この現金を機関投資家レベルで手に入れるのが非常に難しい理由は、主にソフトウェアに焦点を当てている現在の機会の分野と比較して、航空機のスタートアップの投資プロファイルがはるかに難しいためだと主張しています。ソフトウェアのスタートアップは、最小限の実行可能な製品に非常に簡単に到達できます。ただし、航空宇宙スタートアップの認定の問題は、莫大な初期費用を押し上げます。その間、会社はゼロの収入を生み出します。これは、VC企業への売り込みは、政府が最終的に販売を許可する可能性のある非常にクールな製品を持っているということです。その間、会社はおそらく月額200万ドルを費やす必要があります。

では、この資金のギャップをどのように埋めるのでしょうか。過去の経験に基づいて、あなたはペットの情熱プロジェクトに投資することをいとわない億万長者の心と魂を必要としています。ポール・グレアムとストラトローンチ（ロケットを宇宙に運ぶために作られた航空機）、またはもっと明白なもの、イーロン・マスクと電気自動車と宇宙旅行。それが答えだとすれば、ビリオネアのリチャード・チャンドラーからの支援を受けて、この時点でエビエーションが最大の足を踏み入れているように見えます。しかし、すべてのプレーヤーをより詳細に見てみましょう。

アンパイア-アイズ・オン・ザ・プライズ：積極的に地域に焦点を当てる

ストラテジー

ロサンゼルスを拠点とするスタートアップのAmpaireは、当初、6人乗り、9人乗り、19人乗りの航空機に焦点を当てています。 Ampaireは、既存の構造を使用し、ソリューションを改良しています。IDTechExレポートでは、「戦略を実行する前に歩く」と賞賛されています。 AmpaireのCEOであるKevinNoertkerは、「最も資本効率の高いアプローチと時間効率の高いアプローチは、既存の機体から始めることです」と考えています。

アンペールは最近、飛行機の前部でプロペラを駆動する通常の燃焼エンジンで飛行機の後ろのプロペラに動力を供給する改造された電気モーターを備えた5人乗りの航空機のテストに成功しました。もともとセスナスカイマスターであったこの改造は、1回の充電で最大200マイル移動でき、改造されていない飛行機よりも55％少ない燃料を使用し、維持にかかる費用は最大50％少なくなります。 AmpaireのCEOであるKevinNoertkerは、次のように述べています。ここでは、実際に地上の電気自動車のコートテールに乗っています。」

お客様

今年後半から、ハワイのモクレレ航空は、ハワイのカフルイ空港とハナ空港の間の通勤ルートで、アンペールとのハイブリッド航空機のテストを開始します。 Noertkerによると、現在の計画では、2021年までにハイブリッドサービスを商業的に利用できるようにする予定です。

Mokulele以外にも、Ampaireには地域の航空会社からの14通の関心のある手紙（LOI）があります。 Noertkerにとって、これらは彼が勝つことができる最も重要な顧客です。

【地域航空会社】は、内外を知っている会社です。彼らは燃料費のために利益を上げるのに苦労しました。彼らは今飛行機を必要としています。そして、それが私たちが焦点を当てているところです。
AmpaireのCEO、Kevin Noertker

資金調達

Ampaireは、さまざまなVC、政府の助成金、およびエンジンメーカーのContinentalAerospaceなどの航空業界のプレーヤーから資金を調達してきました。

ライトエレクトリック-150人乗りの飛行機への電撃戦

ストラテジー

ライトエレクトリックは、ロサンゼルスを拠点とする別のスタートアップで、電気飛行機市場を攻撃しています。ライトの事業計画は、エアバスやボーイングと同様に、システムを設計および統合するエアフレーマーになることです。ただし、そもそも、ライトは一般的な9人乗りの既存の飛行機を利用して改造を行っています。ただし、アンペールとは異なり、ライトの最終的な目標は、より伝統的な旅客機である150人乗りの飛行機を追いかけることです。

お客様

2017年、ライトエレクトリックとeasyJetは協力して、2027年から最大300マイルのルートを飛行する180席の電気航空機を製造しました。easyJetは、低コストの航空会社が低排出航空機の革新、そしてもちろん、費用の削減。ただし、このようなサイズの完全な電気ジェットを作成することは、かなりの範囲のように思えます。少なくとも10年間は発生しない可能性があります。

将来のeasyJet飛行機には、セルケミストリーが強化された交換可能なバッテリーパックが装備される可能性があります。

資金調達

2017年、ライトエレクトリックはシリコンバレーで開催されたY Combinator Demo Dayで、今後10〜20年の短距離飛行を目標に、ガスなしの150席の航空機のアイデアを発表しました。 Crunchbaseによると、同社はYCombinatorを主な投資家として合計12万ドルを調達しました。

Zunum Aero-巨大なビジョンだが、資金が飛び出している

ワシントン州では、ボーイングとジェットブルーに支援されたズナムエアロが2019年のいつかハイブリッド飛行機のテスト飛行を準備していましたが、最近、新しい資金調達ラウンドを調達するのに少し苦労していることを認めました。 Zunumは、より大きなハイブリッド電気飛行機に直行するという間違いを犯したようです。フォーブスは2019年7月に、ズナムがワシントン州ボセルの本社を閉鎖し、インディアナポリスとイリノイのオフィスを閉鎖し、70人近くの従業員を解雇したと報告しました。 Seattle Timesは、Zunumが「現金を使い果たし、事業の多くが崩壊した」と報告しました。 Zunumは現在、そのWebサイトで、投資家に5,000万ドルのシリーズBを募集しています。Zunumは、ZA10を市場に投入するには、顧客の預金と生産ローンを差し引いた8000万ドルの追加資本が必要になると見積もっています（これには、150ユニット/年の生産施設が含まれます）。）。

現場の中には、Zunumが推進力と機体を同時にしようとすることで噛むことができる以上のことをしていると信じている人もいますが、航空旅行投資会社のDiamondStreamPartnersのマネージングディレクターであるDeanDonovanは、大きな違いは見ていません。必要な資本の観点から、「飛行に到達するのに1億ドルと4年、または飛行に到達するのに7500万ドルと3年が必要な場合、それは本当に違いがありますか？」ドノバンは実際にズナムチームに感銘を受け、彼らは「信じられないほどのビジョン」を持っていたと述べました。

ボーイングとジェットブルーが支援するZunumが資金調達を維持するのに苦労している場合、不確実な経済と無数の技術的および規制上のハードルを持つスタートアップはどのように成功することができますか？おそらく答えは、イスラエルを拠点とするEviationの場合のように、巨大な億万長者の支持者が1人いることの背後にあります。

Eviation-パリ航空ショーのベルが実際の注文をキャプチャ

6月のパリ航空ショーでは、エビエーションが大いに盛り上がりました。同社は、400万ドルの電気飛行機であるアリスの「2桁」の注文を受けました。アリスは、尾と各翼端に電気モーターを搭載して、時速500マイルで最大650マイルを飛行できます。地域航空会社のケープエアーは、商用電気飛行機を注文した最初の航空会社の1つであると報告されています。

2019年2月の時点で（これは間違いなく、この動きの速い業界では数年前です）、Eviationは35人の従業員を抱える企業であり、認証を取得するために2億ドルの資金が確保されています。資金のほとんどは、億万長者のリチャード・チャンドラーの民間投資ファンドであるクレルモン・グループからのものです。 Clermontは、SECファイリングによると、Eviationの70％の株式に変換可能なノートと引き換えに7600万ドルを投資しました。

電気民間航空機の採用：青い空に到達するためのちょっとした乱気流

完全な電気航空機は、エンジンに動力を供給するためにジェット燃料の代わりに、バッテリー（または燃料セルのようないくつかのエネルギー貯蔵装置）を使用して電気モーターに動力を供給します。電気モーターに電力を供給するための最新のバッテリータイプは、多くの場合リチウムベースですが、充電間の耐久性が限られているため、範囲が限られています。

現在のリチウムイオン電池は、現在の旅客機の巡航速度が時速500マイルであるのに対し、最高速度は時速200マイルまでしか生成できません。自動車産業はリチウムイオン電池で大きな進歩を遂げましたが、自動車産業は約350〜400 Wh / kgの重量密度で満足する可能性がありますが、現在の航空機推進システムは約500 Wh/kgに近い必要があります。したがって、ここからバトンを取り上げるのは航空業界次第です。 Roland Bergerは、ここで500 Wh/kgバッテリーへの合理的なロードマップを提案しました。

2番目のオプションであり、短期的に離陸する可能性が最も高いのは、ガスタービンと、飛行の特定の部分で電気モーターを駆動するエネルギー貯蔵システムを組み合わせたハイブリッド電気モデルです。結局のところ、完全な電気自動車は約20年間ハイブリッド車に先行していました。

Ampaireは、2つのエンジンの1つが電気モーターに置き換えられたAmpaire 337を使用して、ハイブリッドコンセプトのためにセスナを改造しました。技術的な制約を超えて、ハイブリッドモデルの改造は、規制の監視がそれほど厳しくない可能性が高いため、電気飛行機の利害関係者にとって魅力的な手段です。

ハイブリッド電気飛行機

NASAは、排出量と騒音公害を削減するために、電気航空機の推進力（EAP）を調査した最初の企業の1つです。 NASAには半電気航空機があり、バッテリーではなく燃料電池が電力を生成し、2035年にサービスを開始できると期待しています。基本的に、NASAははるかに軽量で効率的な電力システムを開発しており、単一のEAPを可能にすることが期待されています。ボーイング737のような通路型航空機。ただし、初期のソリューションではTier 2空港へのサービスに適した地域の航空機に焦点が当てられるため、737と同じ大きさの航空機は非常に遠い可能性があります。

より大型の航空機のためのNASAの電動航空機推進（EAP）計画

AmpaireのCEOであるKevinNoertker氏は、この技術を追いかけることには興味深い課題があると指摘しました。電動推進システムの一部がFAA承認プロセスを通過するまでに、時代遅れになるでしょう。そのため、彼らは継続的に10歩先を考える必要があります。 Noertkerは、iPhoneのアップグレードサイクルに必要なイノベーションを同一視しています。「これらの飛行機へのiPhoneのリリースとほぼ同じように、定期的なアップグレードを検討する必要があります。それがソフトウェア、制御システム、またはバッテリーテクノロジーのいずれであるかにかかわらず、これは待ちきれない興味深い分野です。私たちはテクノロジーを待っていません。私たちは確かに利用可能なもので動いていますが、それらの変化に対して回復力がなければなりません。そして、それは興味深い機会と挑戦です。」

Dean Donovanはまた、電気商用飛行機の採用に対するいくつかの重大なハードルについて次のように述べています。「バッテリーの充電時間、航空交通管制の問題、パイロットの問題、および安全性を解決する必要があります。安全性の観点から、従来のエンジンでは利用できない冗長性を電気エンジンに組み込むことができるため、個々のフライトは実際にはより安全である可能性があります。したがって、一部を失っても、すべてを失うことはありません…しかし、より多くの航空機があります9人乗りの飛行機が乗客の数を増やすにつれて飛行すると、事故の数が増える可能性があります。」

私たちが話をした幹部の何人かによると、養子縁組の最大の障壁は無関心です。飛行機の幹部にこれが価値のある投資であると信じさせることなしに、業界は離陸しません。ライトエレクトリックのCEO、ジェフエングラーは、トップからの研究開発投資の増加は、多くの電気飛行機の課題をスピードアップするために少しずつ落ちると信じています。「（バッテリーの問題で）100倍の数のエンジニアが働いていたとしたら、どれだけ多くのイノベーションが得られるか想像してみてください。」

では、いつ空を照らしているのでしょうか。

排出量の削減、コストの削減、地域市場の開拓への欲求の高まりはすべて、ハイブリッド電気市場の推進要因です。市場は時系列で次の市場に対応しているようです：（1）2020年までの農薬散布/島巡り/スカイダイビング/ブッシュホッピング小型航空機、（2）2025年までの小型チャーターと貨物、（3）50〜70人乗り〜2030年までに。

今必要なのは、バッテリー技術（およびインフラストラクチャー）だけです。マスク氏のページング。