航空における水素燃料：持続可能な未来のためのリスク定量化

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a data-driven risk assessment framework for hydrogen aviation that can be extended to other alternative fuels.

🏢実務担当者:Airlines and airport operators can use the identified risks and mitigation measures to plan hydrogen refueling and storage systems.

🏛政策担当者:Regulators can reference the quantified risk scores to develop safety standards for hydrogen aviation.

航空産業は、世界の温室効果ガス排出量の約2.5～3.5%を占めており、持続可能なエネルギーソリューションの採用に向けた圧力が高まっている。水素は、高い重量エネルギー密度と使用時の二酸化炭素排出ゼロという特性から、航空脱炭素化を支援する有望な代替燃料として浮上している。しかし、その大規模な実装は、極低温貯蔵の要件、安全上のリスク、インフラの適応、および経済的制約によって依然として妨げられている。本研究は、包括的なモンテカルロシミュレーションに基づくリスク評価を通じて、航空における水素利用に関連する主要な技術的および運用的リスクを特定し評価することを目的とする。分析は、水素漏洩、極低温貯蔵、爆発危険性、およびインフラ課題という4つの主要領域に特に焦点を当てており、技術的範囲のみを維持するために経済的およびライフサイクルの側面は除外している。各リスク要因の確率と影響を定量化するために、10,000回の反復シミュレーションが実施された。結果は、水素漏洩と爆発危険性が最も重大なリスクを表しており、25点満点の尺度で平均リスクスコアが20を超える一方、投資コストと技術的専門知識は比較的低レベルのリスクとしてランク付けされたことを示している。これらの知見に基づき、リアルタイム漏洩検知システム、複合材料製極低温タンク技術、および標準化された安全プロトコルを含む戦略的緩和策が、システム信頼性を向上させ、水素動力航空の安全な統合を支援するために提案されている。本研究は、水素関連リスクのデータ駆動型理解に貢献し、カーボンニュートラルな航空輸送を推進するための技術的ロードマップを提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The aviation industry, responsible for approximately 2.5–3.5% of global greenhouse gas emissions, faces increasing pressure to adopt sustainable energy solutions. Hydrogen, with its high gravimetric energy density and zero carbon emissions during use, has emerged as a promising alternative fuel to support aviation decarbonization. However, its large-scale implementation remains hindered by cryogenic storage requirements, safety risks, infrastructure adaptation, and economic constraints. This study aims to identify and evaluate the primary technical and operational risks associated with hydrogen utilization in aviation through a comprehensive Monte Carlo Simulation-based risk assessment. The analysis specifically focuses on four key domains—hydrogen leakage, cryogenic storage, explosion hazards, and infrastructure challenges—while excluding economic and lifecycle aspects to maintain a technical scope only. A 10,000-iteration simulation was conducted to quantify the probability and impact of each risk factor. Results indicate that hydrogen leakage and explosion hazards represent the most critical risks, with mean risk scores exceeding 20 on a 25-point scale, whereas investment costs and technical expertise were ranked as comparatively low-level risks. Based on these findings, strategic mitigation measures—including real-time leak detection systems, composite cryotank technologies, and standardized safety protocols—are proposed to enhance system reliability and support the safe integration of hydrogen-powered aviation. This study contributes to a data-driven understanding of hydrogen-related risks and provides a technological roadmap for advancing carbon-neutral air transport.

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