宇宙開発事業者からインフラ企業まで、水素燃料ドローンの将来性とは?

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
  • Pocket
  • LINEで送る

宇宙スタートアップ企業の株式会社SPACE WALKER(スペースウォーカー)と、合成繊維、合成樹脂、炭素繊維、セラミックスの販売並びに加工を行う日精株式会社は、2021年9月22日(水)、宇宙開発で培われた技術を活用し、軽量化が求められる水素燃料電池ドローンに搭載するTYPE4の複合材高圧ガスタンクの開発等における戦略的パートナーシップ契約を締結したことを発表しました。

長時間飛行が可能な水素燃料電池ドローン。実現には軽量・頑強な水素タンクが不可欠

昨今、災害や物流等に対応するために水素燃料電池ドローンに寄せられる期待が高まっています。燃料電池ドローンは、バッテリーを搭載したドローンに比べて長時間の飛行が可能なため、農薬散布や物流等の領域における需要・期待が大きくあります。
安心安全に燃料電池ドローンが飛行するためには搭載可能な軽量かつ頑強な水素タンクが求められており、本契約はスペースウォーカーの宇宙開発技術を活用しTYPE4の複合材高圧ガスタンクの開発をはじめとした新たな価値創造のため宇宙スタートアップのスペースウォーカーと素材加工の老舗である日精とが連携したオープンイノベーション体制の戦略的パートナーシップとしています。

宇宙スタートアップ企業と、メーカー機能を持つ老舗素材商社がタッグ

スペースウォーカーは有翼式再使用ロケットの開発を手がける、2017年設立の宇宙スタートアップ企業です。
ロケット開発は、特に総質量の8割程度を占めるガス・液体燃料のための高圧タンクの軽量化が重要であり、以前より創業者兼取締役CTOの米本氏を中心に、継続的に商業化に向けた研究開発を進めていました。
2021年7月には次世代の複合材高圧タンク等の開発・製造技術を有するCoMReD株式会社を吸収合併し、複合材高圧タンクを専門に開発する複合材技術部を発足、開発体制を強化しています。

日精は、メーカー機能を持つ商社として創立以来70年余りにわたり、産業資材分野やスポーツ分野において合成繊維、合成樹脂製品及び炭素繊維複合材料等を供給しています。特にメーカー機能としては、炭素繊維製高圧複合容器に代表される、高機能素材と独自技術を活かした製品を自社生産しています。
両社は今回の提携により、宇宙開発技術の地上への転用を効果的に実現し、災害対応等への水素燃料電池ドローンの活用の拡大を加速させていきたいとしています。

<日精 取締役・野村氏コメント>

「水素燃料電池ドローンは、飛行時間を飛躍的に伸ばすことが可能となり、環境性能にも優れていることから、災害対応や物流等の分野に於いて大きな需要が期待されています。このような中で、当社は、両社が持っている各々の技術を融合し合いながら水素燃料電池ドローン用の炭素繊維製高圧複合容器の開発を進め、来るべき「水素社会の実現」に貢献してまいりたいと考えております。」

<スペースウォーカー 代表取締役CEO・眞鍋氏コメント>

「今回の戦略的パートナーシップは、特に災害対応等に貢献する、長時間航行を可能とした水素燃料電池ドローン向けのTYPE4複合材高圧ガスタンクの開発を目的としています。複合材容器メーカーの老舗企業である日精と、ロケット開発において最先端技術を追求しているスペースウォーカーの相互のノウハウ・知見を持ち寄る事で、スピード感をもって社会実装できる事を期待しています。」

農業・山岳・物流、様々な場面での活躍が期待される水素燃料電池ドローン

水素燃料電池ドローンは、燃料電池スタック、水素タンク、水素供給系(配管、バルブ等)、空気供給系(コンプレッサ等)、プロペラ等の要素から構成される機体です。エンジンを搭載したハイブリッドドローンよりも環境にやさしいといった特長が、サステナビリティや環境保全が意識される現代において強い武器となり、海外はもとより日本においても水素燃料電池を搭載したドローンの利活用に向けた動きが進んでいます。

農薬散布においては、大容量・長時間の農薬散布が可能になるほか、予備バッテリーの携行や交換が不要となり利便性向上が期待されています。
山岳での対応を中心とした災害対応においては、登山者の運搬コストが不要となったり、ふもとの駐車場など安全なエリアからのフライト開始が可能になったりと、救助の初動時間を短縮し救命率の向上が期待されています。
物流面では、大容量の荷物を長距離運搬することが可能になり、物流の効率化や災害時に物資救援といった点で、過疎地などでの活躍が期待されています。

水素燃料電池ドローンの将来性に様々な事業者が参画

こうした期待感を受けて、様々な立場の事業者が水素燃料電池ドローンの完成に向けた取り組みを行っています。

KDDI総合研究所と大阪府立大学では、2020年11月よりロボットによる漁業の効率化を目的として、長期間での使用が可能な水素燃料電池を搭載した水上ドローンを開発しています。
この水上ドローンはスマートフォンでの遠隔制御が可能で、スマートフォンの画面から水上ドローンに搭載されたカメラの映像を見てリアルタイムに制御したり、事前にスマートフォン上で作成した航路に従って自律航行したりと、自律制御に関する実証実験も行われています。
水上ドローンに搭載されているのは飛行ドローン向けの小型水素燃料電池で、最大連続出力800Wの性能を発揮します。また、水素ガスボンベにカーボンFRP容器を採用することで軽量化も図られています。搭載されている水素燃料電池と水素ガスボンベのシステム重量は約10kgで、4kWhに相当する電力を貯蔵できます。
リチウムイオンバッテリーの場合、4kWhのシステム重量は40kgなので、水素燃料電池システムは同重量のリチウムイオンバッテリーの4倍以上の電力を貯蔵できるといえます。
漁業のほか、漁場から離れた自宅や事務所などの遠隔から水上ドローンを制御して、海洋環境を調査するなどの検証も行われる予定です。

中国電力ネットワークがルーチェサーチと共同で、水素燃料電池を動力とするドローンの開発を2021年7月に発表しています。
経済産業省の「産業保安高度化推進事業費補助金」に採択され、2022年2月末までに試作機を開発し実証試験を行います。
長時間飛行を可能にし、災害時などでの電力設備点検を効率化する。電力業界では初の試み。
中国電ネットは送電線などの点検作業に、ヘリコプターや110台余り保有する従来型ドローンを使用しています。飛行時間を2倍以上に延ばすことで、緊急時の設備状況を把握し利用範囲の拡大などで点検力が向上、省力化を図れることができます。
カーボンニュートラル(温室効果ガス排出量実質ゼロ)にもつなげていきます。
開発するドローンは従来のリチウムイオン電池型ドローンに比べ、飛行距離を40キロメートルから50キロメートルに、飛行時間を50分から120分に延伸します。

水素燃料電池ドローンを安全に飛行させるためのガイドラインを経産省が制定

高圧ガスタンクを搭載した水素燃料電池ドローンを安全に飛行させるための「水素燃料電池ドローンにおける高圧ガスの安全のためのガイドライン(案)」が、2021年4月に公開されています。
高圧ガス保安法令に基づき、一定高度以上で飛行するドローンに水素貯蔵容器を搭載する場合に求められる事業者が担保すべき安全面の条件や措置を、ガイドラインにまとめたものです。
高圧ガスの安全性を確保するための、水素ドローンを取り扱う者が特に注意すべき事項を記載し、その具体的な方法を例示しています。

水素燃料電池ドローンの製造者・販売者に対しては、「適切な高圧ガス容器及びドローン機体を使用すること」「ドローンが万一落下した場合に容器の安全性を確保する措置を講じること」「ドローンの管理者・操縦者の適切な能力及び運用の担保に責任を負うこと」等としており、管理者・操縦者に対しては、「高圧ガス容器を温度40度以下に保持すること」「湿気、水滴による高圧ガス容器の腐食を防止すること」等と定めています。

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
  • Pocket
  • LINEで送る

コメントを残す

*