航空・海運産業の脱炭素化（2024年）

航空・海運は、価格競争力のあるエネルギー密度の高い燃料を必要とするため、排出削減がもっとも困難な2つの部門です。このような要件から、排出削減を達成するためには、両部門ともエネルギー転換技術を組み合わせて取り組む必要がある可能性が高いです。

自動車部門では電気自動車の需要が大きく伸びていますが、航空・海運部門では脱炭素化が遅れています。排出削減のインセンティブを高めるため、両部門とも大胆なネットゼロ目標を設定しています。しかし、IEAによれば、両部門ともまだ達成には程遠い状況にあります。

民間航空機の場合、重量の懸念とエネルギー密度の制限により、電動化は短距離かハイブリッドのソリューションに限定されます。持続可能な航空燃料（SAF）や水素のようなエネルギー密度の高い代替燃料の生産とコスト競争力を高めることが、長距離飛行の脱炭素化の鍵となります。また、この部門は総排出を相殺するために、大気中の炭素の直接回収を模索し始めています。

海運部門は、当レポートが明らかにする4つのエネルギー転換技術すべてを活用するのに適した立場にあります。バイオ燃料や、船舶の排気ガスに取り付けるCCUSユニットは、即座に脱炭素化を実現できます。長期的には、水素（または水素誘導体）や電気推進システムとの互換性を高めるために、船舶が再設計される可能性があります。しかし、これらの技術にはコストがかかるため、採用を促進するには相当な政策インセンティブが必要となります。

当レポートでは、航空・海運産業の脱炭素化について調査分析し、両部門の脱炭素化の可能性を秘めたエネルギー転換技術として、電化、代替燃料、水素、炭素回収・利用・貯蔵（CCUS）の適合性を評価します。また、両部門の最大手企業の排出開示のスナップショットも提供しています。

主なハイライト

• 重大な2015年のパリ協定には盛り込まれませんでしたが、近年、国連機関や国際海運機関などの組織が、航空・海運部門に対する大胆な排出削減目標を設定しています。
• IEAは、パンデミックにより民間航空の排出が2019年の10億トンCO2から2020年までに6億トンに減少したことを明らかにしました。年末にかけてフライトが増加したため、2021年の排出は7億2,000万トンCO2まで増加しました。2022年を通して排出はパンデミック前のレベルを下回りましたが、より広い範囲での回復が予測されます。民間航空は依然として個々の排出がもっとも多く、この輸送形式は排出がもっとも急速に増加しています。
• 同様に、海運部門も、パンデミックにより排出が減少したにもかかわらず、依然として気候変動目標の達成から外れています。紅海における地政学的緊張の高まりが船舶の迂回や航路の延長を引き起こしているため、海運からの排出も2024年に増加すると予測されます。
• 航空機と船舶の電化は、効率を高め、テールパイプ排出をなくし、再生可能エネルギー利用の機会を創出するのに役立つ可能性があります。しかし、これら2つの部門には高密度のエネルギー源が必要です。バッテリーのエネルギー密度は比較的低いため、大幅な効率向上が達成できない限り、両部門の電化は当面、短距離移動に限られる見込みです。
• バイオマスベースの代替燃料は、既存の航空機や船舶に最小限の変更を加えるだけで排出削減を達成する方法を提供します。再生可能ディーゼルやSAFのような多くのバイオ燃料は、段階的な排出削減に向けて従来の燃料と混合することもできます。

目次

• エグゼクティブサマリー
• 航空・海運の炭素排出
• 航空・海運の気候変動に対する影響
• 航空・海運産業のネットゼロに向けた進歩
• エネルギー転換技術のイントロダクション
• 航空・海運における4つの主なエネルギー転換技術
• 技術：脱炭素化可能性、段階、航空・海運への適合性別
• エネルギー転換技術の利点と欠点
• 脱炭素化の障壁となるマクロ経済課題
• 航空・海運のネットゼロ目標と排出
• 航空産業のネットゼロ目標と排出開示
• 海運産業のネットゼロ目標と排出開示
• 航空・海運の電化
• 電化は短距離移動の脱炭素化の可能性をもたらす
• 航空・海運産業のケーススタディ
• 航空・海運における代替燃料
• ネットゼロシナリオにおける代替燃料生産
• 国と企業のSAF目標
• 航空・海運産業のケーススタディ
• 航空・海運における水素
• 世界の水素生産と輸送部門向け水素生産
• 航空・海運産業のケーススタディ
• 航空・海運におけるCCUS
• 世界の炭素回収能力（2018年～2030年）
• 航空・海運産業のケーススタディ

List of Tables

• Energy transition technology suitability matrix
• Advantages and disadvantages of energy transition technologies
• Airline short term emission targets
• Airline net-zero goals
• Airlines' scope 1 and 2 emissions, 2017 - 2022
• Shipping company net-zero targets
• Shipping companies' scope 1 and 2 emissions, 2018 - 2022
• An overview of national SAF blending mandates
• SAF adoption targets for the airline industry

List of Figures

• CO2 emissions by sector, 2019 - 2022
• CO2 emissions by transport sub-sector in 2022
• Carbon emissions from aviation and net zero scenario, 2000 - 2030
• Carbon emissions from shipping and net zero scenario, 2000 - 2030
• The top four energy transition technologies for aviation and maritime
• Five macroeconomic challenges that will pose a barrier to decarbonization
• Top companies by mentions of electric aircraft in company filings, 2018 - Feb 2024
• Renewable diesel and SAF production capacity, 2021 - 2030
• FAME biodiesel production capacity, 2021 - 2030
• Global low carbon hydrogen capacity, 2021 - 2030
• Low carbon hydrogen production for transport end-use sector, 2021 - 2030
• Global CCS capacity, 2021 - 2030

Aviation and maritime represent two of the most difficult to abate sectors due to their demand for cost-competitive and energy-dense fuels. Due to this requirement, it is likely that both sectors will need to engage with a combination of energy transition technologies to achieve emissions reductions.

While the automotive sector experiences a strong growth in demand for electric vehicles, the aviation and maritime sectors have been slow to decarbonize. To incentivize emission reductions, both sectors have set bold net-zero targets. However, according to the IEA, they remain far off track.

Aviation and maritime represent two of the most difficult to abate sectors due to their demand for cost-competitive and energy-dense fuels. Due to this requirement, it is likely that both sectors will need to engage with a combination of energy transition technologies to achieve emissions reductions.

This report assesses the suitability of electrification, alternative fuels, hydrogen, and carbon capture, utilization, and storage (CCUS) as energy transition technologies that hold decarbonization potential for both sectors. This report also includes a snapshot of emissions disclosures for both sectors' biggest companies.

For commercial aviation, weight concerns and energy density limitations will restrict electrification to short range or hybrid solutions. Increasing production and cost competitiveness of energy-dense alternative fuels such as sustainable aviation fuels (SAFs) and hydrogen will be key to decarbonizing longer-range flights. The sector is also starting to explore direct air carbon capture to offset its overall emissions.

The maritime sector is well placed to capitalize on all four of the energy transition technologies identified in this report. Biofuels as well as CCUS units fitted to ship exhausts can offer immediate decarbonization. In the long term, ships can be redesigned to increase compatibility with hydrogen (or hydrogen derivatives) and electric propulsion systems. However, the costly nature of these technologies will require substantial policy incentives to drive adoption.

Key Highlights

• Although not included in the landmark 2015 Paris Agreement, recent years have seen organizations such as UN bodies and the International Maritime Organization set bold emission reduction targets for the aviation and shipping sectors.
• The IEA has revealed that the pandemic caused commercial aviation emissions to drop from 1,000Mt CO2 in 2019 to 600Mt in 2020. An increase in flights towards the end of the year saw emissions increase to 720Mt CO2 in 2021. A wider rebound is expected although emissions remained below pre-pandemic levels throughout 2022. Commercial aviation remains the highest source of individual emissions and this form of transport is experiencing the fastest growth in its emissions.
• Likewise, the maritime sector also remains off track for achieving its climate targets, despite the pandemic driving a drop in emissions. Emissions from shipping are also expected to be boosted in 2024 due to rising geopolitical tensions in the Red Sea causing the diversion of ships and the extension of journeys.
• Electrifying aircraft and ships would help to increase efficiency, eliminate tailpipe emissions and create opportunities for using renewable energy. However, these two sectors require high density energy sources. The relatively low energy density of batteries will restrict the electrification of both sectors to short journeys for now, unless significant increases in efficiency can be achieved.
• Biomass-based alternative fuels offer a way of achieving emission reduction while having to make minimal changes to existing aircraft and vessels, with many biofuels such as renewable diesel and SAFs also having the capability to be blended with conventional fuels for gradual emission reduction.

Scope

• Aviation and maritime's current carbon emissions and net-zero goals.
• An overview of four technologies that will be key to decarbonizing both sectors, which include electrification, alternative fuels, hydrogen and carbon capture, utilization and storage (CCUS).
• Net-Zero targets and scope 1 and 2 emissions for the largest airlines and shipping companies
• SAF blending targets for countries and airlines
• An assessment of energy transition technologies' suitability for different use cases in aviation and maritime.
• Market forecasts for hydrogen, CCS, renewable fuels.
• A summary of challenges that will hamper the adoption of these technologies by both industries.
• Case studies from companies that are leading both sectors' decarbonization.

Reasons to Buy

• Identify the market trends of energy transition technologies within aviation and maritime.
• Develop market insight into current rates of technology adoption in aviation and maritime and the factors that will shape both sectors' decarbonization.
• Identify the companies most active within electrification, alternative fuels, hydrogen and CCUS technologies in the aviation and maritime industries.

Table of Contents

Table of Contents

• Executive Summary
• Aviation and maritime carbon emissions
• Aviation and maritime's contribution to climate change
• Aviation and maritime's progress towards net-zero
• Introduction to energy transition technologies
• Four key energy transition technologies for aviation and maritime
• Technologies by decarbonization potential, stage, and suitability for aviation and maritime
• Advantages and disadvantages of energy transition technologies
• Macroeconomic challenges that will pose a barrier to decarbonization
• Aviation and maritime net-zero targets and emissions
• Aviation net-zero targets and emissions disclosure
• Maritime net-zero targets and emissions disclosure
• Electrifying aviation and maritime
• Electrification presents decarbonization potential for short journeys
• Case studies from aviation and maritime
• Alternative fuels in aviation and maritime
• Alternative fuel production under a net-zero scenario
• National and company SAF targets
• Case studies from aviation and maritime
• Hydrogen in aviation and maritime
• Global hydrogen production and hydrogen production for transport sector
• Case studies from aviation and maritime
• CCUS in aviation and maritime
• Global carbon capture capacity, 2018 - 2030
• Case studies from aviation and maritime