排ガス原料のSAFでデリバリーフライトを実施

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ケムステニュース

排ガス原料のSAFでデリバリーフライトを実施

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ANAは日本時間の10月30日、排ガスを原料とするSustainable Aviation Fuel（SAF）を使用し、米国ワシントン州のエバレットから羽田への新造機デリバリーフライトを三井物産株式会社と共同で実施しました。 (引用：Aviation Wire 11月13日)

化石燃料をエネルギー源として動く乗り物は、二酸化炭素の排出するため、様々な方法で総合的に二酸化炭素の排出を少なくする取り組みが行われています。最もわかりやすい方法は燃費の改善で、近年の車や飛行機はエンジンの改良によって燃費が大きく向上しました。しかしながら、機材を買い替える必要があり、高価で何十年も使う飛行機を常に最新のものに買い替えることは現実的ではありません。他の方法として代替燃料をつかうことが挙げられます。代替燃料として有名なバイオエタノールやバイオディーゼルを燃料として使うと当然二酸化炭素は発生しますが、燃料の原料である植物が育つ際に、光合成によって二酸化炭素を吸収しているため、燃料を使っても二酸化炭素は発生していないことになります（カーボンニュートラル）。

地域別t炭素排出量の推移

このニュースは、航空大手であるANAが、米国で新造された航空機を日本まで運ぶ際に航空機用のバイオ燃料、SAFを使用したという内容です。使用したSAFはLanzaTech社が、製鉄所や製油所などの排ガスからガス発酵技術を使って製造したものです。製造方法は下の動画のとおりで、工場から排出されたガスをタンクに引き込み、タンクに貯蔵した後、バイオリアクターに吹き込みます。リアクター内のAcetogenic微生物は、排ガス中に多く含まれているCOからエタノールを合成します。得られたエタノールは抜き出してそのまま製品として出荷するか、脱水や重合などを行って適するアルキル鎖の炭化水素に変換してから燃料として出荷されます。

少し前には、トウモロコシからエタノールを製造し燃料に使用することが注目を集めましたが、逆に食物の供給を脅かすことが問題になったため、捨てられるマテリアルを有効活用して燃料を製造する技術を開発する動きが強いようです。LanzaTech社は、2005年に設立された企業で、米国イリノイ州を拠点としています。排ガスから微生物を使って燃料を製造する技術は他にも開発されていますが、LanzaTech社のテクノロジーの特長は、水素ガスを含んでいなくても合成ができる点で、水素ガスの含有量が少ない製鉄所や製油所の排ガスを活用できる点です。また、エタノールから炭化水素を合成するステップについても効率が高い触媒を開発していてSAFを安定的に製造できるようです。そのため多くの企業が注目をしていて、例えば英ヴァージンアトランティック航空は2018年10月にLanzaTech社が製造した燃料を使って米国のオーランドからロンドンまでの飛行を実施しています。さらには中国でのエタノール製造も2018年の5月に開始しています。

そもそも航空機が使用する燃料は、灯油を精製した炭化水素をベースに、高高度での飛行で凍結しないための不凍液やガムの発生を抑制する酸化防止剤などが添加されたものを使用しています。具体的な物性は、ASTM D1655 (JIS K2209)という規格で決まれていて、これに合致する成分の燃料しか使うことはできません。代替燃料については2009年に別の規格　ASTM D7566が制定され、SAFについても通常の燃料と同じ低流動点と発熱量は持つことはもちろんのこと、エンジンや燃料供給設備を改良せずに利用して通常の燃料と混ぜても問題ないことが求められています。代替燃料については、製造方法まで認証される必要がありますが、LanzaTech社の製法も認証され規格書の付録に追加されています。

ジェット燃料の規格値

日本国内でもSAFに関するプロジェクトが進んでいて、いくつかの企業ではSAFの実証製造プラントの稼働が始まっています。またユーザーであるJALとANA両社も、このニュース以外にもSAFを使った飛行を何度も行っています。エネルギー技術開発の推進を行うNEDOではSAFの製造、サプライチェーンの事業化を民間に促進するため、関連したテーマを採択し着手しました。

バイオジェット燃料のサプライチェーンイメージ。NEDOではこれを国内で行うための支援を始めた。

今後もアジアを中心にフライト数は増加するため燃料の需要は増加していくと予想されるため、このようなバイオ燃料の開発は期待が高いといえます。視点を変えれば日本ははじめとする非原油生産国でも燃料を製造できるようになるため、航空運賃が世界情勢に左右されにくくなるかもしれません。ただし原油の精製とは異なり燃料を製造するまでの作業工程は多いため、製造コストをどれだけ下げられるかが課題であり、さらなる技術発展に期待します。