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NEDO:木くずや微細藻類から製造した持続可能な代替航空燃料を定期便に供給

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NEDOは「バイオジェット燃料生産技術開発事業」において、木くずを原料とした燃料の生産技術開発に取り組む三菱パワー、JERA、東洋エンジニアリング、宇宙航空研究開発機構(JAXA)と微細藻類を原料に燃料の生産技術開発を進めるIHIに本事業を委託し、それぞれの技術から完成したバイオジェット燃料を17日、持続可能な代替航空燃料(SAF)として定期便に供給した。

この燃料は、固体の木質セルロースをガス化した後に液体燃料を合成するガス化FT合成技術と、微細藻類由来の油を精製する水素化精製技術により製造したもので、いずれもSAFの国際規格である「ASTM D7566」への適合を確認している。

NEDOは引き続き、これらSAFの大規模安定技術や製造コスト低減に向けた効率的な製造プロセスの確立を目指してSAF生産研究開発事業を実施していく。これにより2050年カーボンニュートラルへの道筋を示し、航空分野における温室効果ガスの排出量削減に貢献する。

概要

 国際民間航空機関(ICAO)や国際航空運送協会(IATA)は、温室効果ガスの排出量削減による地球温暖化抑止対策を共通のテーマとして掲げている。そのうち、持続可能な代替航空燃料(SAF)※1の導入は有効な手段の一つとして位置付けられている。

 こうした中、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)はSAFの商用化を視野に、原料となる木くずの調達および微細藻類の培養から純バイオジェット燃料 ※2まで一貫製造する体制の実証と、航空機への給油までを含めたサプライチェーンを具体化させることを目指し、2017年度から「バイオジェット燃料生産技術開発事業」※3を進めている。

 その一環として、固体である木質セルロースをガス化した後に液体炭化水素燃料化するガス化FT合成技術 ※4による製法では、JERAの施設内(愛知県名古屋市)に建設したパイロットプラントで原料に木くずを使用し、SAFを一貫製造する実証試験を行った。ここではJERAが原料調達とパイロットプラントの運転、三菱パワーが原料のガス化、東洋エンジニアリングが生成ガスの液体炭化水素燃料化(FT合成)・蒸留と混合 ※5以後のサプライチェーン構築を担当し、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が製造されたSAFの燃焼における性能特性試験を実施している。木くずから製造された純バイオジェット燃料を既存の化石燃料(JET A-1)と混合したSAFは、2021年3月に国際規格である「ASTM D7566 Annex1」※6に適合することが確認された。

 また、微細藻類由来の油を精製する水素化精製技術 ※7による製法では、IHIが鹿児島県鹿児島市の既存施設とタイ王国サラブリ県に新設したパイロット屋外培養施設を使い、大規模培養からSAF製造までの一貫製造技術の確立と以後のサプライチェーン構築に取り組んだ。微細藻類から製造された純バイオジェット燃料を既存の化石燃料(JET A-1)と混合したSAFも、2021年4月に国際規格である「ASTM D7566 Annex7」※8に適合することが確認された。

 これらNEDO事業の成果を踏まえ、このたび両技術で完成したSAFが東京国際空港(羽田空港)出発の定期便に供給された。

SAFを供給した定期便の概要

【1】木くずから製造されたSAF
日付:2021年6月17日
便名:日本航空515便
区間:東京国際空港から新千歳空港
機材:エアバスA350-900

【2】微細藻類から製造されたSAF
(1)
日付:2021年6月17日
便名:日本航空515便
区間:東京国際空港から新千歳空港
機材:エアバスA350-900
(2)
日付:2021年6月17日
便名:全日本空輸031便
区間:東京国際空港から大阪国際空港(伊丹空港)
機材:ボーイング787-8

今後の予定

 NEDOは今後想定されるSAFの本格普及に向け、大規模安定製造技術や製造コスト低減に向けた効率的な製造プロセスの確立を目指してSAF生産研究開発事業に取り組んでいく。これにより、航空分野での温室効果ガス排出量のさらなる削減と、2050年カーボンニュートラルを目指す。

※1 SAF
Sustainable Aviation Fuelの略で、持続可能な代替航空燃料のこと。

※2 純バイオジェット燃料
バイオマス原料から生成された純度100%のバイオジェット燃料。ニート燃料ともいう。

※3 バイオジェット燃料生産技術開発事業
事業概要:サイト内リンク バイオジェット燃料生産技術開発事業
事業期間:2017年度~2024年度

※4 ガス化FT合成技術
木質セルロースなど固形物をガス化炉で水蒸気および少量の酸素と反応させて一酸化炭素と水素を生成し(ガス化)、触媒を用いたFT反応器で液体炭化水素(燃料)に合成する技術。(Fischer-Tropsch Process)

※5 混合
SAFを航空機に使用する際は、工業材料規格と試験法規格からなる国際標準策定機関であるASTM Internationalが定める各Annex規格に準拠し、既存化石燃料(JET A または JET A-1)と混合することが要件となる。SAFの純バイオジェット燃料の混合については、Annex1については50%、Annex7については10%が上限と規定されている。

※6 ASTM D7566 Annex1
ASTM D7566のうち、変換プロセス Fischer-Tropsch(FT)を対象とした規格。

※7 微細藻油の水素化精製技術
微細藻類ボツリオコッカス・ブラウニー(Botryococcus braunii)から製造した粗油(炭化水素を主成分とする)を水素化処理で合成して液体炭化水素(燃料)を合成する技術。

※8 ASTM D7566 Annex7
ASTM D7566のうち、変換プロセスHC-HEFA SPK(Synthesized Paraffinic Kerosene from Hydroprocessed Hydrocarbon, Esters and Fatty Acids)を対象とした規格。同規格は(株)IHIが独自にASTMへ規格申請し、2020年5月に承認された。

※9 SAFを供給した定期便の概要
燃量の内訳は以下の通り。

・2021年6月17日 日本航空515便
使用燃料 約8,700l
木質バイオマス原料SAF2,195l(25%)、うち純バイオジェット燃料283l(3%)
微細藻類原料SAF938l(11%)、うち純バイオジェット燃料1l(0.01%)
・2021年6月17日 全日本空輸031便
使用燃料 約5,000l
微細藻類原料SAF988l(20%)、うち純バイオジェット燃料38l(0.8%)

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