「持続可能な航空燃料」の解説：その定義と製造方法

持続可能な航空燃料とは何でしょうか？持続可能な航空燃料（SAF）とは、適格な再生可能資源または廃棄物由来の資源から製造され、タービン燃料の安全性および性能要件を満たすように生産された、非化石由来の航空燃料です。路線に応じて、生産者は油脂、固体バイオマス、アルコール、あるいは再生可能水素や回収されたCO₂を、ジェット燃料として使用可能な炭化水素に変換しています。

したがって、最適なルートは立地ごとに異なります。原料の入手可能性、ライフサイクルにおける炭素強度、水素および電力の供給状況、プラント規模、資本投入の許容範囲、認証状況、そして地域の政策など、あらゆる要素が意思決定に影響を与えます。有意義な比較を行うためには、市場に出回っているすべての燃料を、あたかも同じ製造プロセスから得られた「SAF」であるかのように扱うのではなく、これらの要素を総合的に検討する必要があります。

持続可能な航空燃料とは何か？

持続可能な航空燃料（SAF）とは、燃料の技術的品質と持続可能性の基準の両方に基づいて定義されるカテゴリーであり、代替ジェット燃料の分子が、単に航空機を動かせるという理由だけでSAFとして認定されるわけではない。化学的には、承認されたSAFの混合成分は、主に従来のJet AまたはJet A-1と同じ沸点範囲にある炭化水素である。承認された成分が許容範囲内で混合され、完成した燃料が適用される仕様を満たしていれば、航空機の改造を行うことなく、既存の航空機および空港の燃料インフラを利用することができる（IATA, 2026).

持続可能な航空燃料は何から作られているのでしょうか？完成した燃料には、ジェット燃料グレードのパラフィン、イソパラフィンが含まれており、製造プロセスや最終的なブレンド構成によっては、シクロパラフィンや芳香族化合物も含まれます。この燃料は、生の食用油、バイオマス、アルコール、あるいは回収されたCO₂を直接原料として作られているわけではありません。これらの原料は炭素と水素を供給し、加工工程を経て、規格に適合した炭化水素分子へと変換されるのです。

そもそも、なぜ航空業界にはそれが必要なのでしょうか？ 航空機の電動化は、とりわけ困難です。航空業界は、世界のCO₂排出量の約2%、および運輸部門のCO₂排出量の約12%を占めています（代替燃料データセンター（2026年）。バッテリーは、依然としてほとんどの中・長距離路線では実用性に欠ける。したがって、SAFは、より効率的な航空機、運航の改善、そして新興の推進技術と並んで、既存の航空機群にとって最も重要な短期的な脱炭素化の選択肢の一つである。

現在、廃油由来のHEFAについては、従来の航空燃料と比較してライフサイクルにおける排出削減量が約80%であると一般的に報告されていますが、この数値はすべての製品において保証されているわけではありません。原料の由来、土地利用への影響、電力、水素、輸送、変換効率、副産物の処理、および採用されたライフサイクル評価手法によって、結果が大きく変わる可能性があります（IATA, 2026).

現在のSAFの規模はどの程度か？ 多くの報道が示唆するほど大きくはない。2024年には生産量が2倍に増え、約100万トン、すなわち世界のジェット燃料消費量の0.3%に達した。2025年には約190万トン（0.6%）に達し、2026年には240万トン近く、消費量の約0.8%に達すると予測されている（IATA（2026年）。すでに36万便以上の商業便が、SAFを混合した燃料を使用して運航されている（AFDC（2026年）。この燃料は、日常の運用において大規模な実証がなされている一方で、その量は誤差の範囲に過ぎない。その製造過程を理解すれば、この2つの事実が同時に説明できる。

持続可能な航空燃料は何から作られているのでしょうか？

SAFの原料は、大きく4つのグループに分類されます。脂質には、使用済み食用油、動物性脂肪、および適格な植物油が含まれます。生物由来の固形物には、林業残渣、農業残渣、エネルギー作物、および選別された都市ごみの分画が含まれます。アルコール製造ルートでは、エタノール、イソブタノール、または関連する燃料規格の対象となるその他のアルコールを使用できる。E-燃料製造ルートでは、水、再生可能電力、および回収されたCO₂が使用される。原料の由来だけでは低炭素燃料であるとは限らない。収集、農業、土地利用の変化、電力、水素、輸送、変換効率、および副産物の算定はすべて、ライフサイクル排出量に影響を与える。

持続可能な航空燃料の生産方法の概要

これらは、持続可能な航空燃料の生産技術における4つの主要な分類であり、ASTMが承認した全手法を網羅したリストではありません。ICAOは現在、SIP、CHJ、合成芳香族化合物を含むFT燃料、およびいくつかの共処理オプションといった手法のバリエーションを含め、11の承認済み変換プロセスを挙げています。以下の4つの分類は、商業的な開発が最も活発に行われている技術を比較する上で、最もわかりやすい方法です。

共処理は、既存の製油所にとっても実用的な選択肢の一つです。ICAOは、承認済みのD1655共処理ルートを、経路ごとの制限値とともに掲載しています。これには、油脂またはFT炭化水素向けの5%や、水素化処理されたHEFA中間体向けの10%などが含まれます。これらの制限値は、定義された原料または製品経路に適用されるものであり、単一の一般的な共処理率として一括して扱うべきではありません（ICAO, 2026).

PtLについては、もう1つ区別しておく必要があります。これは、再生可能電力、水素、および炭素の供給コンセプトを規定するものであり、独立したASTM附属書ではありません。完成した燃料は、依然として承認済み、または新たに認定された転換経路に従わなければなりません。フィッシャー・トロプシュ合成を利用するPtLプロジェクトは、該当するFT附属書を通じて認定を受けることができますが、メタノールからジェット燃料への転換（M2J）などの他のコンセプトについては、独自の認定ステータスが必要となります。

持続可能な航空燃料はどのように生産されるのか？

HEFA：油脂の転換

HEFAプラントでは、油脂を水素と反応させる前に、脂質原料から水分、塩分、リン、金属、その他の触媒毒を除去します。水素脱酸素化反応により、トリグリセリドや脂肪酸に含まれる酸素が水、一酸化炭素、または二酸化炭素に変換されます。その結果生成される長鎖の直鎖パラフィンは、ジェット燃料の沸点範囲および低温流動性の要件を満たすよう、水素分解および異性化処理が施され、その後、ジェット燃料、ディーゼル燃料、ナフサ、および軽質ガス製品へと分留されます。反応器および精製工程の詳細が必要な読者は、JALONの HEFAプロセスガイド; この比較により、HEFAは他のルートファミリーと同等の詳細度を維持しています。

ガス化とフィッシャー・トロプシュ法：合成ガスからの炭素の再合成

固体バイオマスや廃棄物は、ガス化によって一酸化炭素と水素を主成分とする混合物に変換される前に、選別、乾燥、粒度調整が行われる。合成ガスがフィッシャー・トロプシュ触媒に到達する前に、粒子状物質、タール、硫黄、窒素化合物、二酸化炭素、および微量の不純物を除去または調整する必要があります。FT合成によりより長い炭化水素鎖が形成され、その後、水素化分解、異性化、および分留を経て、ジェット燃料範囲のブレンド成分が生成されます。このプロセスでは豊富な固形残渣を利用できますが、原料の物流、ガスの浄化、酸素生産、および高い設備投資コストが、プロジェクトの主要なリスクとなります。

アルコール・トゥ・ジェット：アルコールからより長い鎖を合成する

ATJは、そのライフサイクルにおける炭素強度が最終的な燃料に大きな影響を与えるアルコールから始まります。精製後、アルコールは脱水反応を経て対応するアルケン（エタノールはエチレンに、イソブタノールはイソブテンに）へと変換される。オリゴマー化により炭素鎖が延伸され、水素化によって飽和化され、分留によってジェット燃料範囲の生成物が分離される。ATJは既存のエタノールインフラを活用できるが、プロジェクトの経済性は、アルコール価格、アルコールの炭素強度、水素の供給量、および脱水・アップグレーディング工程で達成される収率に依存する。

Power-to-Liquid：再生可能水素と回収された炭素の融合

PtLの製造では、再生可能エネルギー由来の電力を用いて水を水素と酸素に分解します。回収されたCO₂は処理された後、水素と結合され、一般的には逆水ガスシフト法による合成ガス（シンガス）の製造、あるいはメタノール合成に用いられます。その後、この中間体はFT法、メタノール由来法、またはその他の適格な経路を通じて変換・精製されます。PtLは生物由来原料への依存度を低減しますが、燃料が意図した気候上のメリットをもたらすかどうかは、全体的な効率、電力価格、電解槽の利用率、CO₂の供給源、および電力供給の炭素強度によって決まります。

原料の経済性：すべてを決定づける制約要因

SAFがジェット燃料よりも高価な理由を5人に尋ねてみると、技術がまだ未成熟であることや生産規模が小さいことといった答えが返ってくるでしょう。どちらも事実ですが、構造的な本質を見落としています。今日のSAFのほぼすべてを供給しているルートにおいて、ボトルネックとなっているのは反応装置ではなく、原料なのです。

お金は実際にどこへ行くのか

HEFAにおいては原料費が主要なコスト要因である一方、多くのPtLモデルではクリーン電力がコストの大部分を占め、ガス化-FTプロジェクトでは設備投資の回収が大きな負担となっている。したがって、コスト構造は製造ルートによって異なる。使用済み食用油の価格上昇はHEFAの生産コストに即座に反映されるが、同一のプラントをもう1基建設したからといって、利用可能な廃油の量がより豊富になるわけではない。規模の拡大によってプラントの稼働率や資金調達は改善される可能性があるが、根本的な資源の制約を取り除くことはできない。

「2030年の課題：対象となる廃油の規制が強化される時期」

使用済み食用油や動物性脂肪は、有限であり、地域によって発生量が不均一な廃棄物であり、再生可能ディーゼルやその他の産業にも利用されています。HEFAの処理能力が拡大するにつれ、各プロジェクトは、適用される持続可能性基準を満たす追跡可能な原料をめぐって、より激しい競争に直面する可能性があります。これは、2030年以降に廃油がなくなることを意味するのではなく、新たなHEFAプロジェクトは、供給の逼迫、適格性基準の変更、および回収コストの上昇という状況下で、その経済性を検証しなければならないことを意味します。

長期的な見通しは実に壮大なものです。IATAの世界的な原料評価によると、2050年までに年間約4億トンのSAF生産が可能になると推定されていますが、同団体のネットゼロ・ロードマップでは、およそ5億トンの需要が見込まれています。これらはあくまでシナリオや推定される潜在能力であり、保証された生産量ではありません。いずれの規模にも達するには、現在ほとんどのプラントで燃料として使用されている廃油以外のルートからの大幅な供給が必要となります（IATA, 2025).

現在の価格から読み取れること

ブルームバーグNEFの2026年の調査によると、北西ヨーロッパのSAFの価格は$2,746トンあたり（ブルームバーグNEF（2026年）。この数値は、同じ日付、市場、引渡条件、契約種別に基づく従来のジェット燃料のベンチマークがない限り、普遍的なプレミアムに換算すべきではない。スポット価格と契約価格も異なり、純SAFと完成ブレンドの価格も異なる。比較を行う際は、対象となる年、地域、導入経路、ブレンド基準、引渡条件、および含まれる政策価値を明記すべきである。

これが両側の買い手にとって何を意味するのか

航空会社や企業の購入者にとって、原料の経済性は契約価格、認証取得の適格性、およびライフサイクルに関する主張の信憑性に影響を及ぼします。プロジェクト開発者にとっては、手法の選択によって、どの資源市場やインフラのリスクを管理すべきかが決まります。HEFAは最も確かな運用実績を有していますが、脂質に関する制約に直面しています。FTは固形残渣を利用できますが、コストのかかる原料の前処理とガスの精製が必要です。ATJは低炭素アルコールの供給に依存しています。PtLは、豊富なクリーン電力、水素、および回収された炭素に依存しています。どの手法も、あらゆる状況において最良であるとは言えません。

ブレンドの制限と認証

HEFA-SPK、FT-SPK、ATJ-SPKなど、最も広く導入されている合成ブレンド成分は、現在、ASTM D7566の付属書に基づき、最大50%まで許可されています。SIPおよびHC-HEFA-SPKは10%に制限されていますが、共同処理の制限値は具体的なD1655ルートによって異なります。PtLには単一の自動ブレンド上限値は設定されていません。これは、適用される上限値が、完成したコンポーネントの製造および認定に使用された変換経路に従うためです（ICAO, 2026).

キャップに隠された化学の仕組み

多くの合成パラフィン系ブレンド成分には、芳香族成分がほとんど含まれていないか、まったく含まれていない。芳香族成分は燃料の密度や、一部のエラストマー製シールの膨潤挙動に影響を与えるため、芳香族成分やシクロパラフィン系の含有量が不十分な場合、材料間の適合性に関する懸念が生じる可能性がある（Faulhaberら（2023年）。シールの膨張は重要な要素ですが、現在のブレンド制限の唯一の理由というわけではありません。密度、蒸留特性、材料の適合性、燃焼室の稼働性、排出ガス、および完了したASTM D4054認定プログラムの範囲も重要な要素となります。したがって、FAAの研究では、50%を超えるブレンドについて評価対象となっているいくつかの障壁の一つとして、シールの挙動が挙げられています（FAA, 2024).

1つのパス、1つのアンネックス、1つのキャップ

承認された各転換ルートは、定められた付属書およびそれに関連する原料、組成、試験、ならびに混合要件によって規定されています。合成成分が混合され、完成した燃料がD7566およびD1655で規定された必要な特性を満たした後は、従来の規格に準拠したジェット燃料として再識別され、取り扱われることができます。分子が石油由来の燃料の分子と完全に同一である必要はありませんが、完成した混合燃料は、同等の性能および安全規格を満たさなければなりません。

100% SAFは実際にどこまで進んだのか

この上限値は、現在承認されている仕様を反映したものであり、絶対的な物理的限界を示すものではありません。2023年11月、ヴァージン・アトランティック航空のボーイング787が、専用の承認に基づき、100%のSAFを使用して大西洋横断実証飛行を完了しました。英国運輸省の報告によると、この飛行に使用された燃料により、従来のジェット燃料と比較して、ライフサイクル全体で推定約70%の温室効果ガス削減効果が得られたとのことです（英国運輸省（2023年）。この実証実験では、未混合のSAFに対する全車両への日常的な承認は確立されなかった。より広範な利用には、依然として燃料の適格性評価、材料との適合性の証明、および仕様の変更が必要である。

持続可能な航空燃料技術の選び方

技術の選定は、希望する反応器から始めるのではなく、検証済みの資源・炭素強度モデルから始めるべきである。以下の表は、主な決定要因をまとめたものである。その後、認証については、広範な技術群の名称から推測するのではなく、具体的な原料、中間体、変換経路、およびターゲット市場に基づいて確認しなければならない。

各合成経路における精製および触媒に関するリスク

各処理工程は、それぞれ異なる汚染物質群から触媒や燃料の仕様を保護します。HEFA前処理は、油中の水分、リン、金属、塩類、および極性化合物を対象としています。ガス化-FTプラントでは、合成ガスから粒子状物質、タール、硫黄、窒素化合物、過剰なCO₂、および微量の触媒毒を除去する必要があります。ATJプラントは、脱水およびアップグレーディング工程におけるアルコールの純度と、水分の除去管理に依存しています。PtL施設では、高純度水素、調整済みCO₂、および清浄な合成中間体が必要です。

吸着剤、ガードベッド、乾燥システム、およびゼオライト含有触媒のいずれもが寄与する可能性がありますが、材料およびベッドの設計は、認可されたプロセスおよび測定された流体組成に従わなければなりません。3A、4A、または13Xの分子ふるいは、ルート名のみに基づいて指定すべきではありません。圧力、温度、水分負荷量、炭化水素、硫黄および窒素の不純物、再生方法、および要求される出口仕様によって、候補となるグレードが適切かどうかが決まります。

SAF計画が失敗する理由：ストレステストを行う価値のある4つのパターン

この記事のこれまでの内容からは、SAFが技術的に脆弱であることを示唆するものは何もない。記録されている失敗は、経済的および政治的なものである。そのため、予算を割り当てる前や主張を信じる前に、それらの失敗は予測可能であり、したがって検証可能である。

パターン1：価格とモデルの不一致。単一の普遍的なSAFプレミアムを前提とするモデルは、ルート、地域、契約日、証明書の価値、または原料が変更されただけで機能しなくなる可能性があります。すべての価格について、同じ年、市場、経路、ブレンド基準、引渡基準、および契約種別が使用されているかどうかを確認してください。

パターン2：政策への依存。税額控除、義務付け、適格原料に関する規則、およびライフサイクル評価手法が変更される。米国では、2026年にかけてセクション45Zの規則や排出率に関するガイダンスが引き続き改訂され、適格原料の産地や排出量の算定方法に影響を与える変更も含まれていた（内国歳入庁（2026年）。ある補助金、義務付け、あるいは炭素強度に関する仮定の変更があっても、プロジェクトが存続できるかどうかを確認する。

パターン3：原料の逼迫。廃棄脂質、低炭素アルコール、クリーン電力、再生可能水素、および適切なCO₂には、それぞれ競合する利用者が存在する。供給契約の期間、保証される品質範囲、および原料が変更された場合の収率や運転コストへの影響を確認する。

パターン4：発表値の過大評価。IATAは、発表された名目生産能力と実際のSAF生産量を区別している。その理由は、プロジェクトが最終投資決定に至らない可能性があること、プラントが設計稼働率を下回って稼働する可能性があること、そして再生可能エネルギー由来の精製所が生産品目をディーゼルやナフサにシフトさせる可能性があるためである（IATA（2026年）。その主張が、公表された処理能力、稼働中の処理能力、あるいは処理済みトン数のいずれを指しているかを確認してください。

これらのリスクは、SAFが技術的に実証されていないことを意味するものではありません。いくつかの製造プロセスはすでに認証を受けて稼働していますが、その他のプロセスは実証段階または初期の商業規模にとどまっています。今後の課題としては、コスト削減、原料の柔軟性確保、プラントの統合、さらなる製造プロセスの認定、および現在の混合上限を超える燃料のより広範な承認などが挙げられます。

SAFプラントの建設や購入を検討している方にとって、これが何を意味するのか

まず、原料の仕様、ターゲット市場、ライフサイクル手法、および承認済みの変換ルートを確定します。次に、汚染物質の許容範囲、ユーティリティの供給状況、製品ラインナップ、ターンドダウン要件、および再生戦略を定義します。これらの入力情報に基づき、プロジェクトにおいて脂質前処理、合成ガス浄化、アルコール乾燥、水素精製、CO₂調整、あるいはこれらの機能の組み合わせが必要かどうかが決まります。

吸着剤およびゼオライト含有触媒材料は、一般的なプロセス名ではなく、測定されたプロセス条件に基づいて選定すべきである。見積依頼書（RFQ）には、流体の組成、圧力、温度、水分および不純物の含有量、要求される出口仕様、予想されるサイクル数、再生方法、粒子径の制限、圧縮強度、および許容される摩耗率を明記すべきである。実験室での平衡データのみを、実規模での処理能力や触媒の寿命を保証するものとして扱ってはならない。

JALONは、以下の初期スクリーニングを支援することができます。 分子ふるいとゼオライト材料 乾燥、精製、および触媒開発に関連する業務について。実際のストリーム条件と目標仕様を共有し、技術チームが候補となる材料を特定し、入手可能な特性評価データやバッチ文書を提供し、サンプル検証計画を策定できるようにしてください。最終承認については、プロセスライセンサー、EPC設計、および用途別の試験結果と整合性を保つ必要があります。

参考文献

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