シンプルで安価な前処理方法により、廃木材バイオマスをベースにした持続可能な航空燃料（SAF）の価格を大幅に下げる可能性があり、化石ベースのジェット燃料とのコスト競争力を高めながら、排出量を最大 80% 削減できます。
SAF は完璧なグリーン航空ソリューションではありません。実際、完璧なソリューションはまだ存在しません。ジェット燃料の代わりに SAF を使用すると依然として二酸化炭素が発生しますが、SAF はより純粋な燃料であり、よりクリーンに燃焼し、硫黄と粒子の排出が大幅に削減され、3% 多くのエネルギーを生成します。これにより、石油の抽出および精製プロセスからの排出コスト全体が削減され、使用される原料によっては、ジェット エンジンを改造する必要がなく、純カーボン ネガティブになることさえあります。
バイオ燃料とは異なり、第 2 世代 SAF はトウモロコシ、サトウキビ、大豆、その他の食用作物を使用しません。これは驚くべき土地と水の無駄遣いです。代わりに、木材残渣、サトウキビバガス、トウモロコシ茎葉、製粉作業から出るその他の安価で豊富な廃棄物などの原材料が使用されます。
カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者らは、植物細胞の重要な構造成分であるリグニンに問題があると考えている。リグニンは丈夫で伸縮性があり、木に強度を与えますが、特に硬い木材を扱う場合、燃料としてバイオマスから炭素を抽出することも困難になります。実際、多くの企業は熱と電気を得るためにリグニンを直接燃焼させることを選択しています。このプロセスは経済的には合理的ですが、環境の観点からはまったく望ましくないものです。
しかし、カリフォルニア大学リバーサイド校の研究チームは、方程式を大きく変える前処理方法を開発しました。研究チームは、バイオマスの前処理中にテトラヒドロフラン（THF）を水と希酸に加えることにより、バイオマス中のリグニンと糖を利用して燃料を生成しながら全体の効率を大幅に向上できることを発見した。
その結果、廃棄バイオマスは航空にさらなる利益をもたらす可能性があります。コーンストーバーを使用すると燃料収量が 18% 増加し、THF 前処理を使用すると、乾燥原料 1 トンあたりのガソリン換算量が 44 ガロン (167 リットル) から 51.8 ガロン (196 リットル) に増加します。リグニン含有量が高い丈夫なポプラ材に関しては、乾燥原料 1 トンあたりのガソリン換算収量は 75.9 ガロン (287 リットル) と高く、これは従来のプロセスでトウモロコシの茎から抽出されるガソリン換算量のほぼ 2 倍です。
何よりも、THF 前処理化学物質は低コストであり、SAF プラントですでに処理されているバイオマス糖から製造できるため、入手が特に簡単です。
グローバルエアは、このレポートの執筆時点で米国のジェットAの平均価格が1ガロンあたり6.45ドル、SAFの平均価格が1ガロンあたり9.28ドルであると述べた。 UC リバーサイドのチームは、CELF (共溶媒強化リグノセルロース分別) 生産プロセスのコストは 1 ガロンあたりわずか 3.15 ドルになる可能性があると試算しました。
これは、80% クリーンなジェット燃料のコストが通常のジェット燃料の半額であることを意味しますか?いいえ;生産コストには輸送、物流、事業コストや利益が考慮されておらず、化石燃料の価格は依然として巨大な規模の経済の恩恵を受けています。 IndexMundiによると、国際エネルギー機関（IEA）は2021年11月に化石燃料の生産コストを1ガロン当たり1.14～3.03ドルと見積もっていたが、この非常に不安定な商品は当時1ガロン当たり2.19ドルで販売されていたという。言うまでもなく、さまざまなバイオ燃料クレジットなど考慮すべき要素があるため、価格への最終的な影響を判断するのは困難です。
しかし、もしその言葉どおりに実行されれば、この開発は明らかに廃木材を有効活用し、SAFの価格を大幅に下げるはずだ。この技術の導入には価格が大きな障壁となっているため、これは持続可能な輸送において大きな前進となるでしょう。
「私がこの研究を始めたのは10年以上前で、影響を与えたかったからです」とリバーサイドチームのリーダーで研究員のチャールズ・カイ氏はプレスリリースで述べた。 「私は化石燃料に代わる実行可能な代替手段を見つけたかったので、同僚と私はそれを実行しました。CELFを使用することで、バイオマスとリグニンから費用対効果の高い燃料を作り、大気中への炭素排出の抑制に役立つことがわかりました。最も経済的で環境に優しい方法でバイオマスから必要なものを抽出するには、リグニンの利用が鍵となります。バイオマス中のリグニンと糖をより効果的に利用できるプロセスを設計することは、最もエキサイティングなプロセスの1つです」この分野における技術的な課題。」
チームの研究論文は、エネルギーと環境科学誌に掲載されました。