航空機のエコ燃料（SAF） Aviation Biofuels: A Sustainable Solution for Air Travel

天ぷら油の廃油で、自動車や飛行機が動くことをご存知でしょうか？うまくリサイクルをして、自然環境にやさしい運輸が求められています。

Aviation Biofuels: A Sustainable Solution for Air Travel

Aviation is responsible for a significant amount of greenhouse gas emissions, and reducing these emissions has become a crucial goal for the industry. One potential solution is the use of biofuels to power aircraft, which are considered to be a sustainable aviation fuel (SAF). Biofuels are derived from biomass, such as plants or waste, and can significantly reduce CO2 emissions compared to conventional jet fuel.

The International Air Transport Association (IATA) recognizes aviation biofuels as a key element in reducing the carbon footprint of aviation. The first test flight using blended biofuel was in 2008, and in 2011, blended fuels with 50% biofuels were allowed in commercial flights. As of 2019, the IATA aimed for a 2% penetration of aviation biofuels by 2025.

Aviation biofuels can be produced from various sources, including Jatropha, algae, tallows, waste oils, palm oil, Babassu, and Camelina (bio-SPK). Biofuels can also be derived from solid biomass using pyrolysis processed with a Fischer–Tropsch process (FT-SPK), with an alcohol-to-jet (ATJ) process from waste fermentation, or from synthetic biology through a solar reactor. Small piston engines can be modified to burn ethanol.

Sustainable biofuels are produced without competing with food crops, prime agricultural land, natural forests, or fresh water sources. They are an alternative to electrofuels, and their sustainability is certified by third-party organizations. Biofuels with the most significant emission savings are those derived from photosynthetic algae (98% savings, technology not yet mature) and non-food crops and forest residues (91–95% savings).

Jatropha oil, a non-food oil used as a biofuel, could lower CO2 emissions by 50–80% compared to Jet-A1. A life cycle assessment by the Yale School of Forestry on jatropha estimated that it could reduce greenhouse gas emissions by up to 85% if former agro-pastoral land is used or increase emissions by up to 60% if natural woodland is converted to use. Palm oil cultivation is constrained by scarce land resources, and its expansion to forestland causes deforestation and biodiversity loss, and direct and indirect emissions due to land-use change.

Sustainable aviation fuel can be created without biomaterial by using renewable energy sources. Carbon can be sourced from CO2 to make kerosene, and hydrogen can be combusted or used in a fuel cell, although storage and transport remain challenging.

Although sustainable fuels are currently three times more expensive than traditional fossil kerosene, as of 2022, around 450,000 flights have used sustainable fuels in part. To improve competitiveness and enable widespread uptake, commercialization and regulatory hurdles need to be addressed.

Certification of sustainable aviation fuels verifies that the product satisfies criteria focused on environmental, social, and economic "triple-bottom-line" considerations. Under emission regulation schemes, a certified SAF product may be exempted from carbon compliance liability costs, improving its economic competitiveness over fossil-based fuel. The Roundtable on Sustainable Biomaterials (RSB) is a reputable body that launched the first sustainable biofuel certification system. Leading airlines and other signatories to the Sustainable Aviation Fuel Users Group (SAFUG) have pledged to support RSB as the preferred certification provider.

In conclusion, aviation biofuels have the potential to significantly reduce greenhouse gas emissions from air travel. However, commercialization and regulatory hurdles need to be addressed to achieve price parity and enable widespread uptake of sustainable aviation fuels. As the aviation industry works towards a more sustainable future, biofuels will likely play a crucial role in reducing its carbon footprint. Additionally, continued research and development in the field of aviation biofuels will be essential in ensuring that these fuels become more efficient, affordable, and widely available.

One promising development in the field of aviation biofuels is the use of waste materials, such as municipal solid waste and agricultural waste, as feedstocks. By converting these waste materials into biofuels, the aviation industry can simultaneously reduce its carbon footprint and help to address the issue of waste management.

Another potential solution is the use of synthetic fuels, which can be produced from renewable energy sources such as wind and solar power. These fuels have the potential to be carbon-neutral, and their production could be scaled up to meet the demands of the aviation industry.

Ultimately, the successful commercialization of aviation biofuels will require collaboration between governments, industry, and other stakeholders. Policy measures, such as tax incentives and carbon pricing, may be necessary to drive investment and innovation in this area. With continued efforts and investment, aviation biofuels have the potential to significantly reduce the aviation industry's carbon footprint and contribute to a more sustainable future.

航空用バイオ燃料： 航空輸送のための持続可能な解決策

航空業界は温室効果ガスを大量に排出しており、その削減は航空業界にとって極めて重要な目標となっています。その解決策の一つとして、航空機の動力源として、持続可能な航空燃料（SAF）とされるバイオ燃料を使用することが考えられています。バイオ燃料は、植物や廃棄物などのバイオマスを原料としており、従来のジェット燃料と比較してCO2排出量を大幅に削減することが可能です。

国際航空運送協会（IATA）は、航空バイオ燃料を航空の二酸化炭素排出量を削減するための重要な要素であると認識しています。ブレンドバイオ燃料を使用した最初の試験飛行は2008年で、2011年にはバイオ燃料50％のブレンド燃料が商業飛行で許可されました。2019年現在、IATAは2025年までに航空用バイオ燃料の普及率2％を目指しています。

航空バイオ燃料は、ジャトロファ、藻類、タロウ、廃油、パーム油、ババス、カメリナ（バイオSPK）など、さまざまな原料から製造することができます。バイオ燃料は、固体バイオマスからフィッシャー・トロプシュ法（FT-SPK）による熱分解、廃棄物発酵によるアルコール・トゥ・ジェット法（ATJ）、太陽炉による合成生物学的な方法で得ることもできる。小型ピストンエンジンは、エタノールを燃焼するように改良することができます。

持続可能なバイオ燃料は、食用作物、優良農地、天然林、淡水源と競合することなく生産されます。電気燃料の代替となるもので、その持続可能性は第三者機関によって証明されています。最も排出量を削減できるバイオ燃料は、光合成を行う藻類（98％削減、技術は未熟）、非食用作物と森林残渣（91-95％削減）です。

バイオ燃料として使用される非食糧油であるジャトロファ油は、Jet-A1と比較してCO2排出量を50～80％削減できる。イェール大学森林学部によるジャトロファのライフサイクルアセスメントでは、かつての農牧地を利用した場合は温室効果ガス排出量を最大85％削減でき、自然林を利用した場合は排出量を最大60％増加させると推定されています。パーム油の栽培は乏しい土地資源に制約され、森林地帯への拡大により森林破壊や生物多様性の損失、土地利用変化による直接・間接的な排出が発生します。

再生可能なエネルギー源を利用することで、バイオマテリアルなしで持続可能な航空燃料を作ることができる。炭素はCO2から調達して灯油を作り、水素は燃焼させるか燃料電池で使用することができますが、貯蔵と輸送は依然として困難です。

サステイナブル燃料は現在、従来の化石灯油の3倍の価格ですが、2022年の時点で、約45万便がサステイナブル燃料を一部使用しています。競争力を高め、広く普及させるためには、商業化と規制のハードルに対処する必要があります。

持続可能な航空燃料の認証は、その製品が環境、社会、経済の「トリプルボトムライン」に焦点を当てた基準を満たすことを検証するものです。排出規制の下では、認証されたSAF製品は、炭素コンプライアンス責任コストを免除される可能性があり、化石燃料に対する経済的競争力を向上させることができます。持続可能な生物材料に関する円卓会議（RSB）は、初の持続可能なバイオ燃料の認証システムを立ち上げた評判の高い団体です。大手航空会社や持続可能な航空燃料ユーザーグループ（SAFUG）の他の署名機関は、優先的な認証プロバイダーとしてRSBを支援することを約束しています。

結論として、航空バイオ燃料は、航空機の利用による温室効果ガス排出を大幅に削減する可能性があります。しかし、価格平価を達成し、持続可能な航空燃料を広く普及させるためには、商業化と規制のハードルに対処する必要があります。航空業界がより持続可能な未来に向けて取り組む中で、バイオ燃料は二酸化炭素排出量の削減において重要な役割を果たすと思われます。また、航空用バイオ燃料の研究開発を継続することは、バイオ燃料がより効率的で、手頃な価格で、広く利用できるようにするために不可欠である。

航空バイオ燃料の分野で有望な開発のひとつは、都市ごみ、農業廃棄物などの廃棄物を原料として利用することです。これらの廃棄物をバイオ燃料に変換することで、航空業界は二酸化炭素排出量を削減すると同時に、廃棄物管理の問題に対処することができます。

また、風力や太陽光などの再生可能エネルギーから製造できる合成燃料を利用することも考えられます。これらの燃料はカーボンニュートラルである可能性があり、航空業界の需要に合わせて生産規模を拡大することが可能です。

最終的に、航空用バイオ燃料の商業化を成功させるためには、政府、産業界、その他の利害関係者の協力が必要である。この分野への投資と技術革新を促進するためには、税制上の優遇措置や炭素価格の設定などの政策措置が必要な場合があります。継続的な努力と投資により、航空バイオ燃料は航空業界の二酸化炭素排出量を大幅に削減し、より持続可能な未来に貢献する可能性を秘めています。