NEDOや北九州市立大など、国産特許技術（HiJET技術）でバイオジェット燃料の製造に成功

NEDOの「新エネルギー等のシーズ発掘・事業化に向けた技術研究開発事業」（以下、本事業）で、環境エネルギー株式会社、北九州市立大学、一般社団法人HiBD研究所は、国産特許技術「HiJET技術」（以下、本技術）により持続可能な航空燃料（SAF：Sustainable Aviation Fuel）の国際規格「ASTM D7566」の「Annex2」に適合したバイオジェット燃料（図１）の製造に成功したことを、23年6月7日プレスリリースで公表した。国内の企業や大学などが「Annex2」準拠のバイオジェット燃料を製造するのは初めてとなる。

図1　開発に成功したバイオジェット燃料

本技術は、化石燃料から製造するジェット燃料と同様の化合物で構成されたバイオジェット燃料を廃食用油など動植物性油脂から製造する技術で、SAFの国際規格「ASTM D7566」のうち「Annex2」に該当する。バイオジェット燃料の製造に適した新しい触媒やプロセスを開発することで、既存技術より低圧力・低温度での製造を可能にした。

開発の概要として、ジェット燃料の分野では、CO2など温室効果ガスの排出削減が求められる航空業界の要求に応えるため、SAFの開発が活発になっているが、SAFを実際に使用するには国際規格「ASTM D7566※1」の中で析出点※2－40℃以下、かつ芳香族炭化水素濃度0.5％以下などの厳しい品質を満たす必要がある。

このような背景の下、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）は2018年度から本事業で環境エネルギー、北九州市立大学、HiBD研究所と共同でバイオジェット燃料製造プロセスの開発を実施※3して研究開発を続けてきた。

そして今般、本技術によって、「ASTM D7566」の「Annex2」に適合するバイオジェット燃料の製造に成功。国内の企業や大学などが「Annex2」に準拠したSAFを製造するのは初めての事例になる。なお、環境エネルギーは、HiBD研究所とともに本技術の特許※4を2019年に取得している。

環境エネルギー、北九州市立大学、HiBD研究所は、新しい触媒を開発することで既存技術より低圧力、低温度でのバイオジェット燃料製造を可能にした。また、本技術は、化石燃料から製造するジェット燃料と同様の化合物で構成されたバイオジェット燃料を廃食用油など動植物性油脂から製造する技術で、原料の廃食用油を元に水素化※５を含めた、いくつかの工程を経てバイオジェット燃料を製造する（図２）。

その際、課題となっていたのが、水素化処理において油脂の中の酸素原子を除去しながら、炭化水素の芳香族化を防止した上で、航空機が飛ぶ氷点下の環境でも凍らないように異性化※６させて流動性を上げることだった（図３）。今回改良した触媒とプロセスによって、従来と比較して芳香族の生成を80％以上抑制、析出点が－65℃以下、かつ芳香族炭化水素濃度0.05％未満という燃料の製造に成功し、バイオジェット燃料の国際規格を満たすことが可能となった。

図2　バイオジェット燃料製造工程概要

今回適合した規格である「ASTM D7566」は、国際的な標準化・規格設定機関であるASTM Internationalが定める「代替ジェット燃料等合成燃料」を含む航空用ジェット燃料に関する国際規格のこと。この中で「Annex2」は特に廃食用油や植物油などの脂肪酸エステルの水素化により燃料を製造する技術に関する規格になる。

図３本事業で開発したラボレベルのHiJET技術水素化装置

注釈

※1　ASTM D7566とは、ASTM Internationalが定める代替ジェット燃料など合成燃料を含む航空用ジェット燃料に関する国際規格。
※2　析出点とは、ジェット燃料の凍結しにくさの尺度で、燃料が結晶化する温度のこと。
※3　バイオジェット燃料製造プロセスの開発を実施
・事業名：新エネルギー等のシーズ発掘・事業化に向けた技術研究開発事業（旧：ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業）
・事業期間：2018年度～2023年度
・事業概要：サイト内リンク新エネルギー等のシーズ発掘・事業化に向けた技術研究開発事業（旧：ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業）
※4　本技術の特許とは特許番号第6635362号（出願人：環境エネルギー株式会社、一般社団法人HiBD研究所　登録：2019年12月）
※５　水素化とは、化合物に水素を付加させる還元反応のことで、常触媒が用いられる。
※６　異性化とは、ある分子が原子の組成は変化せず配列のみ変化し、別の分子に変換されること。