実装のポイント

持続可能な航空燃料（SAF）のうち、バイオマスや廃棄物をガス化・液体燃料化する「e-fuel型SAF」の製造には、フィッシャー・トロプシュ（FT）合成が中核となる。従来のFT合成プロセスでは、製品中にSAFに適した液体炭化水素（C5〜C20の炭化水素）が25%程度しか含まれず、残りは水素化分解（hydrocracking）工程によってSAF範囲に変換する必要があった。JFEエンジニアリングと富山大学は、この水素化分解を不要にする新触媒を開発し、FT合成だけでSAF収率を50%超に引き上げることに成功した。

具体的な手順

従来プロセスの問題点

FT合成後、SAF適合範囲（C8〜C16）の液体炭化水素収率は約25%にとどまる。残りはより長鎖の重質炭化水素（ワックス）であり、これをSAFに変換するには水素化分解設備（別途投資・エネルギー消費）が必要だった。プロセスが2段階になることで設備コストと製造コストが膨らみ、SAFの経済的な普及を阻む要因となっていた。

新触媒の設計原理

富山大学・椿範立教授の研究をベースにJFEエンジニアリングが開発した触媒は、FT反応の炭素鎖長分布（Anderson–Schulz–Flory分布）をSAF適合範囲（C8〜C16）に集中させるよう設計されている。

  • FT合成段階で直接SAF範囲の液体炭化水素を選択的に生成
  • 水素化分解工程が不要になりプロセスが1段階に簡略化
  • 副生物のワックス割合が大幅減少

製造フロー（簡略版）

  1. バイオマス・廃棄物をガス化 → 合成ガス（CO＋H2）生成
  2. 新触媒によるFT合成 → SAF適合炭化水素を50%超の収率で直接生成
  3. 精製・仕上げ → 航空燃料規格（ASTM D7566等）に適合させて出荷

得られた結果

  • SAF収率：25%程度 → 50%以上（従来比2倍超改善）
  • 水素化分解設備が不要になりプラント構成が簡素化
  • 設備投資コスト・運転コスト両面での削減効果が見込まれる
  • 航空分野の脱炭素化加速に向け、国内SAFプラントへの展開を目指す