エンジン車でも利用可能なカーボンニュートラル燃料とは？

世界中でカーボンニュートラルの実現に向けて、さまざまな取り組みが行われています。カーボンニュートラルとは、二酸化炭素の排出量と吸収量をあわせてゼロにすることで、これ以上、大気中の二酸化炭素量が増えないようにするという概念です。

このカーボンニュートラルに向けて、使用する燃料が見直されるようになりました。化石燃料を使用すると、多量の二酸化炭素が排出されるためです。そこで、注目を集めているのが、「カーボンニュートラル燃料」です。しかし、まだ本格的に利用している企業は多くありません、そのため、「カーボンニュートラル燃料ってどんな燃料なんだろう？」や「カーボンニュートラル燃料を使うとどんなメリットがあるの？」と疑問を抱いている方もいらっしゃるかと思います。

そこでこの記事では、カーボンニュートラル燃料の一般的な説明とその種類や活用例について詳しく解説していきます。また、カーボンニュートラル燃料を利用するメリット・デメリットについても紹介しますので、ぜひカーボンニュートラル燃料を導入する参考にしてください。

カーボンニュートラル燃料とは？

ここでは、エンジン車でも利用可能なカーボンニュートラル燃料について詳しく解説していきます。

カーボンニュートラル燃料

カーボンニュートラル燃料とは、合成燃料のことです。合繊燃料は、二酸化炭素と水素を合成して作られています。燃焼時に二酸化炭素を排出するものの、原材料に二酸化炭素を利用していることから、大気中にある二酸化炭素の総量に変化はありません。そのため、カーボンニュートラルであると考えられています。

合成燃料の原料として利用される二酸化炭素は、発電所や工場などから排出されたものです。将来的には、大気中の二酸化炭素を活用できるように現在も技術開発が進行中です。もう1つの原料である水素は、化石燃料を使用したときに発生したものや、再生可能エネルギーを用いて水の電気分解を行って入手したものがあります。特に、再生可能エネルギーを用いて取り出した水素のことを「グリーン水素」と呼びます。また、この水素を利用した合成燃料を「e-fuel」と呼びます。

カーボンニュートラル燃料の種類

ここまで、合成燃料とe-fuelについて触れてきましたが、他のカーボンニュートラル燃料についても確認しましょう。カーボンニュートラル燃料には、次の5つの種類があります。

合成燃料
e-fuel
SAF
水素
バイオ燃料

合成燃料

カーボンニュートラル燃料の中でも特に期待されているのが、合成燃料です。合成燃料の開発は、2020年度末に策定された「グリーン成長戦略」の1つにもなっています。合成燃料は、二酸化炭素と水素を合成して作られる燃料のことです。燃焼時は二酸化炭素が排出されますが、原料として二酸化炭素が利用されているので、大気中の二酸化炭素の総量に変動はありません。

原料となる二酸化炭素は、発電所や工場から出たものを活用しています。一方、水素は、再生可能エネルギー由来の電力を利用して得る場合もありますが、化学燃料を使用した際に発生する「グレー水素」や「ブルー水素」が使われていることもあります。

e-fuel

e-fuelは、合成燃料の1つです。しかし、一般的な合成燃料と原料となる二酸化炭素と水素の入手の仕方が異なります。e-fuelに利用される二酸化炭素は、「DAC技術」が活用されています。DAC（Direct Air Capture）技術とは、大気中の二酸化炭素を取り込み、分解する技術のことです。水素については、再生可能エネルギーを利用して、水を電気分解したときに得られる水素を原料にしています。この水素のことを、「グリーン水素」と呼びます。

SAF

SAFとは、”Sustainable Aviation Fuel”の略称で、「持続可能な航空燃料」を意味しています。原料には、木くず、草、藻類、都市ごみ、廃食油などが使われています。SAFは、原料となる植物が光合成により二酸化炭素を吸収するため、使用時に二酸化炭素を排出しても、大気中の二酸化炭素の総量は変わらないと考えられています。そのため、カーボンニュートラルだと考えられています。

水素

水素は、燃焼させても二酸化炭素を排出しません。また、酸素と結びついて水を生成するため、大気汚染の懸念もないです。この特性から、カーボンニュートラル燃料として最も注目を集めています。他にも水素の利用には、さまざまな利点があります。

例えば、

大気中にあるエネルギーのため、枯渇しない
非常に高いエネルギーを持っている
状態変化させやすく、運搬しやすい
長期間、保存ができる

などです。

また、水素は大気中から入手するだけではなく、作ることもできます。石油や天然ガスなど化石燃料を燃焼させたり、森林資源や廃材などのバイオマスを活用したりすることで手に入れることができます。

他にも水素はカーボンニュートラルのために、さまざまな使われ方がされています。こちらの記事で詳しく解説していますので、興味があればご覧ください。

バイオ燃料

バイオ燃料は、動物や植物を原材料に利用している燃料のことです。ただし、バイオ燃料には、化石燃料は含まれません。バイオ燃料には、以下の4種類があります。

バイオエタノール
バイオディーゼル
バイオジェット燃料
バイオガス

バイオエタノール

バイオネタノールは、ガソリンに代わる燃料として利用できます。原材料は、サトウキビやトウモロコシ、稲わら、不要な木材などです。微生物や酵母を利用し、原材料を発酵させて製造しています。

バイオディーゼル

バイオディーゼルは、バイオマスを原材料とするディーゼルエンジン用の燃料です。原材料は、なたね油、パーム油、オリーブオイルなどの植物性の油や、魚油や牛脂、廃食用油です。製造において発酵は必要ありませんが、原材料の油は粘度が高いため、粘度を下げる処理が必要です。

バイオジェット燃料

バイオジェット燃料は、航空機のジェット燃料として利用されています。しかし、まだ多くの課題を抱えており、本格的な実用化には至っていません。それでも、各地で行われている実証実験で何度も飛行に成功しているため、本格的に利用される日はそれほど遠い未来ではないと考えられます。原材料は、バイオディーゼル燃料と同じく、動物や植物由来の油が使われています。

バイオガス

バイオガスは、気体で利用される燃料になります。原材料は、主に廃棄物です。具体的には、下水、し尿、家畜の排泄物、肥料、汚泥などが用いられています。これらの廃棄物を微生物を利用して発酵させることで、バイオガスは製造されてます。

カーボンニュートラル燃料の活用例

続いて、カーボンニュートラル燃料の活用例を紹介します。

合成燃料/e-fuel

合成燃料は、石油と同じように利用できます。これは、合成燃料の成分や性質などが石油とよく似ているからです。そのため、ガソリンや灯油の代わりとして利用できるように開発が進められています。これが実現すると、移動や輸送時に排出される二酸化炭素の量を大きく減らすことができます。

SAF

SAFは主に、航空燃料として利用されています。しかし、規定により、SAF100%の航空燃料の利用は認められていません。現在、SAFと化石燃料を混ぜ合わせたものが燃料として利用されています。化石燃料だけを利用した場合と比べて、二酸化炭素の排出を約80%の削減が可能となりました。さらなるSAFの導入に向けて、世界中で実証実験が行われています。日本でも、2030年までに航空燃料の10%をSAFにすることを目指しています。

水素

水素には、さまざまな活用方法があります。合成燃料の原料として利用される他、水素を燃料にすることで、火力発電所や工場などから排出される二酸化炭素の削減が可能です。また、燃料電池自動車のエネルギー源として、乗用車や貨物車にも利用されています。

バイオ燃料

バイオ燃料は、主に自動車用の燃料として利用されています。すでにいくつかのガソリンスタンドでは、バイオ燃料が販売されるようになりました。また、航空機のジェット燃料としても、本格的な実用化が始まっています。その他の活用例としては、燃料の使用時に発生する熱を利用して発電を行ったり、温水プールを暖めたり、食品を加熱する調理ガスとして利用されたりしています。

カーボンニュートラル燃料のメリット

カーボンニュートラル燃料を利用するメリットは、以下の3つです。

二酸化炭素排出量の削減
高いエネルギー密度
既存設備の活用

二酸化炭素排出量の削減

カーボンニュートラル燃料の最も大きなメリットは、二酸化炭素の排出量を大幅に削減できることです。燃料の原材料となる植物が、光合成で大気中の二酸化炭素を吸収するため、排出量が実質ゼロとなります。現状、燃料を使用すると、二酸化炭素が排出されますが、二酸化炭素の排出がない燃料の研究も進んでいます、そのため、カーボンニュートラル燃料は、さらに二酸化炭素の排出量を削減できるようになると考えられます。

カーボンニュートラル燃料の使用以外にも、さまざまな取り組み方法があります。こちらの記事で詳しく説明していますので、ご覧ください。

関連記事はこちら：CO2削減における企業の取り組み事例とは？

高いエネルギー密度

カーボンニュートラル燃料は、石油と同等の高いエネルギー密度を持っています。そのため、自動車や貨物車の燃料として使用することができます。また、水素の持つ力は非常に強力で、ロケットの燃料としても利用されています。

既存設備の活用

カーボンニュートラル燃料の利用のために、新たに設備を導入する必要はありません。化石燃料を使用していた既存の設備をそのまま活用できます。例えば、合成燃料は、現在利用されているエンジン車の燃料として使用可能です。新たな設備の導入には、多額の費用がかかるため、その必要がないという点もカーボンニュートラル燃料の大きなメリットの1つであると言えます。

カーボンニュートラル燃料のデメリット

カーボンニュートラル燃料のデメリットは、次の3つです。

高コスト
原料の確保
実用化には時間が必要

高コスト

カーボンニュートラル燃料の最も大きなデメリットは、製造コストが高いことです。そのため、導入をためらう企業も多いです。特に、日本では、海外で製造した方が安価な場合も多くあります。日本でカーボンニュートラル燃料を普及させるためには、製造コストの削減は必須の課題となります。

具体的な価格を見ると、国内製造の場合、カーボンニュートラル燃料の製造コストは約700円/リットルですが、海外製造の場合、約300円/リットルです。将来的に水素のコストが下がれば、約200円/リットルまで下がると言われています。

原料の確保

カーボンニュートラル燃料を実現するための課題の一つに、原料の確保があります。カーボンニュートラル燃料は、これまで利用してきた石油や天然ガスとは異なる原料を必要とします。例えば、SAFやバイオエタノールは、植物や廃棄物を原料に利用します。しかし、これらの原料は、食料として利用されることが多くなると考えられています。原料の供給量に、限界があるのが現状です。

実用化には時間が必要

カーボンニュートラル燃料の実用化はまだ始まったばかりで、まだ実証実験の段階にあります。本格的な実用化のためには、カーボンニュートラル燃料の製造効率を向上させ、大量生産が可能となる技術開発が求められています。こうした技術開発が進むと、カーボンニュートラル燃料の本格的な実用化が期待できます。

カーボンニュートラル燃料について、経済産業省でも詳しく解説しています。下記リンクよりご覧ください。

参照：エンジン車でも脱炭素？グリーンな液体燃料「合成燃料」とは

まとめ

カーボンニュートラル燃料とは、原材料が二酸化炭素を吸収するため、燃焼時に二酸化炭素を排出しても、大気中の二酸化炭素量は変わらないとみなされている燃料のことです。カーボンニュートラル燃料は、これまで利用してきた設備や機械の燃料として活用することが可能で、新設備の導入に費用がかからないのが特徴です。そのため、エンジン車の燃料として利用可能となっています。

しかし、実用化にはいくつかの課題があります。まだ製造効率が低く、大量生産ができないこと、従来の化石燃料と比較して数倍ものコストがかかることなどが課題の一例です。現在、実用化に向けて世界中で実証実験や技術開発が行われていますので、近い将来、化石燃料のように利用できる日が来ると考えられます。

また、カーボンニュートラル燃料を使用するなどの環境保全の取り組みは、外部から高い評価を得ることにつながります。ぜひあなたの企業でも、環境保全の取り組みをしましょう。まず、自社の二酸化炭素量排出量を知るところから始めるのが一般的です。こちらのサイトでは、二酸化炭素の排出量を無料で計算することができます。ぜひ一度お試しください。

参照：タンソチェック【公式】-CO2排出量算定削減サービス

著者のプロフィール

川田幸寛: 小学校教員として、カーボンニュートラルや脱炭素に関する授業を行った経験がある。子どもたちが理解できるように、専門用語を分かりやすく、かみ砕いて説明することを心がけた。この経験を活かし、脱炭素化の重要性を広く伝えるために、誰にとっても理解しやすい記事を作成している。

エンジン車でも利用可能なカーボンニュートラル燃料とは？