カーボンニュートラル燃料：輸送部門の脱炭素化を支える再生可能燃料

BMWグループの研究に基づき、カーボンニュートラル燃料（CNF）の原料、製造技術、欧州の規制や市場動向を解説。電動化と並行する脱炭素化の道筋を探ります。

輸送部門の脱炭素化は、電動化だけでは達成できない。これは、BMWグループがカールスルーエ工科大学（KIT）、ドイツバイオマス研究センター（DBFZ）、そしてフライベルガー・エンジニアリングと共同で発表した新たな研究の中心的な結論だ。焦点は、既存のインフラで使用可能な再生可能な液体燃料の可能性にある。

研究では、いわゆるカーボンニュートラル燃料（CNF）が検討されている。これは化石燃料よりも炭素フットプリントが低い、幅広いカテゴリーの燃料だ。これには、エンジンや給油ネットワークの改造を必要とせずに従来の燃料を置き換えられる液体エネルギーキャリアが含まれる。水素と並び、こうした燃料は輸送部門の排出削減への重要な道筋と見なされている。

特に注目されるのは原料と製造方法だ。これらの燃料は、使用済み食用油、農業副産物、木材系バイオマス、下水汚泥、藻類などの廃棄物や残渣から製造される。欧州の政策はすでにこれらの原料を先進的なバイオ燃料のカテゴリーとして定義しており、食料システムや土地利用への圧力を制限することを目指している。

製造技術は多岐にわたる。熱化学的プロセス（熱分解やフィッシャー・トロプシュ合成など）や、水から水素を製造し、それをCO2と結合させて合成燃料を生成する電力ベースの方法などが含まれる。チリでの産業規模のe-fuel生産を含むパイロットプロジェクトは、これらのアプローチがすでに理論の段階を超えつつあることを示しているが、生産量は依然として限られている。

欧州市場の状況が、こうした解決策への新たな関心を説明している。2024年、EUにおける輸送エネルギー消費に占める再生可能エネルギーの割合は11.2%であり、2030年に設定された29%の目標にはまだ遠く及ばない。一方で、先進的なバイオ燃料の消費量は近年数倍に増加し、急速な成長を見せている。これは、生産能力が比較的小さいままであるにもかかわらずだ。

規制もこの分野を形作っている。改正再生可能エネルギー指令（RED III）は、温室効果ガス強度の削減と輸送部門における再生可能エネルギーの割合の増加に向けた拘束力のある目標を設定しており、先進的なバイオ燃料と合成燃料に対する特定の割り当ても含まれる。追加的な措置には、原料の追跡可能性と持続可能性に関するものがあり、森林破壊や土地利用変化に関連する原料への制限も含まれる。

他の技術との比較は依然として複雑だ。電気自動車はエネルギー効率がはるかに高い一方、合成燃料の製造には大幅に多くの電力を必要とする。しかし、再生可能燃料は、航空、海運、そして既存の内燃機関車両のフリートなど、直接電動化することが難しい分野で特に重要と見なされている。

自動車メーカーはすでに対応を始めている。BMWは、電気、水素、燃料ベースの解決策を組み合わせた技術中立的なアプローチを提唱している。同社はHVO 100や合成燃料などの代替案をテストしており、ポルシェやステランティスなど他のメーカーも、すでに路上を走る車両からの排出を削減するため、e-fuel生産やエンジン互換性への投資を行っている。

研究は、2030年、2035年、2040年を見据え、EU全体における原料の入手可能性、変換技術、将来の燃料需要を分析している。その結論は明らかだ。排出削減には複数の並行した道筋が必要であり、再生可能燃料は電動化と並行して補完的な役割を果たすことになる。