持続可能な航空燃料の炭素排出量：ライフサイクルにおける排出削減量を測定する方法

「50～80％」という主張：持続可能な航空燃料による二酸化炭素排出量の削減とは、具体的にどのような意味を持つのでしょうか？

航空会社や持続可能な航空燃料（SAF）の生産者は、「従来のジェット燃料と比較してライフサイクル全体の排出量を50～80％削減できる」という主張を、ほぼ常に挙げています。この数値自体は事実ですが、文脈を考慮する必要があります。

この数値は、ライフサイクルアセスメント（LCA）に基づくもので、CORSIA枠組みの下で、カーボンインテンシティ 「製造から運航まで」カーボンインテンシティ 、従来のジェット燃料のベースライン値である約89 gCO₂e/MJと比較したものです。

多くの人が見落としているのは、「50～80％」というのは範囲であり、単一の数値ではないということです。使用済み食用油を用いたHEFAプロセスでは、約80％の削減が可能となります。間接的な土地利用変化を考慮した作物由来のプロセスでは、30～50％程度にとどまる可能性があります。 再生可能エネルギーによる電力を利用する「パワー・トゥ・リキッド（PtL）」方式では、理論上は90％を超える可能性もありますが、電力網における化石燃料の割合が依然として高い場合は、50％を下回る可能性もあります。

結局のところ、削減率はライフサイクル計算の結果であり、燃料そのものの固有の特性ではありません。原料やエネルギー源を変更したり、算定範囲を変更したりすれば、その数値は変わります。何がその変化をもたらすのかを理解することは、航空業界のコンプライアンス担当チームや燃料購入担当者にとって極めて重要です。

もう一点、SAFが燃焼すると、化石ジェット燃料と同様に、排気管から二酸化炭素が放出されます。「削減」というのは、ライフサイクルアセスメントに基づく議論です。 生物由来のSAFの場合、原料に含まれる炭素は成長過程で大気から吸収されたものであるため、サプライチェーン全体で見れば正味の影響は小さくなります。また、パワー・トゥ・リキッド（P2L）方式で製造される合成燃料の場合、炭素は燃料に変換される前に大気や産業排出源から回収されます。いずれの主張も、燃焼そのものには当てはまりません。

SAFのライフサイクル排出量の測定方法

SAFの各経路がもたらす気候上のメリットを評価するには、その評価手法を理解する必要があります。どのような排出量が、どの段階で、どのような基準値と比較して算定されるのでしょうか。その見分け方は以下の通りです：

ライフサイクルの境界

SAFのライフサイクル分析では、「ウェル・トゥ・ウェイク（WtWa）」という境界条件を採用しています。これは、航空分野における「ウェル・トゥ・ホイール」に相当する概念です。したがって、この分析では、原料の栽培または収集、原料の輸送、燃料の生産・精製、燃料の流通、そして航空機エンジンでの燃焼に至るまでの、プロセスのあらゆる段階が対象となります。

一部のフレームワークでは、土地利用の変化に伴う間接的な排出量も算入されています。バイオ燃料の原料が食用作物の栽培用地を奪う場合、食料生産は別の場所、場合によっては新たに開墾された土地で行われることになります。こうした二次的な排出量は、間接的な土地利用変化（iLUC）モデル推定 、これはSAFのライフサイクル評価において最も議論の的となっている要因の一つです。

ベースラインも重要です。CORSIA 、従来型燃料の基準値として約89 gCO₂e/MJCORSIA 。EUのRED IIでは、これとは若干異なる数値が用いられています。幸いなことに、削減率は簡単に算出できます。SAFのライフサイクルカーボンインテンシティ 差し引き、その値をベースラインで割り、パーセンテージとして表せばよいのです。

計算式は次のようになります：(ベースラインCI – SAF CI) ÷ ベースラインCI = 削減率。

ライフサイクルの各段階と、各段階で排出量を左右する要因

ライフサイクルの各段階は、最終的な カーボンインテンシティ にそれぞれ異なる影響を与えます。

• 原料の生産：これが変動要因の中で最も大きなものです。大豆油やその他の植物油を使用する作物由来のSAFの場合、この段階では、栽培に伴う投入（肥料、灌漑、機械）、土地管理に伴う排出、および直接的な土地利用の変化が伴います。一方、使用済み食用油（UCO）や動物性脂肪、農業廃棄物などの廃油を原料とするSAFの場合、原料段階での影響はごくわずかです。 原料はすでに他のものの副産物として存在しているため、栽培に伴う負担はありません。
• 原料の輸送：この要因には、収集地点から製油所までの距離および輸送方法が含まれます。通常、その影響は小さく、ライフサイクルにおけるカーボンインテンシティ5％未満を占めるに過ぎません。ただし、世界中から調達する原料の場合は、重要な要素となる可能性があります。
• 燃料の生産：SAFの生産技術は、この点で分岐しています。現在、HEFA（水素処理エステルおよび脂肪酸）が、商業的に主流の製造法となっています。フィッシャー・トロプシュ（FT）合成、アルコール・トゥ・ジェット（AtJ）、パワー・トゥ・リキッド（PtL）は、それぞれエネルギー需要や変換効率が異なり、それらがライフサイクルカーボンインテンシティを及ぼします。
• 物流：これは、製油所から空港までの輸送を指します。通常、その割合はごくわずかです。
• 燃焼：あらゆる種類のSAFは、燃焼時にCO2を放出します。生物由来のSAFについては、原料に含まれる炭素は以前に大気中から吸収されたものであるため、ライフサイクル評価において、燃焼による正味排出量はゼロ、あるいはほぼゼロとみなされます。合成SAF（PtL）については、世界的なSAF生産の過程で、大気中または産業排出源から炭素が回収されています。

SAFの導入経路とそれぞれの排出削減率

主要な各生産経路では、ライフサイクルにおける排出削減量がそれぞれ異なります。どの経路を選択するかによって、その燃料がコンプライアンス制度の対象となるかどうかが決まります。

HEFA — 水素化処理エステルおよび脂肪酸

HEFAは、世界のSAF生産量の約95％を占めています。同社は、油脂を水素処理し、既存の航空機や空港のインフラを改造することなく使用可能なドロップイン燃料を製造しています。

とはいえ、還元率はほぼ完全に原料によって決まります：

• 使用済み食用油（UCO）：この原料は、栽培に伴う排出や土地利用の変化による負荷が生じないため、70～85％の削減につながります。これは、商業用HEFAプロセスの中で最も環境負荷の少ない方法です。
• 動物性脂肪／獣脂：この原料を使用すると、60～80％の削減効果が期待できます。廃棄物を原料としているため、その理屈はUCOと同様です。商業的なHEFAプロセスにおいては、有力な選択肢となります。
• 大豆油／キャノーラ油：この原料を使用すると、iLUC係数を適用する前の段階で40～60％の削減効果が得られます。しかし、iLUC係数を適用すると、その数値は20～40％まで低下する可能性があります。そのため、最適な原料とは言えません。
• パーム油：この原料は品質にばらつきが大きく、しばしば除外されます。生産過程で森林伐採や泥炭地の転用が行われる場合、ライフサイクル全体での排出量は、従来の燃料を上回る可能性があります。

HEFAにおいては、原料の選択が最も重要な要素であり、そのため、原料の詳細を明記せずに「SAF」と謳うマーケティングの主張からは、ほとんど何も読み取ることができません。

フィッシャー・トロプシュ（FT）／ガス化

FTプロセスでは、都市固形廃棄物、農業残渣、林業廃棄物などの固体原料をガス化して合成ガス（シンガス）とし、それをジェット燃料に合成します。廃棄物由来のバイオマスを用いたFTでは、原料からの排出量を低減しつつ70～90％の削減率を達成でき、バイオマスが真に廃棄物由来カーボンインテンシティ 、カーボンインテンシティ マイナスになる可能性もあります。

炭素回収・貯留（CCS）を伴う化石燃料由来のFTは、別のカテゴリーに分類されます。一部の枠組みでは、これをSAFとして全く認めていないものもあります。しかし、それでもなお、カーボンニュートラルの達成に寄与することは可能です。

アルコール・トゥ・ジェット（AtJ）

AtJは、エタノールやイソブタノールをジェット燃料に変換します。

ライフサイクル削減率は、アルコール原料によって異なります。サトウキビ由来のエタノールは、トウモロコシ由来のエタノールよりも高い削減率を達成します。一般的な削減率は、原料や製造プロセスに要するエネルギーに応じて、50～80％の範囲となります。

電力から液体燃料（PtL）／E-Fuels

PtLでは、再生可能エネルギー由来の電力による電解で生成されたグリーン水素を用い、大気からの直接回収や産業排出源から得られたCO2と組み合わせ、FT法またはメタノール・トゥ・ジェット法を通じてジェット燃料に合成します。

このシナリオ全体で使用される電力が完全に再生可能エネルギー由来であり、CO2が直接空気回収（DAC）によって供給される場合、理論上の温室効果ガス排出削減率は85～95％以上に達します。しかし、電力網に依然として相当量の化石燃料由来の電力が含まれている場合、ライフサイクル全体での削減率は50％を下回る可能性があります。

PtLは現在、最もコストの高い製造プロセスであり、依然として商業規模には達していませんが、EUの「ReFuelEU」規制には、2030年から1.2％から開始する合成SAFに関する副次的な義務付けが含まれています。航空燃料の需要は規制に対応するものであるため、この措置により、SAFの導入はこの方向へと進む可能性が高いと考えられます。

なぜ持続可能な航空燃料による排出削減率がこれほど大きく異なるのか

同じ生産設備を持つ2つの企業がSAFを生産しても、生産されるSAFのライフサイクルにおける排出削減率は、企業によって大きく異なる場合があります。

原料の違い以外にも、その理由は以下の通りです：

• 間接的な土地利用変化（iLUC）：iLUCを考慮に入れることで、各シナリオで主張される削減量を20～30％削減することができます。CORSIA 、ほとんどの作物由来の原料についてiLUCがCORSIA 、他の制度では考慮されていません。これにより、同じ燃料であっても、各コンプライアンス制度における評価結果に実質的な違いが生じます。
• 製油所におけるエネルギー源：再生可能エネルギーを動力源とするHEFA製油所は、たとえ原料が同一であっても、化石燃料に依存度の高い電力網を動力源とする製油所よりも、 カーボンインテンシティ 低くなります。したがって、製油所で使用されるエネルギー源は、航空分野の排出量削減における重要な要素となります。
• 方法論および算定枠組み： CORSIA 、国際民間航空機関（ICAO）の附属書16第IV巻に基づくLCA方法論CORSIA 。EUのRED IIおよびReFuelEUでは、独自のデフォルト値を使用しています。 米国の「持続可能な燃料インフレ抑制法」（第40B条、第45Z条へ移行中）では、アルゴンヌ国立研究所が開発したGREETモデルが採用されています。同じ生産経路であっても、各枠組みによって削減率が異なる場合があり、複数の市場で同時に認証を取得したい生産者にとっては課題となっています。
• 副産物の配分：従来のジェット燃料とは異なり、SAFの生産過程では、再生可能ディーゼル、ナフサ、プロパンなどの副産物がしばしば生成されます。これらの副産物に対してライフサイクル排出量をどのように配分するかによっても、SAF固有のカーボンインテンシティ に影響が出る可能性があります。

その重要性：SAFの排出量に関する規制・政策の動向

削減率は、単なる環境指標にとどまりません。主要なコンプライアンス制度における現行のSAF政策の下では、この削減率がコンプライアンス価値を決定づけ、場合によっては税額控除による収入にも影響を及ぼします。

CORSIA

ICAOの「国際航空における炭素オフセット・削減スキーム（CORSIA）」では、航空会社に対し、2019～2020年のベースラインを超える排出量の増加分をオフセットまたは削減することが求められています。CORSIA持続可能性基準を満たし、ライフサイクル全体での排出量を（iLUCを差し引いた上で）少なくとも10％削減する持続可能な航空燃料（SAF）は、コンプライアンスの要件を満たすものとみなされます。削減率が高いほど、使用燃料1トンあたりのコンプライアンス価値が高くなります。

CORSIA （2024年～2026年）CORSIA 、現在、参加している126の州において義務化されています。航空各社は、持続可能な航空燃料（SAF）の調達、CORSIAカーボンクレジットの購入、あるいは低炭素航空燃料（LCAF）の調達という、3つの選択肢から最適な組み合わせを検討する必要があります。最適な組み合わせは、各選択肢に関する検証済みの炭素排出量データおよびそれらの相対的なコストによって決まります。

米国のインフレ抑制法（IRA）

IRAのSAF税額控除（当初は第40B条でしたが、現在は第45Z条に移行中です）では、ライフサイクル全体で少なくとも50％の排出量削減を達成したSAFに対し、1ガロンあたり1.25～1.75ドルの税額控除が適用されます。

税額控除額は削減率に応じて変動します。つまり、75％の削減を達成する手法は、55％の削減を達成する手法よりも、1ガロンあたりの控除額が多くなります。したがって、ライフサイクルを正確に測定することは、単に規制遵守のためだけのものではありません。それは、税額控除額や収益の可能性を左右するものでもあります。

本稿執筆時点では、エネルギー省はIRAの算定にGREETモデルを採用しています。とはいえ、45Zへの移行および関連する政策の詳細は、依然として変化し続けています。

EUの「ReFuelEU Aviation」および「RED II」

ReFuelEUでは、EUの空港から出発する航空便について、SAFの最低混合率を義務付けています。2025年から2％、2050年までに70％へと段階的に引き上げられます。また、合成SAF（PtL）に関する副次的な義務付けは、2030年に1.2％から開始されます。

RED IIでは、燃料が再生可能と認められるために満たすべき持続可能性基準および温室効果ガス排出削減目標値が定められています。航空会社や燃料供給業者は、自社のSAFが削減目標値を満たしていることを証明する必要があるため、これらの枠組みはいずれも、検証済みのライフサイクルデータに対するコンプライアンス需要を生み出しています。

SAFを超えて：低炭素航空燃料（LCAF）の台頭

低炭素航空燃料（LCAF）とは、原油から製造される従来のジェット燃料のうち、上流工程におけるカーボンインテンシティ平均よりも低いものです。つまり、化石原料そのものを置き換えるのではなく、その採掘や精製に伴う排出量を削減するものです。

CORSIAの下では、適格基準を満たすLCAFは、航空会社のコンプライアンス義務の履行に寄与することができます。航空会社にとって、LCAFはSAFよりも安価であり、既存の航空機や空港インフラへの変更を一切必要としないため、魅力的な選択肢となっています。現在、ある手法CORSIA 経ていますが、これは石油のカーボン・インテグリティ（CI）、航空業界のコンプライアンス、および炭素データの直接的な融合を体現するものです。

航空会社にとってのコンプライアンスのバランスは、SAF（削減効果は高いがコストも高い）とLCAF（削減効果は中程度だがコストは低い）、 そしてカーボンクレジット（柔軟性があり、変動費となる）の組み合わせによって成り立っています。このトレードオフを評価するには、燃料カーボンインテンシティ カーボンクレジット に関する統合データが必要ですが、Sylvera はその支援Sylvera 。

Sylvera

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