地域と政策目標に基づく持続可能な航空燃料の最適バイオエネルギー作物

Tokyo研究者たちは最近、アメリカにおける持続可能な航空燃料の製造における4種類のバイオエネルギー作物—トウモロコシの収穫残渣、エネルギーソルガム、ミスカンサス、そしてスイッチグラス—のコストと利点を調査しました。これらの作物のそれぞれは特定の地域で最も良く成長するため、持続可能な航空燃料（SAF）の目標達成を目指す政策立案者や農家にとって重要です。

主な発見は次の通りです。ミズカンヅムは中西部で最も費用対効果が高く、スイッチグラスは南部で最も成果を発揮します。エネルギーソルガムはグレートプレーンズの一部地域に最適であり、コーンストーバーはブレークイーブン価格が最も低いものの、温室効果ガスの強度が最も高いです。

アメリカでは毎年230億ガロンのジェット燃料が使用され、これは国内の交通手段によるCO2排出量の13%を占めています。しかし、アメリカが年間に生産する持続可能な航空燃料（SAF）は数百万ガロンに過ぎません。このギャップを埋めるため、持続可能な航空燃料グランドチャレンジでは、2030年までに生産量を30億ガロン、2050年までに350億ガロンへと増やすことを目指しています。また、伝統的な燃料と比較して温室効果ガスの排出量を50%削減することも目標としています。

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のマドゥ・カンナ氏とシンシン・ファン氏は、様々な飼料作物について研究を行いました。彼らは特に、農家が他の作物から転作する際の価格、炭素排出削減の炭素集約度とその費用、そして土地単位あたりのバイオマス生産量などの要素を詳しく分析しました。

損益分岐点のコストには、種子、化学薬品、肥料、収穫のための費用が含まれています。この分析によると、フィードストックの性能は目的によって異なります。具体的には、損益分岐点価格の引き下げ、炭素強度の低下、炭素削減コストの削減、または土地単位あたりのバイオマス生産の増加が考えられます。

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政策立案者たちの優先事項は、どの原料を選ぶかに影響を与えます。コーンの残渣は生産量が多いため、魅力的な選択肢ですが、炭素排出量が高く、土壌の質を損なう可能性があります。ミスカンサスやスイッチグラスは温室効果ガスの削減や土壌健康の改善に優れていますが、生産コストが高く、実用化するには財政的な支援が必要です。

グレートプレーンズのような地域では、トウモロコシの残渣は安価ですが環境には良くありません。それに対し、ミスカンサスとスイッチグラスは環境に優れていますが、価格が高くなります。エネルギーソルガムは、グレートプレーンズの小さな地域でしか利用されていません。

原材料をバイオ燃料に変換し、それを精製所へ輸送する費用は、さまざまな要因によって変動します。これらの要因は、各地での持続可能な航空燃料（SAF）の生産がどれだけコスト効率が高く、環境に優しいかを評価する上で重要です。

この研究は、農家や政策立案者が国のさまざまな地域に最適な作物を見つける手助けをします。さらに、どの政策やインセンティブが最も効果的であるかを明らかにしています。カンナ氏は、これらの目標を達成するためには、炭素価格を引き上げるか、持続可能な航空燃料（SAF）の生産コストを削減する必要があると述べています。

この研究はエネルギー省の科学局と環境研究局によって資金提供を受けました。イリノイ大学の複数の学部に所属するマドゥ・カンナとシンシン・ファンが、様々な分野の知識を結集してこの研究に協力しました。