この記事では、クライメートテックの文脈で注目を集める持続可能な航空燃料SAF（Sustainable Aviation Fuel）の製造法の一つであるMTJ（Methanol to Jet）について解説します。
概要:
MTJ（Methanol to Jet）研究段階の最新技術で、バイオマスとクリーン水素をメタノールに変換し、そのメタノールをSAFに加工する製造法です。
原料:
- MTJプロセスでは、主要な原料としてメタノール（Methanol）が使用されます。メタノールは、天然ガスやバイオマスなどの原料から製造されることがあります。
製造プロセス:
- MTJの製造プロセスは以下のステップで構成されます。
- メタノール製造: メタノールは、天然ガス（メタン）をシンガスに変換し、シンガスをメタノールに合成する方法や、バイオマスを利用して発酵や化学プロセスにより製造されます。
- シンガス生成: もしメタノールが天然ガスから得られた場合、メタノールを再びシンガスに変換します。
- 合成ガソリンの生成: メタノールを脱水・オリゴマー化反応（メタノール→DME→オレフィン→ジェット燃料留分）によりジェット燃料に変換します。
他の製造法に対する優位性:
- 原料の入手性:
メタノールは天然ガスやバイオマスから製造できるため、原料の入手性が高く、地域によらず生産が可能です。 - メタノールの既存生産:
既存のメタノール製造設備を使用して、比較的容易にMTJプロセスに切り替えることができます。
課題:
- 研究段階：
MTJは他の製造法に比べまだ開発途上であり、商業化が遅れています。 - コスト:
MTJの製造コストが他のSAF製造法に比べて高いことが課題とされています。 - 効率性:
メタノールからシンガスを生成し、その後再び合成燃料に変換する段階でのエネルギー損失が課題です。
商業化の進捗:
- MTJは研究段階から実証プロジェクトまで進展していますが、商業化の進捗はまだ初期段階です。一部の企業や研究機関がMTJ技術の開発を行っていますが、コストや効率性の向上が商業化の鍵となります。将来的な展望としては、原料の多様性と既存のメタノール生産インフラの利用がポイントとなります。
MTJ製造プロセスの全体像（MTO/MTG/MTJ）
MTJ（Methanol-to-Jet）はメタノールを中間体として液体航空燃料に変換する多段プロセス。メタノール経由の利点は、様々な原料から大規模生産が確立されていること。
| ステップ | 内容 | 変換効率（概算） | 主要技術・触媒 |
|---|---|---|---|
| 原料調達 | 天然ガス/バイオマス/廃棄物ガス/再エネ+CO₂（e-methanol）からメタノール合成 | — | SMR（steam methane reforming）, ATR, CO₂+H₂合成 |
| MTO（Methanol to Olefins） | メタノール → エチレン・プロピレン等の軽質オレフィン | 〜75〜80%（炭素収率） | ゼオライト触媒（SAPO-34, ZSM-5） |
| オリゴマー化・水素化 | オレフィン → ジェット燃料留分に適した炭化水素 | 〜90% | 固体酸触媒・Ni/Pd水素化触媒 |
| 精製・蒸留 | ジェット燃料留分（Jet A-1規格）分取・未反応物循環 | 〜95%（精製収率） | 標準的な石油精製設備 |
原料（メタノール）別の炭素強度（CI）とコスト比較
| メタノールの種類 | 原料 | CI値（gCO₂e/MJ-SAF）概算 | メタノール価格目安（2024） |
|---|---|---|---|
| グレーメタノール（天然ガス由来） | 化石天然ガス | +60〜+90（化石代替にならない） | $200〜400/t |
| バイオメタノール（廃棄物/バイオマス由来） | 廃棄物ガス・木質バイオマス | −30〜+20（廃棄物起源ならマイナス可） | $600〜1,200/t |
| e-メタノール（CO₂+グリーン水素） | 再エネ電力 + DAC/産業CO₂ | −70〜0（再エネ＆DAC依存） | $800〜2,000/t（現在）→ 将来$400〜600目標 |
ASTM D7566認証とMTJ-SAFの現状
- 認証規格：MTJはASTM D7566 Annex A7（ATJ-SPK）またはAnnex A8として審査中（2024年時点）。FT-SPK（Annex A1）やATJ（Annex A5）より認証プロセスが遅い。
- 混合比率：認証後の暫定的なブレンド上限は50%（Jet A-1と混合）。認証完了後は純粋なMTJ-SAFとして使える可能性も検討中。
- CORSIA適格性：e-メタノール由来のMTJはICAO「CORSIA」の適格SAFとして承認の方向で議論中（バイオメタノール系は条件付き承認済み）。
商業プロジェクト・実証事例
| プロジェクト | 場所 | 規模（計画） | メタノール原料 | 状況 |
|---|---|---|---|---|
| Carbon Engineering（Oxy子会社）→ MTJルート検討 | カナダ・米国 | 未公表 | DACからのCO₂＋グリーンH₂ | DACからのeFuels全般を研究。MtJはルートの1つ |
| Haldor Topsøe（現Topsoe）e-methanol → SAF | デンマーク | e-Methanol商業プラント技術ライセンス提供中 | CO₂+グリーンH₂ | e-methanol合成技術（eSMR Methanol）の商業ライセンス展開 |
| 出光興産・JERA等 | 日本 | 実証規模 | バイオマス・廃棄物由来メタノール | NEDOプロジェクト参加。2030年代商業化に向け実証中 |
MTJ vs 他のSAF製造法の比較
| 製造法 | TRL（2024） | コスト（$/t） | 強み | 弱み |
|---|---|---|---|---|
| HEFA | TRL9（商業生産中） | 1,200〜2,000 | 最も安価・認証済 | 原料（廃食油）の量に限界 |
| ATJ（エタノール系） | TRL8〜9 | 1,500〜2,500 | 原料多様（セルロース等） | エタノール原料競合・エネルギー効率やや低 |
| MTJ | TRL5〜7 | 2,000〜5,000 | e-メタノール化でスケール可能・既存インフラ活用 | 認証遅延・現状コスト高 |
| PtL（FT経由） | TRL5〜7 | 3,000〜8,000 | DAC+再エネで高いCI削減 | 最もコストが高い |
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