合成燃料（e-fuel）とは

合成燃料（e-fuel）とは、二酸化炭素（CO2）と水素（H2）を原材料として製造する石油代替燃料のこと。“人工的な原油”とも言われており、CO2の排出が実質ゼロとされる燃料だ。石油と同じ炭化水素化合物の集合体で、ガソリンや灯油などと同様に、用途に合わせて自由に利用できる。

合成燃料（e-fuel）は、再生可能エネルギーによる電気で水を分解して生み出されたグリーン水素と、発電所や工場から排出される二酸化炭素、大気中の二酸化炭素を使って製造される。そのため、従来の化石燃料と違って大気中の二酸化炭素を増やすことがなく、温暖化ガスの実質的排出はゼロとみなされている。この合成燃料（e-fuel）は、石油などの化石燃料と同様の性能を持ちながら、カーボンニュートラルなエネルギー源として注目されている。

合成燃料（e-fuel）が注目される理由とメリット・デメリット

合成燃料（e-fuel）は、発電所や工場などから排出された二酸化炭素（CO2）を原料に生成される。CO2を資源として利用する「カーボンリサイクル」に貢献することとなり、「脱炭素燃料」とみなすことができると考えられている。将来的には大気中のCO2を直接分離・回収する「DAC（ダイレクトエアキャプチャー）技術」を使って、直接回収されたCO2を再利用することが想定されているが、CO2の回収には大量のエネルギーとコストがかかるため、再生可能エネルギーを使わなければカーボンマイナスにはならず、実用化まではまだしばらく時間がかかりそうだ。また、そもそも発電所や工場などで排出されるCO2は石炭や天然ガスを燃やして発生しているため、本当の意味でのカーボンニュートラルを目指すならば、バイオマス由来のCO2などをもとに生成されなければならないだろう。

現在、火力発電では従来の化石燃料から燃焼時に二酸化炭素を排出しない水素やアンモニアへ置き換える動きが強まっている。また、自動車業界ではガソリン車や軽油車からEV（電気自動車）、水素・メタノールなどを燃料とするFCV（燃料電池自動車）への移行が進められている。しかし、水素やアンモニアで発電するためには設備の刷新が必要となり、莫大なコストがかかる。長距離を移動する航空機や大型輸送トラック、船舶などの電動化や水素化についても、まだまだクリアすべきハードルが多く、引き続きガソリンやジェット燃料などの液体燃料が必要になると予想されている。そこで注目を集めているのが合成燃料（e-fuel）となる。合成燃料（e-fuel）には、次のようなメリットが考えられる。

■エネルギー密度の高さ
長距離を移動する飛行機やトラック、船舶は、水素・アンモニアの利用、電動化へのハードルが非常に高いとされている。その理由のひとつがエネルギー密度。水素やアンモニアなどのガス燃料は、液体燃料と同じ体積から得られるエネルギー量が大きく劣る。電動化についても同様で、現在の飛行機やトラックほどの距離を移動するためには、航続距離が飛躍的に改善された新たな蓄電池が必要となる。体積あたりのエネルギー密度が高い液体の合成燃料（e-fuel）であれば、こうした問題をクリアできる。

■従来の設備がそのまま利用可能
合成燃料（e-fuel）は、ガソリンやジェット燃料の代わりとして、これまでの設備をそのまま利用することができる。そのため、新たな設備を作る必要がなく、これまで使っていた設備をそのまま利用でき、経済面での負担軽減が大きなメリットとなる。

■資源国以外でも製造することができる
日本では、化石燃料はほぼ100％、原産地からの輸入に頼っている。しかし、水素と二酸化炭素で製造できる合成燃料（e-fuel）であれば、これまで化石燃料が存在しなかった場所でも製造することができ、さらに資源の枯渇リスクもない。エネルギー資源が少なく、そのほとんどを輸入に依存している日本にとっては、まさに夢のような燃料である。世界情勢やサプライチェーンの分断といった大きなリスクを回避できることも、非常に大きなメリットとなるだろう。

■燃焼時にもクリーンな燃料
二酸化炭素（CO2）と水素（H2）を原材料として製造される合成燃料（e-fuel）は、原油にくらべて硫黄分や重金属分が少ないという特徴がある。燃焼時にはクリーンな燃料となり、より環境への負荷を抑えることができる。

一方、合成燃料（e-fuel）のデメリットとしては、製造コストの高さやエネルギー効率の低さが挙げられる。現在の製造技術はまだ開発段階にあり、効率的なプロセスや経済的なスケールメリットを実現するためにはさらなる研究と開発が必要となる。また、再生可能エネルギーの安定供給、原料の効率的な貯蔵、合成燃料（e-fuel）の輸送・供給といったサプライチェーンの問題など、まだまだ多くのフェーズで解決すべき課題が残されている。

合成燃料（e-fuel）はカーボンニュートラル達成への切り札となるか

合成燃料（e-fuel）は、既存の輸送インフラやエンジン技術との互換性が高く、石油を使用する既存の車両や航空機などに対して比較的容易に導入することができると考えられる。100％再生可能エネルギー由来で生成するなど、製造工程におけるさまざまな問題をクリアし、現在の化石燃料と置き換えることができれば、カーボンニュートラルの達成へ向けた大きな切り札となり得るだろう。そのためには、製造効率の向上を目指した更なる技術開発、大量生産へ向けた実用化、大規模な再生可能エネルギーの導入と基盤整備が必要不可欠だ。

将来の持続可能なエネルギーシステムにおいて重要な役割を果たすことが期待できる合成燃料（e-fuel）。カーボンニュートラルな社会の実現に向けて、これからの動向に注目していきたい。