水耕栽培された再生可能なジェット燃料のテクノ経済およびリソース分析

背景：バイオマス由来のジェット燃料は、化石燃料と温室効果ガスの排出量への依存を削減することを約束する代替ジェット燃料（AJF）です。水滴エステルと脂肪酸（HEFA）の概念は、バイオジェット燃料を生産するための経路の1つとしても知られています。HEFA燃料は、2011年に米国テストおよび材料のための協会によって承認され、従来のジェット燃料と最大50％ブレンドできます。それ以来、いくつかのHEFA経済およびライフサイクル評価が文献に掲載されています。ただし、原料の利用可能性、組成、および炭化水素収量（特にジェットブレンドストックの収量）と全体的なプロセス経済性への影響に関する分析は限られています。 結果：この研究では、20を超える石油原料、地理的分布と生産レベル、石油の収穫量、価格、化学組成を調べます。私たちの組成分析の結果は、ほとんどのオイルには、ペニクレス、黄色のグリース、マスタードを除くC16およびC18脂肪酸が含まれていることを示しています。ココナッツオイルには、より短い炭素脂肪酸の含有量が多いため、ジェット代替品の生産ではなく、再生可能ガソリンの優れた原料候補となっています。テクノ経済分析（TEA）は、HEFAプロセスの概念を使用する5つの選択されたオイル原料カメリナ、ペニクレス、ジャトロファ、キャスタービーン、および黄色のグリースを使用して実行されました。 結論：リソース分析は、現在米国で栽培されている石油作物（すなわち大豆）が、ヤシ、ココナッツ、ジャトロファなど、世界の他の地域で栽培されている石油作物と比較した場合、石油収量が比較的低いことを示しています。また、動物の脂肪やグリースなどの非地球の油源は、地上の石油作物よりも比較的低い価格を持っています。これらの5つのリソースの最小ジェット燃料販売価格は、ガロンあたり3.8ドルから11.0ドルの範囲です。お茶とリソースの調査の結果は、石油をジェット炭化水素に変換するバイオリファイナリーの主要なコストドライバーが次のとおりです。石油価格、変換植物容量、脂肪酸プロファイル、ハイドロクラッカーの追加、および水プロセッシング触媒の種類です。

BACKGROUND: Biomass-derived jet fuel is an alternative jet fuel (AJF) showing promise of reducing the dependence on fossil fuel and greenhouse gas emissions. Hydroprocessed esters and fatty acids (HEFA) concept is also known as one of the pathways for producing bio jet fuel. HEFA fuel was approved by the American Society for Testing and Materials in 2011, and can be blended up to 50% with conventional jet fuel. Since then, several HEFA economic and life-cycle assessments have been published in literature. However, there have been limited analyses on feedstock availability, composition, and their impact on hydrocarbon yield (particularly jet blendstock yield) and overall process economics. RESULTS: This study examines over 20 oil feedstocks, their geographic distribution and production levels, oil yield, prices, and chemical composition. The results of our compositional analysis indicate that most oils contain mainly C16 and C18 fatty acids except pennycress, yellow grease, and mustard, which contain higher values and thus would require hydrocracking to improve jet fuel production. Coconut oil has a large content of shorter carbon fatty acids, making it a good feedstock candidate for renewable gasoline instead of jet substitutes' production. Techno-economic analysis (TEA) was performed for five selected oil feedstocks-camelina, pennycress, jatropha, castor bean, and yellow grease-using the HEFA process concept. CONCLUSION: The resource analysis indicates that oil crops currently grown in the United States (namely soybean) have relatively low oil yield when compared to oil crops grown in other parts of the world, such as palm, coconut, and jatropha. Also, non-terrestrial oil sources, such as animal fats and greases, have relatively lower prices than terrestrial oil crops. The minimum jet fuel selling price for these five resources ranges between $3.8 and $11.0 per gallon. The results of our TEA and resource studies indicate the key cost drivers for a biorefinery converting oil to jet hydrocarbons are as follows: oil price, conversion plant capacity, fatty acid profile, addition of hydrocracker, and type of hydroprocessing catalysts.