バイオマスナフサ（）は、植物などの再生可能資源を原料とした、石油由来のナフサに相当する炭化水素であるFAQ（三井化学）。バイオナフサとも称するGX用語集 バイオナフサ（北九州GX推進コンソーシアム）。バイオナフサはクラッキングによりエチレンやプロピレンなどの基礎原料となり、これをもとにポリエチレン（以下、PE）やポリプロピレン（PP）をはじめとする合成樹脂が作られる。
定義 によると、リニューアブルナフサ（再生可能ナフサ）はパーム油、菜種油などの植物油を原料とした「バイオナフサ」、使用済の食用油を原料とした「バイオサーキュラーナフサ」、廃プラスチックを原料とした「サーキュラーナフサ」に分類される。このうち、バイオナフサとバイオサーキュラーナフサは持続可能な航空燃料（SAF）や（HVO）製造過程の副産物として生じるサステナブルな未来への一歩｜リニューアブルナフサの活用（住友化学）。本項では、バイオナフサとバイオサーキュラーナフサをあわせて扱う。
技術 バイオナフサの工業化は比較的新しく、21世紀に入ってから実現した。いずれもフィンランドにあるネステとUPM Biofuelsが、それぞれ異なる原料からバイオナフサやバイオディーゼルを製造している。ディーゼル油は燃料用途だけではなく、ガスオイルクラッキングによりエチレンやプロピレンが得られる。
フィンランドのエネルギー企業ネステは植物油の接触水素化の技術を開発し、2007年にポルヴォーの製油所にバイオディーゼル「NExBTL」製造施設を稼働。その後、ネステは植物油廃棄物や残渣油を原料としたバイオナフサを開発した。
UPM Biofuelsは、2015年にラッペーンランタにバイオリファイナリーを設け、木材残渣のトール油を原料としたバイオナフサを開発した。木材のうち50%をパルプ、48%をエネルギーとして利用し、2%の残渣としてトール油が生じる。トール油はパルプの製造の妨げになるため除去する必要があるが、脂肪酸やロジンが含まれており、これをもとにバイオナフサやバイオディーゼルが作られる。粗トール油を前処理して、塩・粒子・水分を除去。次いで水素化処理で脂肪酸を炭化水素にするとともに、副生する水を除去する。生成物に残留する硫化水素とガス分を除去して、バイオナフサとバイオディーゼルが得られる。
廃油や動植物油などのの水素化処理による「HEFA（Hydro-processed Esters and Fatty Acids）」、一酸化炭素と水素の触媒反応による「フィッシャー・トロプシュ法」、バイオマスエタノールを脱水してエチレンにし、オリゴマー化・水素化を行う「ATJ （Alcohol to Jet）」などの方法があり、SAFのとしてバイオナフサ・バイオサーキュラーナフサやバイオディーゼルが副生する。このほか、既存の石油精製設備に水素化処理した廃食用油と石油を同時に投入する「共処理」という方法があり、設備投資を抑えられる利点がある。
バイオナフサの実現には、ゼオライト系触媒による炭素数ごとの生成物を選択的に得られる技術、多段階水素化処理システムによる原料中の酸素や窒素などの不純物の効率的除去、連続流処理技術の実用化などの技術革新が大きく貢献した。
ナフサを経由しないバイオプラスチックの製法には、2011年にブラジルのブラスケム社が工業化した、バイオマス由来の糖の発酵で生じたエタノールを脱水させて得たエチレンからポリエチレンを製造する方法などがある。
供給 ネステ 2019年7月に、ネステ社はオランダのにバイオディーゼルを供給すると発表した。ライオンデルバセルはドイツのにある自社工場で、バイオディーゼルをスチームクラッキングしてエチレンやプロピレンを生産。さらにこれらを原料として、低密度ポリエチレン（LDPE）やPPの製造に成功した。次いで、ベルギーのと契約。バイオプロパンの脱水素化で得たプロピレンを原料に、PPを製造する。2020年11月には、韓国のLG化学がネステ社シンガポール工場のバイオナフサを使用する旨を発表した。日本企業では、2021年に、日本の三井化学と豊田通商は、ネステ社とバイオナフサの調達契約を締結した。三井化学大阪工場で石油由来のナフサと混合され、基礎化学品のオレフィンやアロマティックが生産される。さらに、これらを原料としてPPやフェノール、アセトンなどの誘導体が製造される。22年8月には、バイオナフサから製造したフェノールとアセトンからポリカーボネート（PC）樹脂の原料であるビスフェノールA（BPA）の生産を開始すると発表した。バイオマスBPAから帝人がバイオマスPCの生産を開始する。
2022年10月にはネステ社と出光興産、三菱商事、台湾の奇美実業（CHIMEI）の4社は、ネステから供給されたバイオナフサを原料に出光がスチレンモノマーを生産し、それをもとに奇美がABS樹脂を製造するサプライチェーンの構築を発表した。日本でのバイオスチレンモノマーの製造、台湾でのバイオプラスチックの製造は、いずれも初となる。
UPM UPM Biofuelsは2019年にダウ社との契約を発表、ダウ社により容器包装用のPEを製造した。2020年2月に、UPM社とイネオスと供給契約を締結。同3月にはSABIC社への供給を発表。同社がエチレンを経由してポリプロピレンを製造するとともに、DSM社にエチレンを供給して高分子量ポリエチレンの原料として使用される。
川下製品 2024年7月には、ネステ社のバイオナフサ、千代田化工建設のプラントで製造された二酸化炭素由来のパラキシレン、インドグリコール社（India Glycols Ltd.）のサトウキビ等由来のエチレングリコールから製造したポリエステル繊維のサプライチェーンを構築。ゴールドウイン社の製品に採用されている。
サントリーは、ネステ社の廃食用油由来のバイオナフサから造られたパラキシレンを原料としたペットボトルを、2024年11月より世界で初めて導入した。
ソニーは2026年に、三菱商事・成型メーカーと、化学メーカー10社と共同で、ネステ社のリニューアブルナフサを原料としたプラスチックを高機能音響機器・映像機器に導入するサプライチェーンを構築した。
利点と課題 バイオナフサは植物由来の原料を使用しているため、理論上は植物の成長過程で吸収した二酸化炭素が燃焼時に生じる二酸化炭素と相殺されることから、カーボンオフセットとなる。使用済みの廃植物油や農業残渣を原料とする場合には、廃棄物の減量にも寄与する。石油由来のナフサを扱う既存の化学プラントがそのまま使用できるため、設備投資費用が少なく済むメリットがある。上流原料をバイオマスに置き換えることから、従来では困難であった製品へのバイオプラスチック導入が可能になる「脱プラ」から「改プラ」へ。バイオマスナフサが拓く未来への一歩（三井化学）。誘導品であるバイオマス化学品やポリマーは従来品と同等の品質となる。
2020年代中期の現在において、バイオナフサの製造コストは従来品に比べ1.5～2倍と高い水準にある。可食バイオマスを原料とする場合には、食糧の安定供給と競合する問題も生じうる。
ドロップイン 既存のプラスチックの原料を石油由来からバイオマスに置き換えたドロップインプロダクトには、バイオマス由来のモノマーを使用した「第一世代ドロップイン」と、バイオナフサと石油ナフサの混合物から既存の石油化学設備を使用してPEやPPを製造する「第二世代ドロップイン」がある。第一世代のバイオマス含有量は炭素の同位体である炭素14を分析することで測定できる。第二世代のバイオマス含有量はマスバランス方式で決定される。マスバランス方式は、原料中のバイオマス由来のナフサの割合を、認証済みの手法に基づいて最終製品に割り当てるものであり、その製品がカーボンニュートラルにどれだけ貢献したかを示すことができる。
脚注
注釈
出典
参考文献