*** CORPORATION

持続可能な航空燃料 (SAF) の品質規格と試験

2023年5月
一般社団法人 日本海事検定協会

目次
1. SAF導入の取り組み

ページ

1.1

背景

3

1.2

ICAO（国際民間航空機関）のCO2排出量削減目
標

4

2.1

SAFと従来燃料の関係

5

2.2

ASTM D7566－SAFの試験規格と認証の仕組み

6

2.1.1

ASTM D7566で規定された合成燃料

72.1.2.1

国産SAF … FT-SPK

8

2.1.2.2

国産SAF … HEFA-SPK

92.1.2.3

国産SAF … ATJ-SPK，CHJ，HC-HEFA SPK

10

２. SAFの品質と規格

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7

ページ
3.4.5

炭化水素組成18

3.4.5.1

炭化水素組成 －Jet A-1とニートSAFの比較

19

3.4.5.2

炭化水素組成 の試験方法

20

3.4.6

炭素および水素

21

3.4.7

窒素分

21

3.4.8

水分

21

3.4.9

金属

22

3.4.10ハロゲン

23４. 混合SAFの品質規格 ASTM D7566 Table 1
4.1

ASTM D7566 Table 1の要求事項

24

4.2

Table 1 Part 1

25

4.2.1

ASTMD7566 Table 1 とDEF STANの違い

26

4.3

Table 1 Part 2

27

4.3.1

Table 1Part 2：Extended Requirementsの緩和条件

28

4.4

混合SAF特有の試験項目

29

4.4.1

密度

30

4.4.2

芳香族（下限値）

31

3.1

ニートSAFの品質要求事項

11

3.2

Detailed Batch Requirements（詳細バッチ要求事項）

12

3.3

Other Detailed Requirements（その他の詳細要求事項）

13

3.4

ニートSAF特有の試験項目

14

4.4.3

蒸留傾斜（T90-T10，T50-T10）

32

3.4.1

蒸留傾斜（T90-T10，T50-T10）

15

4.4.4

潤滑性試験（ BOCLE ）

33

3.4.2

ガスクロ蒸留164.4.5

動粘度（－40℃）

34

3.4.3

脂肪酸メチルエステル（FAME）

17

4.4.5.1

動粘度の温度依存性

35

3.4.4

熱安定度 （325℃） JFTOT

17

５. 関連規格等

36

2

1. SAF導入の取り組み
1.1 背景SAF（持続可能な航空燃料）の活用を通じた温室効果ガス排出量削減の試みが，国内外の航空産
業で進められている。
•

日本国内の目標
2030年に本邦航空会社の燃料の10％をSAFに置き換える。（国土交通省 2021年12月）
2030年時点の国内SAF利用見込み（本邦＋外航）は，171万kLと試算されている。

•

航空業界のCO2排出量削減の手段
CO2排出量削減の手段として注目されている主なものは，以下の４つである。SAF活用の利点
は既存航空機をそのまま使用しつつ排出量を削減できる点である。
①新技術の導入（新しいタイプの航空機の開発等）②運航方式の改善③SAFの活用④市場メカニズムの活用（CORSIA*1によるカーボンオフセット等）
上記①～③は実際に排出量削減を目指すものだが，削減目標に達しなかった場合には，④の市場メカニズムによりオフセットする。
*1 CORSIA「国際民間航空のためのカーボン・オフセット及び削減スキーム（CORSIA：Carbon Offsetting andReduction Scheme for International Aviation）」とは， ICAOにより導入されたカーボン・オフセットのための制度である。参加各運航会社には定められたルールに沿って必要量の二酸化炭素排出枠を購入しオフセット
する義務が課される。CORSIAの運用は2021年に始まり，2027年には免除対象国を除いて全てのICAO加盟国に参加が義務付けられる。

3

1. SAF導入の取り組み
1.2 ICAO（国際民間航空機関）のCO2排出量削減目標
ICAOは2010年総会で2020年以降CO2排出量を増やさないことを目標として設定した。（その後，COVID 19の影響を勘案してベースを2019年・2020年の排出量平均値に変更）
さらに，2022年10月 第41回総会で，2050年までのカーボンニュートラルを目指すことが宣言され，2035年までのカーボン・オフセットのベースラインが2019年比85％と決定された。
ICAO加盟国の航空会社は，2035年までに，上述の①～③の手段でベースラインまでCO2排出量を削減するよう努力し，超過分は④の市場メカニズムでオフセットしなければならない。

第41回 ICAO総会における環境関係の決定概要（2022年10月）
国土交通省航空局 第2回 SAFの導入促進に向けた官民協議会 説明資料（2022年11月7日）から転載

4

２. SAFの品質と規格
2.1 SAFと従来燃料の関係
SAFとは
SAFはバイオマスや再生原料等を原料として製造される合成燃料*1である。 合成燃料がGHG削減効果のあるSAFとして認められるためには，「CORSIA適格燃料（CEF）」として登録・認証を得る必要が
ある。
化学的性質
SAFの構成成分は従来ジェット燃料と同じく炭化水素であり，ケロシンタイプの燃料に類似した性状を目標として合成される。しかし，合成燃料の炭化水素組成や沸点範囲は完全に従来燃料と同じではない。また，SAFとして使用するためにはJet A-1等の石油系従来燃料と混合する必要がある。
呼称
一般には，合成燃料100％をニートSAF，従来燃料と混合したものをSAF（あるいは混合SAF）と呼ぶ。本報告書では，従来燃料と混合した燃料をニートSAFと区別するために混合SAFと呼ぶ。
SAF関連の燃料の呼称
規格・指針

既存ジェット燃料と合成燃料を混合したもの

合成燃料100％

本報告書での呼称

ニートSAF

混合SAF

ジェット燃料取扱基準に関する指針（石連指針）

合成ブレンド成分

合成燃料ブレンド品

持続可能な代替航空燃料（SAF）の取扱い要綱 初版（石油連盟発行）

ニート燃料

SAF

Defense Standard 91-091

合成ブレンド成分（SBC）

ASTM D7566
EI 1533

合成ブレンド成分（SBC）
合成ブレンド成分（SBC）

その他の呼称EI 1533で紹介されている呼称

ニートSAF

航空タービン燃料（SAFとしての呼び名は無い）
航空タービン燃料
半合成ジェット燃料
SAF
合成航空燃料 （SAF）
SAF ブレンド
合成ジェット燃料ブレンド*1 合成燃料は天然ガス等の化石由来原料からも製造できるため，合成燃料の全てがSAFと完全に同義ではない点に注意する必要がある。

5

２. SAFの品質と規格
2.2 ASTM D7566－SAFの試験規格と認証の仕組み
航空燃料の品質規格は，Defence Standard 91-091（DEF STAN），ASTM D1655 等であり，日本国内ではこれらを概ね満たす共同利用貯油施設向け統一規格（石連規格）が使用されている。
一方，SAFを含む合成燃料の品質規格は，ASTM D7566に規定されている物のみである（2023年5月現在）。
ASTM D7566 では，ニートSAFと混合SAFの両方について品質規格を定めている。
ニートSAFは，従来燃料と混合後にASTM D7566の規格に合格することにより，ASTM D1655適合燃料と見做すことができ，従来燃料と同様に取り扱うことができる（ASTM D1655への自動認証）。

ニート SAF（SAF 100％）

Jet A-1（石油 100％）

ASTM D7566

ASTM D1655

混合
混合SAF
ASTM D7566に合格

Jet A-1
ASTM D1655
DEF STAN 91-091

石連規格

AFQRJOSASTN D1655とDEF STANを概ね
満たす

SAF

ASTM D1655燃料（従来燃料）と同等の取扱いが可能

従来燃料

SAFと従来燃料の規格の関係
6

２. SAFの品質と規格
2.1.1 ASTM D7566で規定された合成燃料
ASTM D7566で使用が認められている合成燃料は，以下の7種類である（2023年現在）。品質規格は，D7566の附属書 Annex A1～A7に規定されている。また，各々の燃料を従来燃料と混合する際の上限（容量％）も規定されている。これらが所謂ニートSAFとして利用される。
国内では，5種類（赤枠内）の燃料について製造実績があるため，以後はこれらについて解説する。
従来燃料と

ANNEX
番号

種類

A1

FT-SPK

バイオマスをガス化，FT合成

木質セルロース，
都市ゴミ

50 容量％ ※A2

HEFA SPK

油脂および脂肪酸の水添

廃食油等の油脂

50 容量％ ※A3

SIP

糖由来合成イソパラフィン

バイオマス糖10 容量％ ※

A4

SPK/A

非化石由来芳香族をアルキル化

非石油由来芳香族

50 容量％ ※サトウキビ、トウモロコシ
50 容量％
都市ゴミ（衣料等）
木質

概要

原料の例

の混合上限

A5

ATJ

アルコール水添

A6

CHJ

微細藻類および廃食油を水素化熱水分
微細藻類および廃食油
解50 容量％

A7

HC-HEFA SPK

微細藻類由来炭化水素を水添

10 容量％

微細藻類抽出油※燃料の密度や芳香族含有率等の性状によっては，混合率が規定の上限未満に制限されることがある。

7

２. SAFの品質と規格
2.1.2.1 国産SAF
日本国内でこれまでに製造利用された実績のあるSAFは ，ASTM D7566のAnnex A1，A2，A5，A6，およびA7の燃料である。これらの燃料の定義は単に原料の化学的分類と製造法の概要を指定しているのみであり，原材料名
や詳細な合成条件は示されていない。

Annex A1：FT-SPK （フィッシャー・トロプシュ合成ケロシン）–

フィッシャー・トロプシュ （FT） プロセスは，合成ガス，すなわち一酸化炭素（CO）と水素（H2）を鉄またはコバルトベースの触媒を使用して液体炭化水素を合成するプロセスである。
航空燃料として適切な蒸留範囲と化学組成を持つ製品に転換するためには，さらに分解と水素化処理等を行う必要がある。

–

ASTM D7566 Annex A1 では合成ガス等を原料として指定しているが，合成ガスの発生源は指定していないため，技術的には様々な原料が利用可能である。原料は固体でも液体でもよい。
例としては，都市廃棄物や林業副産物がある。FT合成自体は元来，石炭や天然ガスからジェット燃料を生産することを想定したものである。したがって，ASTM D7566の燃料は必ずしもSAFでない場合があり得ることになる。

–

合成プロセスの生成物は，ノルマルパラフィン以外にも含酸素化合物とオレフィンの混合物が含まれるため，水素化処理，水素化分解または水素化異性化等の処理によって精製され，最終製品となる。

–

FTプロセスで製造された ニートSAF は，主としてイソパラフィンとノルマルパラフィンで構成されており，芳香族を含まない。このため，混合SAFを製造する際にブレンド率の上限が，規格で許容される上限（50 容量％）未満に制限される場合がある。
8

２. SAFの品質と規格
2.1.2.2 国産SAF
Annex A2：HEFA-SPK （HEFA合成ケロシン）–

HEFA-SPK は，エステルおよび脂肪酸を水素化処理して製造される。現在商用利用されている
SAFの主要な原料となっている。これは，HEFA-SPKの製造方法がHVOなどの既に普及している合成ディーゼル燃料の製造方法と類似していることによる。

–

原料は単に脂肪酸エステルまたは遊離脂肪酸としてのみ定義されている。エステルとしては，油脂等のグリセリド類や脂肪酸メチルエステル（FAME）等が想定される。原料の具体的な供給源は指定されていないため，化学的に脂肪酸または脂肪酸エステルであれば良い。脂肪酸エ
ステル，遊離脂肪酸，植物油，動物油脂，使用済み食用油，藻類由来の油など様々なものが利
用できる。

–

一般に使用される原料のほとんどは炭化水素鎖がC18とC20を主体とするものである。一方，従来型ジェット燃料は，通常C8～C16 の炭化水素で構成されている。従来型ジェット燃料に近い組成とするためには，脂肪酸/エステル原料を分解/異性化して，炭化水素鎖を調整する必要がある。

–

HEFAから製造された ニートSAF は，FT-SPKと同様に，主としてイソパラフィンとノルマルパ
ラフィンで構成されており，芳香族を含まない。このため，混合SAFを製造する際にブレンド率の上限が，規格で許容される上限（50 容量％）未満に制限される場合がある。

9

２. SAFの品質と規格
2.1.2.3 国産SAF
ANNEX A5 – ATJ-SPK（－アルコールtoジェット）–

附属書Annexで定義されたプロセスはいくつかのアルコールに使用できるが，2023年時点では
エタノールとイソブタノールを原料として個別に使用することしか許可されていない。

–

アルコール供給源には制限はないが，典型的な原料はデンプン/砂糖 （トウモロコシ，サトウ
キビ，芋類）等であり，使用済み衣類等も利用できる。これらを発酵して糖からアルコールに転換し，脱水後にオリゴマー化プロセスを通じてより長鎖の物質に合成する。ここで得られた中間原料は，水素化後に蒸留によってジェット燃料の分子量範囲に分留される。

ANNEX A6 – CHJ（接触水素化分解ジェット燃料）–

廃油の処理に由来する清浄な遊離脂肪酸を使用する。脂肪酸は予熱した水と結合し，接触水素
熱分解ユニット内で高温高圧下で処理される。

–

得られた混合物は，水素化処理，水素化分解，異性化などの従来型精製プロセスで処理されるが，非常に広い沸点範囲を持つ分子が生成するため，さらに分留が行われる。

–

CHJ には芳香族が含まれている。これにより混合SAFは従来ジェット燃料と類似した組成となり，良好な析出点や芳香族下限値が担保される。

Annex A7 – HC-HEFA SPK（水素化炭化水素HEFA）–

HEFA ベースの製品であるが，特定の藻類株 （Botryococcus braunii 種）に由来する水素化処
理された脂肪酸エステル，脂肪酸，および炭化水素を含む独自の原料を利用する。

–

この燃料は日本で開発され，ASTM D4054 プロセスに従って「ファストトラック」承認（迅速承認）を取得した最初の燃料である。混合上限は最大 10 容量% である。
10

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.1 ニートSAFの品質要求事項•

ニートSAFは，既存ジェット燃料に類似していることが要求される。

•

既存燃料とは製法が異なるため，微量の混入物もチェックされる。

•

製品は，以下の二段階の品質要求事項を満たす必要がある。

ニート
SAF製造

試
験

Detailed Batch
Requirements

Other Detailed
Requirements

詳細バッチ要求事項

その他の詳細要求事項•

既存ジェット燃料との類似度
合をチェック

•

バッチ毎に必須の試験

品質規格の規定 *1＆•

微量の混入物をチェック（製造モニタ）•

事実上バッチ毎に必須（FT-SPKでは緩和可※）品質規格の規定 *1•

Annex A1 Table A1.1•

Annex A1 Table A1.2•

Annex A2 Table A2.1•

Annex A2 Table A2.2•

Annex A5 Table A5.1•

Annex A5 Table A5.2•

Annex A6 Table A6.1•

Annex A6 Table A6.2•

Annex A7 Table A7.1•

Annex A7 Table A7.2

合格

Jet A-1と混合※FT-SPK（Annex A1 ）の場合，製造が安定した後は Other
Detailed Requirement の項目はバッチ毎に実施する必要はない（一定間隔で実施してもよい）。
ただし，原料や製法の大幅な変更
時には必須である。*2※その他の Annex の燃料についてはバッチ毎に必須である。

*1 Annex A3，Annex A4 についても品質規格が存在するが，国内製造実績および利用の計画がないため省略した。
*2 Annex A1 （FT-SPK）は合成燃料としての歴史が古く知見の蓄積が十分であるため，Other Detailed Requirementはバッチ毎ではなく変更管理の目的で実施してもよいとされている。他のAnnexの燃料については，緩和の規定は無いが，今後十分に知見が蓄積されれば，緩和される可能性がある。

11

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.2 Detailed Batch Requirements（詳細バッチ要求事項）
ASTM D7566の各Annex の Table Ax.1に規定（xは Annex番号）●：既存燃料で通常実施しない
項目

●
●
●
●
●
●
●
●
●

試験項目
酸価，mg KOH / g
蒸留 (物理蒸留)
T10，℃
T50，℃
T90，℃
終点，℃
T50-T10，℃
T90-T10，℃
残油量，％
減失量，％
蒸留 (ガスクロ蒸留）
T10，℃
T20，℃
T50，℃
T80，℃
T90，℃
終点，℃

Annex A1
Table A1.1
FT–SPK

Annex A2
Table A2.1
HEFA–SPK

22以上

22以上

●

Annex A7
Table A7.1
HC-HEFA SPK

試験方法（斜体はReferee method）
D3242 / IP 354

15以上
40以上

21以上
1.5以下
1.5以下

D86, IP 123, D7344, D7345
22以上

報告
報告
報告
報告
報告
報告

D2887 / IP 406

D56, D3828, D7236,

38以上
730～770730～772

析出点，°C●

Annex A6
Table A6.1
CHJ

205以下
報告
報告
300以下

引火点，°C密度 (15℃)，kg/m3

Annex A5
Table A5.1
ATJ-SPK
0.015以下

煙点，mm
実在ガム，mg /100 mL
FAME，mg/kg
熱安定度
温度，°C
フィルタ差圧，mmHg
管堆積度(VTR) または管堆積度(ITR，ETR）

730～770775～840730～800

7以下
5 未満

25.0以下
7以下
5 未満

–40以下
7以下
5 未満

325以上*125以下
3未満， 孔雀模様や異常色相堆積物なし
85以下

IP 170, IP 523, IP534
D1298 / IP 160, D4052, IP365
D5972 / IP 435, D7153 / IP 529,
D7154 / IP 528, D2386 / IP 16
D1322 / IP 598
D381*2, IP 540
IP 585, IP590

D3241 / IP 323

Annex A3，A4は，国内利用実績が無いため省略*1 既存ジェット燃料では260℃以上とされているが，ニートSAFの場合はより高い温度で試験しなければならない。
*2 ASTM D381は ASTM D7566-20 Annex A6 ではreferee method とされていない。

12

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.3 Other Detailed Requirements（その他の詳細要求事項）●：既存燃料で通常実施しない項目

ASTM D7566の各Annex の Table Ax.2に規定（xは Annex番号）
試験項目

Annex A1
Table A1.2
FT–SPK

Annex A2
Table A2.2
HEFA–SPK

Annex A5
Table A5.2
ATJ-SPK

Annex A6
Annex A7
Table A6.2
Table A7.2
CHJ
HC-HEFA SPK

試験方法（斜体はReferee method）● 炭化水素組成●

シクロパラフィン，質量％

15以下

15以下

15以下

報告

50以下

D2425

●

パラフィン，質量％

報告

報告

報告

報告

報告

D2425

●

芳香族，質量％

0.5以下

0.5以下

0.5以下

8.4～21.2

0.5以下

D2425,

芳香族，質量％または芳香族，容量％炭素および水素，質量％8.4～21.2

D6379 / IP 436

8～20

D1319 / IP 156

99.5以上D5291● 非炭化水素組成●

窒素，mg/kg

2以下

D4629 / IP 379●

水分，mg/kg

75以下

D6304, IP438

硫黄，mg/kg

15以下

D5453, D2622

0.1以下
（各金属）

D7111, UOP 389

1以下

D7359

●

金属，mg/kg
Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li,* Mg, Mn,
Mo, Na, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Sn, Sr, Ti,
V, Zn

●

ハロゲン，mg/kg*LiはAnnex A6，A7では不要
Annex A3，A4は，国内利用実績が無いため省略

13

３. ニートSAFの品質試験項目（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4 ニートSAF特有の試験項目
各Annexに設定された試験項目のうち，ニートSAF特有の試験について解説する。

Detailed Batch Requirements（詳細バッチ要求事項）
試験項目

規定

•

蒸留傾斜（T90-T10）→ Table A1.1～Table A7.1•

蒸留傾斜（T50-T10）→ Table A6.1•

ガスクロ蒸留→ Table A1.1～Table A7.1•

脂肪酸メチルエステル→ Table A2.1，A6.1，A7.1

•

熱安定度

→ Table A1.1～Table A7.1

（試験温度 325℃以上）

Other Detailed Requirements（その他の詳細要求事項）
•

試験項目

•

炭化水素組成•炭素および水素

•

窒素

•

水分

•

金属

•

ハロゲン

規定
→ Table A1.2～Table A7.2

14

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.1 蒸留傾斜（T90-T10，T50-T10）
ジェット燃料は適切な揮発性をもつ必要があるため，蒸留範
囲の規格が定められている。SAFの場合，製造方法によっては蒸留範囲が既存ジェット燃料より狭いことがある。
SAFの蒸留範囲を従来ジェットとなるべく類似させるために，品質規格で蒸留の温度傾斜T90-T10（90%留出温度と10％留出温度の差）を40℃以上とするよう規定されている。Annex
A6（CFJ）についてはT90-T10に加えてT50-T10も規定されている。
図は，SAFとJet A-1について，蒸留曲線を簡略化してT10およびT90のみ示したものである。Jet A-1と比較して，FT-SPK（Annex A1），ATJ（Annex A5）の蒸留傾斜がやや狭いことがわかる。ただし，品質規格を満たしているため問題は無い。

蒸留傾斜 SAFと Jet A-1の比較

蒸留傾斜の規格値
項目

規格値

Jet A-1通常値

T50-T10※Annex A6のみで必要

15℃以上

12～30℃

T90-T10

40℃以上

35～75℃

留出温度のうちT90，T10のみ図示した。FTPK（Annex A1），HEFA-SPK（Annex A2）は，Jet A-1と比較して温度傾斜が緩い。
ニートSAFとJet A-1を混合することにより，温度傾斜の違いは緩和される。

15

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.2 ガスクロ蒸留 Simulated distillation
ニートSAFについては通常の常圧蒸留（物理蒸留）に加えてガスクロ蒸留が必要である。
ガスクロ蒸留は，常圧蒸留とは異なり真沸点（True Boiling Point）が得られる。常圧蒸留とは値が一致しないが，微妙な蒸留性状の変化を検出するのに有利である。ニートSAFのガスクロ
蒸留は，蒸留性状の取得というより，製造モニタの目的で実施される。規格値は設定されていない。

※ガスクロ蒸留
ガスクロマトグラフィーで疑似的に蒸留データを求める手法である。前もって沸点が分かっている複数の標準物質を分析し，保持時間と沸点の関係を求めておくことにより，ガスク
ロ分析で得られたクロマトグラムを蒸留データに変換できる。
物理蒸留と比較すると，初留点はより低く，終点はより高い
が，50％付近の温度は大きく違わない場合が多い。物理蒸留の代替法として使用する場合は，変換式で物理蒸留相当の値に補正する必要がある。
ただし，ニートSAFの場合は物理蒸留へ変換せずに報告することになっている。

• ガスクロ蒸留は真沸点分布のため，曲線のアップダウ
ンが細かい• ガスクロ蒸留の終点
は物理蒸留より高い• 成分変動が反映されやすい
ため，モニタに便利• ガスクロ蒸留の初留点は物理蒸留より低い

ガスクロ蒸留と物理蒸留の比較
16

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.3 脂肪酸メチルエステル（FAME）
FAMEや脂肪酸，油脂等を原料とするニートSAF（Annex A2，A6，
A7）についてはFAME濃度を測定しなければならない。
なお，FAMEは既存ジェット燃料（Jet A-1）でも測定する場合があるが，これはサプライチェーンの過程でバイオディーゼル燃料が混入する可能性がある場合に限って必要とされる。
•

試験方法： IP 585（GCMS法） またはIP590 （HPLC蒸発光散乱検出法）•

規格値：5 mg/kg 未満

FAME分子の例（実際はさまざまな分子の混合物である）

FAMEは，炭化水素ではなくエステル化合物であり，分子中にエステル結合をもつ。 FAMEは軽油に数％混合して使用されている軽油代替
燃料（バイオディーゼル燃料）の一種である。

3.4.4 熱安定度 （JFTOT）Thermal Stability
JFTOTは既存ジェット燃料（Jet A-1）についても実施する試験であるが，必要に応じて試験温度が変更される。ニートSAFの場合はJet A-1より高い試験温度で実施しなければならない。値の評価や規格値はJet A-1と同様である。
•

試験方法： D3241 / IP 323•

試験温度： 325℃以上•

規格値： 管堆積度＜3（孔雀模様や異常色相堆積物なし），フィルタ差圧 25 mmHg 以下（Jet A-1の場合は 260℃以上）

17

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.5 炭化水素組成 Hydrocarbon composition
ジェット燃料を構成する炭化水素は，パラフィン，シクロパラフィン，芳香族である。従来ジェット燃料
ではこれらが各々一定程度含まれている。組成は燃料の燃焼性や発熱量に関連している。
一方，SAFはほぼパラフィンのみで構成されており，芳香族，シクロパラフィンが殆ど含まれない傾向がある*1。ニートSAFを従来ジェット燃料と混合使用する理由の一つは，このようなSAF特有の炭化水素組成を，従来ジェット燃料のそれになるべく近づけることである。
ニートSAFの組成に関する規格値は，燃料の性質に応じて各々の標準的な範囲に設定されている。
炭化水素組成の規格値
ニートSAF種類

パラフィン

シクロパラフィン

芳香族

Annex A1, A5, A7

報告

15 質量％以下

0.5 質量％以下

Annex A6

報告

報告

参考： 燃焼性の評価

最も望ましい燃焼特性の成分

パラフィンの次に望ましい
成分

規
格
値

パラフィン
Paraffin*1 Annex A6 のCFJは芳香族を含み，従来燃料に類似している。

シクロパラフィン
Cycloparaffin

8.4～21.2 質量%（8～20 容量%）煤を生じるため燃焼上は望まし
くないが，燃料漏れ防止のため
一定以上は必要な成分

芳香族
Aromatics
18

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.5.1 炭化水素組成 －Jet A-1とニートSAFの比較• ニートSAFの種類ごとに組成は異なる。
• ニートSAFとJet A-1では組成が異なるが，混合することによりJet A-1との差異は小さくなる。

シクロパラフィン

シクロ
パラフィン

パラフィン
パラフィン

芳香族

Jet A-1
Jet A-1では石油由来の各成分が一定程度存在する。芳香族含有率は通常は 16～22 容量％ ，少ない場合でも8 容量％と認識されている。

従来燃料の組成の例

測定
FT-SPK
格値 各
0.1
ニートSAFは大部分パラフ
ィンである。芳香族は含ま
れていない

ATJ

HEFA-SPK

ニートSAFの組成の例
19

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.5.2 炭化水素組成 の試験方法
試験の概要
前処理で試料を飽和フラクションと芳香族フラクションに分離したのち，各々について質量スペクトルを測定する。質量スペクトルは，パラフィン，シクロパラフィン，芳香族の成分が混在したものになる
が，計算によって各々の炭化水素グループの存在率を割出すことができる。二つのフラクションの炭化
水素組成を合算し，試料全体の組成を求める。
前処理，質量分析共に複数の手法があり，任意に組み合わせて試験することが出来る。
•

前処理法： ASTM D1319 蛍光指示薬法 ，ASTM D2549 カラムクロマト法，ASTM D6379 HPLC法•

質量分析： Procedure A 磁場型質量分析計，Procedure B 四重極型質量分析計
分析フローの例
芳香族分画

前処理は蛍光指示薬法で行い，質量分析には通常のGC-MSの四重極型質量検出器を使用する例。GC-MS
はMS分析計として利用するため，ガスクロによる分離は行わない。

解析
合算
解析
飽和分画

質量分析：四重極型MSD

前処理：蛍光指示薬法
20

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.6 炭素および水素 Carbon and Hydrogen
SAFの成分が炭化水素であることを元素分析で確認する。 一般には，炭素，水素の同時測定が可能な自動分析計を使用する。
•

試験方法： ASTM D5291•

規格値：炭素と水素 の合計で 99.5質量％以上

3.4.7 窒素分 Nitrogen
非炭化水素成分の有無を確認する試験である。従来ジェット燃料には窒素分は含まれないことが分かっているため通常は測定しないが，SAFについては測定が要求される。
試験方法である化学発光法は，石油製品一般の試験方法である。
•

試験方法： ASTM D4629，IP 379（化学発光法）•

規格値： 2 mg/kg以下

3.4.8 水分 Water
非炭化水素成分の有無を確認する試験である。
•

試験方法： D6304, IP438（カールフィッシャー電量滴定法）•

規格値： 75 mg/kg以下

21

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.9 金属 Metals
燃料に含まれる微量金属は高温でタービン部品に腐食や堆積を引き起こす可能性がある。また
微量レベルの銅は燃料を不安定性にし，酸化や不溶性堆積物の生成につながる可能性がある。
微量金属の含有量を確認することは，品質確保のみならず製造プロセスの診断のためにも重要である。
•

試験方法： ASTM D7111（ICP発光分光法）•

測定元素（22元素）
Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li*, Mg, Mn, Mo,
Na, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Sn, Sr, Ti, V, Zn（*Liは、Annex A3，A5のみで規定）•

規格値： 各 0.1 mg/kg （0.1 ppm)

試料を灯油で希釈してICPに直接導入
し，各元素を同時測定する。
内部標準として油溶性のイットリウ
ム、コバルト、スカンジウム等の標準物質を使用する。

ICP発光分光分析装置
22

３. ニートSAFの品質規格（ASTM D7566）Annex A1～A7
3.4.10 ハロゲン Halogen
ハ ロ ゲ ン は 通常の 既存ジ ェット 燃料に は含ま れない が，製 造方法 が異な るSAFの場 合は
必 要 で あ る 。ハロ ゲンの 測定は ，製造 プロセ スの監 視とし て重要 である 。
試 料 を 燃 焼 炉に中 で酸化 分解し ，発生 した燃 焼ガス を水に 吸収さ せる。 これを イオン ク
ロ マ ト グ ラ フに導 入し， ハロゲ ンの陰 イオン を定量 する。
測 定 対 象 ： フ ッ 素 ( F ) ， 塩素 ( C l )規格値：

合計で 1 mg/kg (1 ppm) 以下

試 験 方 法 ： AS TM D 7 3 59 （燃焼 イオン クロマ トグラ フィー ）イオンクロマトグラフ

燃焼炉

F-：フッ素イオン

Cl-：塩化物イオン

燃焼イオンクロマトグラフ

クロマトグラムの例

234. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.1 ASTM D7566 Table 1の要求事項
ニートSAFはJet A-1等の従来ジェット燃料と混合してから使用される。混合後のSAFの燃料仕様は，ASTM
D7566 Table1に規定されている。
Table 1 は，目的の異なる２つの要求事項（Part 1 ，Part 2）で構成される。両方を満たすことにより，混合
SAFはASTM D1655適合燃料（すなわち従来ジェット燃料）と同等と見做され，以後従来ジェット燃料と同様に取り扱うことができる。
・Part 1（基本要求事項）
従来燃料規格 ASTM D1655 と全く同じ要件を規定している。従来燃料としての品質確保が目的。
・Part 2（拡張要件事項）
SAFの特性が従来ジェット燃料と十分に類似していることを保証するための項目。
Part 2では合成燃料であるSAFの特性に焦点を当てた試験が設定されている。

ASTM D 7566 規格試験
ニートSAF

ブレンド

混合SAF

Table 1 Part 1

Table 1 Part 2

Basic
Requirements

Extended
Requirements

試験

必須分析項目（16項目）• バッチ毎に必須

Jet A-1• ASTM D1655と同一の内容• DEF STAN，石連規格と大部分同
じ

＆

追加項目
（3～4項目）合格• 通常は混合バッチで毎に必須• 意図せずに少量が混合されてしまう場合はバッチ毎の試験は必須ではない24

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.2 Table 1 Part 1
Table 1 Part1 Basic requirement （基本要求事項）
性状

組成

揮発性

流動性

項目
酸価，mgKOH/g
1. 芳香族，容量％ または2.芳香族，容量％メルカプタン硫黄，質量％
硫黄分，質量％蒸留性状，°C：
10％留出温度（T10），℃
50％留出温度（T50），℃
90％留出温度（T90），℃
終点，℃
残油量，％
減失量，％
引火点，°C密度 (15℃)，kg/m3
流動性
析出点，°C

動粘度－20°C，mm2/s
真発熱量，MJ/kg（1）煙点，mm，または燃焼性（2）煙点，mm，およびナフタレン，容量％
腐食性
銅板腐食，100℃，2時間
フィルター差圧，mmHg
熱安定度（260℃以上 2.5時間） 管堆積度（VTR）または
管堆積度（ITRまたはETR）
実在ガム，mg / 100 mL
マイクロセパロメーター
コンタミ物
静電防止剤無添加試料
静電防止剤添加試料
添加剤
電気伝導率，pS/m※内容は 従来ジェット燃料の規格 ASTM D1655の Table 1と同一

ジェットAまたはジェットA-1
0.1以下
25以下
26.5以下0.003以下
0.3以下
205以下
報告
報告
300以下
1.5以下
1.5以下
38以上
775～840–40以下（Jet A）–47以下（Jet A-1）
8.0以下
42.8以上25.0以上18.0以上
3.0以下
1以下
25以下
3未満 ，孔雀模様や異常色相堆積物なし
85以下
7以下
85以上
70以上
600以下 （納品時50〜600）

試験方法(斜体はreferee method )D3242 / IP 354
D1319, IP156, D8305
D6379 / IP 436
D3227 / IP 342
D1266, D2622, D4294, D5453, IP 336

D86, D2887 / IP 406, D7344, D7345, IP 123

D56, D3828, D7236, IP 170, IP 523, IP534
D1298 / IP 160, D4052, IP365
D5972 / IP 435, D7153 / IP 529, D7154 / IP
528, D2386 / IP 16
D445 / IP 71 Secion1, D7042, D7945
D4529, D3338, D4809, IP12
D1322 / IP 598
D1322 / IP 598
D1840, D8305
D130 / IP 154
D3241 / IP 323
D3241 / IP 323 Annex A1
D3241 / IP 323 Annex A2, A3
D381, IP 540
D3948
D2624 / IP 274

25

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.2.1 ASTMD7566 Table 1 とDEF STANの違い
ASTM D7566 Table 1 Part 1は，D1655と同じ内容であるが，DEF STAN・石連規格の一部の試験項目が含まれていない。
ASTM D7566 Table 1に無く
石連規格・DEF STAN 91-091 Table 1 にある項目

ASTM D7566 Table 1－Part 1 Basic requirement
性状
酸価，mgKOH/g
1. 芳香族（蛍光指示薬法），容量％
2.芳香族（HPLC)，容量％メルカプタン硫黄，質量％
硫黄分，質量％蒸留性状，°C：
10％留出温度（T10），℃
50％留出温度（T50），℃
90％留出温度（T90），℃
終点，℃
蒸留残留物，％
蒸留損失，％
引火点，°C密度 (15℃)，kg/m3
析出点，°C
動粘度－20°C，mm2/s
真発熱量，MJ/kg（1）煙点，mm，または（2）煙点，mm，およびナフタレン，容量％
銅板腐食，100℃，2時間
熱安定度（260°C以上2.5時間）
フィルター差圧，mmHg
管堆積度（VTR）または
管堆積度（TRまたはETR）
実在ガム，mg / 100 mL
マイクロセパロメーター
静電防止剤無添加試料
静電防止剤添加試料
電気伝導率，pS/m

Jet A-1 規格値
0.1以下
25以下
26.5以下0.003以下
0.3以下
205以下
報告
報告
300以下
1.5以下
1.5以下
38以上
775～840–40以下（Jet A）–47以下（Jet A-1）
8.0以下
42.8以上25.0以上18.0以上
3.0以下
1以下
25以下
3未満 ，孔雀模様や異常色相堆
積物なし
85以下
7以下

性状
外観
色（セーボルト）

Jet A-1 規格値
清澄
Clear, bright and visually freefrom solid matter andundissolved water at ambient
fuel temperature
報告

微粒きょう雑物（重量法），mg/L

1.0以下

または
微粒きょう雑物（粒度分布）≧4 μｍ (c)
≧6 μｍ (c)≧14 μｍ (c)≧21 μｍ (c)≧25 μｍ (c)≧30 μｍ (c)

報告
報告
報告
報告
報告
報告

• D7566 Table 1(part 1）には石連規格・DEF STANにあるこれらの項目が含まれない。
• 石連規格・DEF STANへの適合を確認するためには，
これら項目の試験を追加で実施する必要がある。

• D7566 Table 1 Part 1は，D1655 Table 1と同じ内容

85以上
70以上
600以下 （納品時50〜600）

26

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.3 Table 1 Part 2
Part 2の項目は，大部分が DEF STANや石連規格には含まれない試験である。これらは，SAF特有の性質に焦点を絞ったものであり，従来ジェット燃料では要求されない。
混合SAFの性状は，従来ジェット燃料に十分に類似したものである必要がある。前述のPart 1 の試験は従来ジェット燃料を前提にしたものであり，これのみでは混合SAFの性状を十分評価することは難しい。このため，SAFについてはPart 2の試験が要求される。

ASTM D75466 Table1 Part2－拡張要求事項（Extended Requirements）
性状

組成

試験項目
芳香族下限値：
以下の何れかを満たすこと
1. 芳香族（蛍光指示薬法）, 容量％

規格値

8 以上

D1319 , IP 156, D8305

8.4 以上D6379/IP 436

T50－T10,℃

15 以上

T90－T10,℃

40 以上

D2887/IP 406, D86,
IP 123, D7344, D7345

2. 芳香族（HPLC）, 容量％
蒸留温度傾斜揮発性

試験方法（斜体はreferee method）

潤滑性

潤滑性, mm0.85 以下

流動性

動粘度（― 40℃）, mm2/s*1

12 以下

D5001
D445/IP 71 Section 1W,
D7945*1 動粘度（－40℃）は，Annex A1，Annex A4の燃料を原料とした混合SAFの場合は不要

27

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.3.1 Table 1Part 2：Extended Requirementsの緩和条件
Part 2は従来燃料が合成燃料と意図せずに混合される場合，バッチ毎の分析は必須ではない。
例として従来燃料がタンク底部の合成燃料残油と意図せずに混合されてしまう場合が考えられる（下図の下のフロー）この場合，バッチ毎の試験は必須ではない。

Part 2 の緩和条件適用の例
必須＋

意図的な混合従来燃料

意図的でない混合
従来燃料

Part 1＝

混合SAF

ニートSAF＝＋

混合が意図的か否かでPart 2 の扱いが異なる

Part 2

必須

任意Part 1

Part 2

混合SAF
タンク最底部の少量残油

従来燃料と少量のSAFが混合されたものだが，意図的に混合した製品とはみなさない。

28

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.4 混合SAF特有の試験項目
Table 1 の要求項目のうち，混合SAF特有の試験あるいは混合にあたって注意を要するものについて解説する。

Part 1 Detailed Requirements（詳細要求事項）•

密度Part 1は従来燃料規格 ASTM D1655と同様である
ため，SAF特有の項目は存在しないが，密度についてはブレンド時にSAF特有の注意事項がある。

Part 2 Extended Requirements（拡張要求事項）•

芳香族（下限値）•

蒸留傾斜（T90-T10）•

蒸留傾斜（T50-T10）•

潤滑性（BOCLE）•

動粘度 （－40℃）

29

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.4.1 密度 Density
ジェット燃料の密度には上限と下限が設定されている。密度が低すぎると燃料のエネルギー密度が低くなり，限られたタンク容量では十分なエネルギーが得られない。
Annex A1やA2のニートSAFは芳香族を含まないため，一般に従来ジェット燃料より密度が低い。このため，単独ではジェット燃料としての密度の下限値を満たさない。これらのニートSAFをJet A-1と混合する際は，混合SAFの密度が規格下限を下回らないよう注意する必要がある。 場合によっては上限である50％まで混合できない場合がある。
例１
ニートSAF密度が 740 kg/m3 の場合，SAF50％混合で規格値（775.0 kg/m3）を満たすためには，Jet A-1の密度は何 kg/m3以上でなければならないか？
回答： 800 kg/m3以上必要

例２
ニートSAF密度が 740 kg/m3 ，Jet A-1 密度が 790 kg/m3の場合，SAF50％混合で規格値（775.0 kg/m3）を満たすためには，ニートSAFは何％まで混合できるか？
回答： 37.5 容量％まで
密度は線形ブレンド（加重平均）で予想可能である。

30

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.4.2 芳香族（下限値） Aromatics
芳香族炭化水素は燃焼性が良くないため，通常は品質規格で上限を定めている。
しかし，芳香族が少なすぎると老化したエラストマーシール材が収縮し燃料漏れの恐れがある。
多くの種類のニートSAFは芳香族をほとんど含まないため，混合SAFの芳香族が規定の下限値を下回ることがないように確認する。
•

試験方法
Part 1 の芳香族試験の結果を下限値と照合する。新たな試験は不要である。

•

規格値
規格値は試験方法によって異なる。
8 容量％以上 蛍光指示薬法（D1319）
8.4 容量％以上 HPLC法（D6379）•

参考
Jet A-1の芳香族含有率は通常は 16～22 容量％ ，少ない場合でも8 容量％である。
芳香族含有率には加成性が成り立つため，混合SAFの芳香族（容量％）は計算である程度予測することができる。例えば，JetA-1に芳香族が 16 容量％以上含まれれば，芳香族0％のニート
SAFを50％混合しても，混合SAFの芳香族は8 容量％以上と予想される。
品質確定のためには，予想値ではなく実際の測定結果が必要である。

芳香族 規格値

試験方法
ASTM D1319

ASTM D6379

上限 （Part 1）

25 容量％

26.5 容量％

下限 （Part 2）

8 容量％

8.4 容量％31

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.4.3 蒸留傾斜（T90-T10，T50-T10）
Part 1 の蒸留試験に加えて，Part 2 では蒸留温度傾斜を報告する。報告する項目は，ニートSAFでも要求されている，T90-T10（90%留出温度と10％留出温度の差）およびT50-T10（50%留出温度と10％留出温度の差）である。
従来ジェット燃料は幅広い蒸留範囲を持ち，これによりエンジン内での燃料時の良好な混合と霧化が保障されている。一方，一部のニートSAFでは蒸留範囲がより狭い場合があるが，混合SAFの段階では従来ジェット燃料と同様の幅広い蒸留範囲を有することが重要である。
蒸留性状は線形ブレンド（加重平均が成り立つブレンド）ではないため，ニートSAFとJet A-1の蒸留性状から蒸留温度傾斜を完全に推定することは出来ない。

蒸留傾斜の規格値（ニートSAFと同様の設定）
項目

規格値

Jet A-1通常値

T50-T10※Annex A6のみで必要

15℃以上

12～30℃

T90-T10

40℃以上

35～75℃

32

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.4.4 潤滑性試験（ BOCLE ）ジェット燃料は，それ自体が飛行機の燃料システムを潤滑する
ため，良好な潤滑性が要求される。石油系ジェット燃料の場合，原油由来の微量な極性物質が潤滑性を担っており特別な場合を除き潤滑性を確認する必要はなかった。*1
しかし，合成燃料であるニートSAFには極性の潤滑物質は含まれていないため，混合SAFの段階で潤滑性を確認することになっている。
現代の航空機は低潤滑性の燃料でも使用できるが，一部の古い機種はそうではないため，試験が要求される。

試験器(BOCLE)
試験方法：ASTM D5001

試験にはBOCLE（Ball on Cylinder Lubricity Evaluator)という試験器を使用する。
荷重

潤滑性試験の仕組み
金属のボールとシリンダーの間にサンプルの油膜を作り，シリンダーを回転させて，一定時間運転することによりボール上に摩耗痕を付ける。
その後，摩耗痕径を顕微鏡で計測する。痕径が小さいほど，潤滑性が良いと判断され
る。

回転
シリンダー

燃料

ボールの摩耗痕径を計測
縦横の平均値（μm）を報告*1 従来型燃料についても必要な場合は潤滑性を試験する必要がある。DEF STAN・石連規格では，高度に水素化処理基材が20% を超え，非水素化燃料が5% 未満の場合は，潤滑性試験が要求されているが，国内製造のJet A-1はこれに該当しない。なお，DEF STAN・石連規格では合成燃料を含む場合は潤滑性試験が必要である（SAFはこれに該当する）。潤滑性試験の要求事項は，旧式の燃料ポンプを想定している。

33

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1
4.4.5 動粘度 （－40℃） Viscosity minus 40℃
一部の航空機では，燃料の動粘度上限は12 mm2/s とされている。しかし，析出点近く※1の低温に冷却された場合，燃料によっては動粘度が12 mm2/sを超える可能性がある。
現代の航空機には燃料を加熱して粘度を下げる機能があり，低温で燃料が流動性を保つことが出来るが，一部の航空機にはその機能が無い。
従来燃料の場合，低温での動粘度特性は分かっているため，動粘度は-20℃で品質保証すれば－40℃における動粘度も把握することできる。しかし，SAFの場合は従来同様には動粘度の挙動を予測できないため，－40℃で実際に測定する必要がある。
SAFによっては，許容上限まで混合すると混合SAFの動粘度（－40℃）が規格値を超えることも有り得る。その場合は混合率を下げる必要がある。混合による動粘度の変化は非線形（加重平均が成り立たない）である点に注意する必要がある。
•

規格値： 12 mm2/s以下•

試験方法： ASTM D445 /IP 71 Section 1W, D7945※Jet A-1の析出点規格値は －47.0℃以下である。製品の通常の析出点は－50℃を下回っている。

34

4. 混合SAFの品質規格： ASTM D7566 Table 1

動粘度 (mm2/s）

4.4.5.1 動粘度の温度依存性

12•

Jet A-1 の－40℃動粘度は通常12mm2/sより十分に低く，粘度と温度の関係も分かっているため，動粘度は－20℃で管理すれば十分である。

•

混合後SAFの場合は知見が十分でないため，－40℃で試験して確認する必要がある。

Jet A-1の動粘度－40℃で 6 mm2/s 程度

試験温度 (℃）

参考図： Jet A-1の動粘度と密度の温度による変化
出典：Viscosity of Aviation fuel and jet fuel – viscosity table and viscosity chart :: Anton Paar Wiki (anton-paar.com)

35

５. 関連規格等
SAF（合成燃料）に関する規定
規格番号/名称
EI 1533

半合成ジェット燃料および合成混合成分 (SBC) の品質保証要件
EI/JIG 規格 1530 の補足文書

発行元

発行年

Energy Institute2022.11（初版）

ASTM D7566

合成炭化水素を含む航空タービン燃料の標準仕様

ASTM international

2022.11

ASTM D4054

新しい航空タービン燃料および燃料添加剤の評価のための標準的なプラクティスASTM international

2022.7

石油連盟

2021.9
（初版）

発行元

発行年

英国国防省

2022.3
第14版

ASTM international

2022.11

JIG

2022.4（第33版）

石油連盟

2022.11（第33版）

石油連盟

2021.1(初版）

持続可能な代替航空燃料（SAF）取扱い要領

航空燃料全般に関する規定
規格番号/名称
Defence Standard 91-091
ASTM D1655
JIG Bulletin No. 144

Jet A-1の英国国防省による品質規格
ジェット燃料のASTM品質規格
AFQRJOSジョイントチェックリスト 第33版
共同利用貯油施設向け統一規格
ジェット燃料取扱基準に関する指針（石連指針）

36