Techno-economics and Environmental Feasibility Study on Bio-jet Fuels from Bio-wastes and Energy Plants

Authors

  • Sujanya Chantrasiri Department of Interdisciplinary Studies, Faculty of Humanities, University of The Thai Chamber of Commerce

Keywords:

bio-jet fuelssustainable aviation fuel (SAF), bio-jet fuels, bio-kerosene

Abstract

The global warming crisis is a global problem. The main cause has been the use of fossil fuels, which causes the accumulation of greenhouse gases in the atmosphere. In 2022, the average temperature of the earth's surface and seawater will increase as high as 1.15 degrees Celsius compared to the pre-industrial era (1950), resulting in extreme global climate changes, caused by global damage of an average of 480 million US dollars per day. In 2021, Thailand has signed the United Nations Convention, to control the global average temperature not to be increase more than 1.5 degrees Celsius, an announce the goal of achieving carbon neutrality by 2050 and net zero greenhouse gas emissions by 2065.  Before the Covid-19 era. In 2019, Thai aviation industry used of fossil jet fuel was 19.5 million liters per day and emitted carbon dioxide into the atmosphere at the highest level of 34.949 million ton per year. Since 2030, Thai international airlines must maintain net carbon dioxide emissions at a constant level (neutralize) without exceeding the maximum emissions level. Bio-jet fuel can reduce carbon dioxide emissions by up to 100% compared to fossil jet fuel. The production of bio-jet fuel begins with bio-oil being reacted with hydrogen in a high-pressure reaction tank, it was getting a high hydrocarbon liquid fuel 80-95%, and then send into a high temperature distillation process. The product will be 21-25% bio-jet fuel, 8-18% bio-gasoline, 20-54% biodiesel, 22-25% biogas and 8-10% bio-oil waste. Raw materials suitable for producing bio-jet fuel; including used oil palm, cooking oil, jatropha, sugarcane and cassava. The suitable bio-jet fuel production technology for Thailand are the Hydro-processing of Esters and Fatty Acids (HEFA), the Biomass Gasification process with Fischer-Tropsch with Aromatic (Gas + FTA) and the Alcohol-to-Jet (AtJ) process.

References

กระทรวงพลังงาน. (2562). แผนปฏิบัติการลดก๊าซเรือนกระจกของประเทศไทย ปี พ.ศ. 2564 – 2573. กรุงเทพมหานคร: สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน.

กรมอุตุนิยมวิทยา. (2565). ความผันแปรและ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ พ.ศ. 2564. กรุงเทพมหานคร: ศูนย์ภูมิอากาศ กองพัฒนาอุตุนิยมวิทยา กรมอุตุนิยมวิทยา.

ปวีณา พาณิชยพิเชฐ. (2565). ประเทศไทยกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจก. องค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก. ลดโลกร้อนกับ LESS วันที่ 8 ธันวาคม 2565

ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. (2563). โครงการศึกษาแนวทางการส่งเสริม เชื้อเพลิงชีวภาพอากาศยานอย่างยั่งยืน [รายงานวิจัย]. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.

สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ. (2563). การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากฟูเซลแอลกอฮอล์ที่ได้จากโรงงานเอทานอล (รายงานโครงวิจัย) สาขาวิชาเคมีประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์และศิลปศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน.

อธิสิทธิ์ นุชเนตร. (2556). ไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชที่ใช้แล้ว: พลังงานทางเลือกระดับชุมชนกับความคุ้มค่าในการผลิตพลังงานทดแทน. วารสารการวิจัยกาสะลองคำ มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงราย, 7(2), 131-141. https://so04.tci-thaijo.org/index.php/ksk/article/view/128142/96404

Arter, C.A., Buonocore, J.J., Moniruzzaman, C., Yang, D., Huang, J. & Arunachalam, S. (2022). Air quality and health-related impacts of traditional and alternate jet fuels from airport aircraft operations in the US. Environment International, 158, 106958. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106958

Austin. (2023). Groundbreaking transatlantic flight using greener fuel lands ln the US. BBC; Royal Watch Newsletter. https://www.bbc.com/news/business-67548961

cCarbon. (2023). Global Sustainable Aviation Fuel Outlook 2030. A specialized analysis platform for environmental, commodity, markets and climate finance. https://www.ccarbon.info/insight/global-sustainable-aviation-fuel-outlook-2030/

Frontier Energy Research. (2023). Bio-aviation Fuel: A Comprehensive Review and Analysis of the Supply Chain Components. Sec. Process and Energy Systems Engineering. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2020.00110/full

IATA. (2023). Sustainable aviation fuel output increases, but volumes are still low. Chart of the Week. The International Air Transport Association. https://www.iata.org/en/iata-epository/publications/economic-reports/sustainable-aviation-fuel-output-increases-but-volumes-still-low/

ICAO. (2023). Third ICAO Conference on Aviation and Alternative Fuels (CAAF/3). Dubai, United Arab Emirates. International Civil Aviation Organization. https://www.icao.int/Meetings/CAAF3/Pages/default.aspx

IEA. (2023). CO2 Emissions in 2022: International Energy Agency. Flagship report.

IPCC. (2023). AR6 Synthesis Report: Climate Change 2023. The IPCC finalized the Synthesis Report for the Sixth Assessment Report., Intergovernmental Panel on Climate Change., Geneva, Switzerland. https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-cycle/

ITF. (2021). Decarbonizing Air Transport: Acting Now for the Future; International Transport Forum Policy. https://www.itf-oecd.org/decarbonising-air-transport

United Nation. (2023). Hottest July ever signals ‘era of global boiling has arrived’ says UN chief. UN News, Global perspective Human stories, Climate and Environment. https://news.un.org/en/story/2023/07/1139162

Watson, M.J., Machado, P.G., da Silva, A.V., Saltar, Y., Ribeiro, C.O., Nascimento, C.A.O. & Dowling, A.W. (2024). Sustainable aviation fuel technologies, costs, emissions, policies, and markets: A critical review. Journal of Cleaner Production, 449, 141472. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141472

WMO. (2024). State of the Global Climate in 2023. Document. World Meteorological Organization. https://library.wmo.int/records/item/68835-state-of-the-global-climate-2023

World Economic Forum and Frontiers Science News. (2023). Top 10 Emerging Technologies of 2023: Sustainable aviation fuel; Centre for the Forth Industrial Revolution., Flagship Report. https://blog.frontiersin.org/2023/06/27/frontiers-and-the-world-economic-forum-collaboration-reveals-the-top-10-emerging-technologies-of-2023-report/

Downloads

Published

2024-12-25

Issue

Section

บทความวิจัย