世界中で石油と化石燃料の資源が減少している現在、次の大きなエネルギーソリューションを見つける競争は確実に進んでいます。そのエネルギー危機を解決するための特効薬や、無限に利用可能で環境を汚染しない完璧な燃料はないかもしれません。しかし、1つの選択肢、合成燃料（または合成燃料）は、従来の石油ベースの化石燃料と比較した場合、いくつかの利点といくつかの欠点を提供します。合成燃料は、「石炭、天然ガス、またはバイオマス原料から化学変換によって生成された」燃料を含む燃料のカテゴリです[出典：米国エネルギー情報局]。これらのタイプの燃料は、それらを作成するために使用されたプロセスにちなんで、フィッシャー・トロプシュ液体と呼ばれることがよくあります。合成燃料のカテゴリには、ビチューメンやオイルシェールなどの天然資源から合成される原油に類似した物質である合成原油に由来する燃料も含まれます[出典：米国エネルギー情報局]。化学的には、合成燃料は私たちが現在使用しているガソリンやディーゼル燃料に似ており、既存のエンジンで使用できます。しかし、それらを生成するには、複雑な化学変換が必要です。
石油価格の高騰と産油国の政情不安により代替燃料を模索するインセンティブが生まれているため、近年、各国政府やエネルギー会社は合成燃料に注目を集めています。合成燃料の主な利点は、石炭、天然ガス、さらには広く利用可能な植物廃棄物などの物質を使用して製造できることです。多くの合成燃料は、従来の燃料よりもクリーンに燃焼します。しかし、欠点もあります。それらはよりクリーンに燃焼することができますが、合成燃料を生産することは、多くの場合、従来のガソリンと同じくらい、あるいはそれ以上の汚染を引き起こします。合成燃料は、主に生産を経済的に実行可能にするためにより多くの研究、開発、投資が必要であるため、従来の燃料よりも生産に依然として費用がかかります。
現在製造されているさまざまな種類の合成燃料については、読み続けてください。
超重質油は、シンクルードのいくつかの供給源の1つです。 、原油によく似た合成燃料の一種。超重質油は自然に発生し、かつて地球の奥深くに埋められていた油が、炭化水素を分解して油の物理的特性を変化させるバクテリアにさらされると形成されます。油は露天掘りまたは「現場」（現場）での採掘によって回収できます。その場での収集では、高温の蒸気またはガスをウェルに配管して重油を分解し、2番目のウェルから流体を収集します。どちらの方法にも限界があります。露天掘り採掘は、地表近くの超重質油を収集するためにのみ使用できます。また、森林や動物の生息地を破壊することで環境に悪影響を及ぼし、必要な大量の水は使用後に廃棄物として処分する必要があります[出典：クラーク]。大量の重油を収集するには、現場での方法をさらに調査する必要があります。
多くの合成燃料の製造プロセスは、エンジンや車両で使用する準備がほぼ整っている製品を作成します。一方、シンクルード社の生産では、従来の原油と同じように、合成された原油をさらに精製して商業的に販売する必要があります。自然の状態では、超重質油は基本的に粘性です。 原油の形。原油が水のように流れる場合、超重質油は蜂蜜のように流れます。非常に重い油を有用な形にするために、通常、炭化水素を分解する熱とガスにさらされます。 燃料として燃やすことができるものとできないものに。これは、原油を燃料に精製するプロセスに似ていますが、より高価で複雑です。
Gas-to-Liquids の作成 燃料（または GTL ）天然ガスを液体の石油ベースの燃料に変換するプロセスが含まれます。シンクルードとは異なり、GTL製品は生産の最終段階に近づいています。燃料として使用する前に、製油所で処理する必要はありません。気体を液体燃料に変換するために最も広く使用されている方法は、フィッシャートロプシュ法です。 （F-T合成）[出典：米国エネルギー情報局]。このプロセスでは、天然ガスが空気と結合され、触媒（通常はコバルトまたは鉄を含む化合物）とともにチャンバーに導入されます。 触媒 は、大量の熱と圧力とともに、炭化水素の鎖を形成する化学反応を引き起こします。 。次に、ガスは液体に凝縮されます。添加する触媒に応じて、異なる炭化水素構造が作成されます。 F-T合成では、ディーゼル燃料、ナフサ（ガソリンを製造するために処理できる）、および工業用潤滑油を製造できます[出典：米国エネルギー情報局]。
特にGTLプロセスは、ナフサを生成することもできますが、主にディーゼル燃料の生成に使用されています。 GTLは、他のフィッシャートロプシュ燃料と同様に、燃焼時の排出量が少なくなります[出典：米国環境保護庁]。不純物を簡単にろ過できるため、化学分離プロセスにより、より純粋な燃料が作成されます。もう1つの利点は、ガスを液体に変換する際の化学反応により、電気、蒸気、水が副産物として生成されることです。これらのリソースは、コストを節約して環境への影響を減らすために生産に戻すか、プロセスをより費用効果の高いものにするために商業市場で販売することができます。
シェールオイル マールストーンから製造されたシンクルードの別の形態です 、一般にオイルシェールと呼ばれる天然に存在する岩 。マールストーンはケロゲンと呼ばれる材料が豊富です 、極度の熱と圧力にさらされると自然に原油に変わる有機材料。その変化は通常何百万年にもわたって起こりますが、工業的方法はプロセスを複製し、オイルシェール中のケロゲンをシンクルードに変換することができます[出典：米国内務省]。シェールオイルの生産は、現時点ではおおむね理論的であり、大規模には生産されていません。オイルシェールは熱分解にかけることができます 、熱の導入と酸素の除去。これにより、ケロゲンが岩石の残りの部分から分離され、液体に変換されて、シンクルードに精製されます[出典：米国内務省]。
オイルシェールは非常に豊富です。実際、グリーンリバー累層の鉱床 さまざまな科学者の推定によると、コロラド州、ユタ州、ワイオミング州の一部に広がる地域には、8000億から1.8兆バレルを生産するのに十分なオイルシェールが含まれている可能性があります[出典：米国内務省]。これらの数値を概観すると、より低い推定値が正確である場合、フォーメーションは現在の使用レベルで100年間米国の石油需要を供給することができます[出典：米国内務省]。ただし、深刻な環境上の欠点があります。シェールオイルの生産は、大量の廃石を残し、大量の水を使用します。また、技術がさらに開発され洗練されるまで、プロセスは非常に高価であり、原油生産よりもはるかに高価です[出典：米国エネルギー情報局]。
オイルサンド、またはタールサンドは、シンクルードとして分類される合成燃料の3番目の供給源です。水、粘土、砂、およびビチューメンと呼ばれる物質の混合物 、オイルサンドは自然に発生します。ビチューメンは非常に濃い油のような物質で、室温で非常に粘り気のあるJell-Oの粘稠度です。硫黄、窒素、重金属など、従来の原油よりもはるかに多くの不純物が含まれているため、ビチューメンを燃料に使用する前に除去する必要があります[出典：米国エネルギー情報局]。砂は通常、露天掘りで集められます。蒸気や化学薬品を注入して砂を砕くことにより、現場での回収も可能です。しかし、現場での収集は大量の水と電力を消費し、費用効果も低くなります。
オイルサンドをシンクルードとして販売できる状態に加工するには、オイルサンドを熱湯で洗浄して、ビチューメンを粘土と砂から分離します。その後、ビチューメンは大量の熱と圧力にさらされ、天然ガスが導入されます。これにより、材料中の炭化水素が燃料としてより燃焼しやすい形に変換されます[出典：米国内務省]。オイルサンドを地下深部の堆積物から使用可能な燃料に変換するために必要な大量の水と電力は、環境への影響のために物議を醸す燃料になります。ストリップマイニングや廃水の処分による環境への悪影響は、現在世界のオイルサンドのほとんどが採掘されているカナダで多くの論争を引き起こしています[出典：Kunzig]。
GTLと同様に、石炭から液体へ （CTL）燃料は、既存の化石燃料に含まれる炭化水素を分離し、既存の車両のエンジンで使用できる合成燃料の形に変換することによって製造されます。メーカーは2つの方法を使用してその変換を行います。最初の間接石炭液化 （ICL）は、ガスから液体への燃料と同じフィッシャートロプシュ法を使用します。もちろん、処理には、固体石炭をF-T反応に供給することができるガスに変換するための追加のステップが必要です。固体石炭は粉砕された後、蒸気と酸素とともに高温高圧にさらされ、石炭と反応して合成ガスを生成します。この合成ガスは、一酸化炭素、水素、その他のガスの混合物であり、フィッシャー・トロプシュ反応で液体燃料を生成するために使用されます。 直接石炭液化 （DCL）、石炭は粉砕され、水素と高レベルの熱と圧力にさらされて、精製可能な液体シンクルードが生成されます。この2番目の方法は、ICLほど広く使用されていません。
石炭から液体への燃料は、従来のガソリンやディーゼルよりもクリーンに燃焼するため、環境にやさしい燃料になります。水、電気、金属などのCTL製造の副産物を販売して、CTL処理のコストを相殺し、プロセスをより持続可能にすることができます。しかし、深刻な環境上の欠点もあります。 CTLの生産は、水を生成する前に大量の水を消費します。また、二酸化炭素の排出と「スラグ」と呼ばれる大量の固形廃棄物を放出します。これは、使用可能なすべての化学物質が抽出された後に石炭に残るものです[出典：VanBibber]。
石炭から液体への燃料およびガスから液体への燃料は、非石油化石燃料の炭化水素を操作して、石油およびガソリンの炭化水素と化学的に類似するようにすることによって製造されます。 バイオマスから液体へ 燃料は同じ理論に従って機能しますが、炭化水素は、何百万年にもわたって分解および圧縮された有機材料ではなく、死んだばかりの有機材料に由来する点が異なります。 BTL 燃料は、木材、作物、わら、穀物から作ることができます。 BTLの利点は、食品や製造に役立たない植物の一部から作ることができることです。
製造プロセスは他の合成燃料と同様です。合成ガスはフィッシャー・トロプシュ反応を開始するために使用され、最終的に液体燃料を生成します。バイオマスは低酸素環境で燃焼されて合成ガスを生成します。これは、他の合成燃料よりも必要なエネルギーが少ないステップです。しかし、燃料を作るには、比較的大量のバイオマス原料（合成される原料）が必要です。 5トン（約4.5メートルトン）の原料（または約3エーカーまたは1.2ヘクタールの作物）は、1トン（0.9メートルトン）の製造されたBTLに相当します[出典：米国エネルギー情報局]。また、BTLは、CTLやGTLよりもはるかに多くの費用がかかります。バイオマスは他の合成燃料原料よりもはるかに多くのスペースを占めるため、保管と輸送にかかるコストが高くなります。 BTLは、他の形態の合成燃料ほど普及していません。つまり、企業はBTLプログラムを稼働させるために、多額の投資を行う必要があります。コストにもかかわらず、燃料を生産するために育てられた植物はそのCO 2 の一部を相殺する可能性があるため、BTLは長期的には環境に対してより簡単になる可能性があります。 排出量。
同じ理由で、植物や植物廃棄物を使用して合成燃料生産の原料を作ることができますが、固形廃棄物もプロセスに供給することができます。使用可能な固形廃棄物には、古いタイヤ、下水、埋め立て地からの廃棄物が含まれます[出典：Speight]。有機物（および高レベルの炭素）が含まれている限り、何らかの形の燃料を生成するために使用できます。原料に使用される廃棄物は、他の合成燃料原料と同じプロセスを経ます。合成ガスを生成するために特別な条件下で燃焼され、次にフィッシャー・トロプシュ法を経て液体燃料に合成されます。別の方法として、廃棄物が分解するときに埋め立て地から自然に排出されるガスを使用して、合成燃料を製造することもできます。
まだ理論段階にあり、大気中のCO 2 から燃料を引き出すという概念 ロスアラモス国立研究所の科学者によって開発されました。このプロセスでは、二酸化炭素汚染物質を含む大量の空気が液体炭酸カリウムにさらされます。 CO 2 空気中は炭酸カリウムと結合しますが、空気の他の成分は結合しません。 CO 2 次に、電気を加えることによってカリウム化合物から分離することができます。 CO 2 分離され、合成ガスに変換されてから、他の合成燃料の作成に使用される方法に従って液体燃料に変換されます[出典：Martin]。他の研究所や機関の科学者たちは、理論的にはこのプロセスが機能することに同意しています。ただし、主な障害は、CO 2 を分離するプロセスです。 空気から合成ガスに変換するには、大量の電力が必要です[出典：Martin]。ロスアラモスの科学者たちは、最良の選択肢として原子力発電を提案しています[出典：マーティン]。また、概念を理論から実行に移すには、巨額の設備投資が必要になります。明るい面では、プロセス全体が理論的にはカーボンニュートラルです。消費するのと同じ量の炭素を生成します。