バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ - 1227192268

1：とはずがたり：2008/11/20(木) 23:44:28: 関連スレ

農業スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1060165378/l40
エネルギー綜合スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1042778728/l40
環境スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1053827266/l40
電力スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1081280165/l40
メモ
http://members.at.infoseek.co.jp/tohazugatali/energy/index.html
2669：とはずがたり：2017/01/12(木) 18:31:13: 2014年06月09日 07時00分更新
お米を食べて「稲わら」は液体燃料へ、1リットル70円
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1406/09/news039.html

大成建設は米を収穫した後に残る「稲わら」から、効率良くバイオエタノールを作り出す技術の開発に成功した。1L（リットル）のバイオエタノールを約70円で製造できる。化学的な前処理工程を一本化することで実現した。化石燃料ではない、有力な液体燃料として利用できる可能性がある。[畑陽一郎，スマートジャパン]

　大成建設は2014年5月、米を収穫した後に残る「稲わら」から効率良くバイオエタノールを作り出す技術の開発に成功したと発表した（図1）。バイオエタノールは石油の代わりに利用できる再生可能な燃料。収穫後の不要な部分を利用するため、食料生産と競合しない。農家の収入源となる可能性もある。

　「バイオエタノールが石油を代替するには、1L（リットル）当たりの製造コストを100円以下に抑えることが必要だ。さらに二酸化炭素の排出量を50％以上削減しなければならない。この2つの目標は業界で一般的に考えられている値だ。当社の技術では、1L当たりの製造コストを70.7円まで引き下げることができ、二酸化炭素の削減率は52％である」（大成建設）＊1）。コスト上の目標を大きく上回っており、二酸化炭素の削減率もクリアしたことになる。

＊1）エタノール製造工場での製造規模を1万kL/年とし、工場で利用する熱エネルギーを地域で発生する廃棄物の焼却熱で得た場合の試算値。製造設備の減価償却費はコストに含まれていない。

新手法でコストを15円/L低減

　根から吸い上げた水と葉から取り入れた空気中の二酸化炭素を利用する植物。太陽光のエネルギーを吸収して水と二酸化炭素からさまざまな有機物を作り出している。最も重要なのは「ブドウ糖（グルコース）」を作り出す反応だ。

　植物は目的に応じてグルコース分子を多数つなぎ合わせている。グルコース分子が直線状に所々枝分かれしながら多数結び付くと「デンプン」になる。グルコース分子が結び付く際、異なるつながり方をすると「セルロース」や「ヘミセルロース」になる。ヒトはセルロースを消化することはできないが、植物繊維として役立てている。例えば紙の主成分はセルロースだ。

　バイオエタノールを製造する際、グルコースからエタノールを作り出す反応は「発酵」としてなじみ深い。製造コストも低い。問題なのはセルロースやデンプンをグルコースに分解する反応だ。

　大成建設がコストを低減できたのはこれまで原料として考えていたセルロースとヘミセルロースに加えて、デンプンも利用したからだ（図2）。従来の手法でも1L当たりの製造コストは85.2円であり、100円を下回っていたが、二酸化炭素の削減率が低く、45％だった（試算の条件は新手法と同じ）。

http://tohazugatali.web.fc2.com/energy/yh20140609Ethanol_component_590px.jpg
図2　稲わらの成分と比率　出典：大成建設
2670：とはずがたり：2017/01/12(木) 18:31:30: >>2669-2670
なぜデンプンが鍵だったのか

　大成建設は2008年7月から5年間、サッポロビールと共同で稲わらからバイオエタノールを作り出す事業を進めていた。農林水産省の補助事業である「ソフトセルロース利活用技術確立事業」だ。

　セルロースなどからバイオエタノールを作り出す手法は複数ある。両社は「酵素糖化」と呼ばれる手法を選ぶとエネルギー投入量が最も小さくなり、薬剤の使用量が少なく低コストであると判断した。植物が細胞内で長くつなげた分子を、酵素の力で細切れに分解する手法だ。

　酵素糖化は有力な手法だが、前処理が必要だ。両社はアルカリ処理法を開発し、セルロースやヘミセルロースを効率よく分解することができた。図3の設備はセルロースをバイオエタノールの原料として利用するものだ。

　ところが、デンプンを酵素（アミラーゼ）によって分解させるには加熱処理による糊化が必要であり、セルロースやヘミセルロースと同じアルカリ処理法は利用できなかった。前処理が一本化できないと、製造コストが下がらない。

　大成建設は農林水産省の補助事業終了後も、横浜市戸塚区の技術センターで自主研究を続けており、アルカリ処理をデンプンの前処理に適用する手法を発見した。これが今回の成果の核だ。前処理を一本化できたことが低コストの秘密だ。

電力以外の再生可能エネルギーも必要

　「当社は環境ビジネスを手掛けているため、化石燃料を代替する技術を重視している。稲わらは資源としてあまり利用されていないものの、有用だ。今後もこのような研究開発を続けていく。ただし、バイオエタノール製造の事業化についてはまだ公表する段階ではない」（大成建設）。

　日本経済は強く化石燃料に依存している。一次エネルギーに占める化石燃料の比率はオイルショック後34年ぶりに9割を突破している（関連記事）。これは全発電量に占める火力発電の比率が9割を超えたことよりも厳しい状態だ（関連記事）。一次エネルギーからは、電力以外にも輸送用の燃料（ガソリンなど）や工業用の燃料（製鉄における石炭）、産業用蒸気などが生み出されており、これらの需要は意外に大きい。例えば輸送用燃料として使われるエネルギー量は電力とほぼ同じ規模だ。

　直接電力を作り出す太陽光発電などでは、このようなエネルギー需要はカバーしにくい。化石燃料と同じ使い方ができる再生可能な燃料の開発がどうしても必要だ。その1つの有力な候補がバイオエタノールである。