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» 2014年04月16日 07時00分 UPDATE

自然エネルギー:バイオ燃料は軽油よりも優れている? 500時間の稼働に成功

日立建機は建設機械の二酸化炭素排出量削減や、燃費向上の一環として、バイオ燃料に関する研究を進めている。新たに、100%濃度のバイオ燃料を利用して、油圧ショベルを500時間稼働することに成功した。世界初の実証例だという。

[畑陽一郎,スマートジャパン]

 化石燃料の将来には2つの大きな「影」がかかっている。1つはどのように利用効率を高めても、二酸化炭素(CO2)の排出量を一定以下には下げられないことだ。もう1つは今後、低コストで開発、採掘できる高品質な化石燃料が減っていくことだ。埋蔵量が0になることはないが、価格は際限なく上がっていく。

 再生可能エネルギーを使ったとしても、設備の建設時などに少量の二酸化炭素を排出してしまう。しかし、化石燃料とは比べものにならないほどわずかだ。加えて今後ますます、技術の進歩によってエネルギーの調達コストが減っていく。これは太陽光発電システムの価格が一方的に下がっていく様子を見れば分かることだ(関連記事)。

 このため、車両や航空機、船舶などに使う液体燃料を石油から、再生可能なバイオ燃料に置き換えるための研究開発が盛んだ。関連記事で取り上げた例では、単細胞生物(緑藻)を使って、A重油を合成している。

 バイオ燃料を作り出す際、なぜ緑藻などを利用するのだろうか。それはパームヤシ(パーム油)やトウモロコシ(コーン油)などと比べて2つの利点があるからだ。1つはパームヤシなどの油槽植物よりも油を生み出す効率が高いため、もう1つは食糧生産と競合しないためだ。

ユーザーとして検証

 日立建機は逆方向からバイオ燃料に取り組んでいる。緑藻が作り出したバイオ燃料を使って建設機械を動かすという取り組みだ。

 バイオ燃料を使った場合、従来の軽油よりもパワーが落ちたり、メンテナンス間隔が短くなったりしては困る。そこで、同社のハイブリッド油圧ショベル「ZH200」に対して、バイオ燃料を適用したところ、実運用に問題がないことが分かった。

 「バイオ燃料を100%の濃度で利用し、実作業環境で500時間動作させたのは世界初の成果だ」(日立建機)。他社の試験ではバイオ燃料を既存の燃料と混合して短期間利用した例が多いのだという。

 稼働試験では、同社のユーザーである前田道路の協力を得た。前田道路は道路整備事業に取り組んでおり、バイオ燃料を利用した環境問題に既に取り組んでいたからだ。

 2013年9月から同11月までの約3カ月間、同社の郡山合材工場(福島県郡山市)で、荷の移動など実作業にZH200を利用した(図1)。前田建設のオペレータによれば、軽油を利用したときと比較して、操作性を損なうことはなく、同等のパワーを発揮できたという。

 今回、500時間が試験の目標となったのは、エンジンオイルの交換など、通常のメンテナンスサイクルが500時間だからだ。

yh20140416Hitachi_ZH200_520px.jpg 図1 前田道路の工場で「ZH200」を動かしているところ 出典:日立建機

 日立建機の建設機械には、衛星通信システム*1)が標準搭載されており、位置情報やエンジンの起動・停止、燃料の温度などを全て遠隔監視できる。試験中は何ら不具合が生じなかったという。ZH200は標準的な機種と比較すると二酸化炭素の排出量が20%少ない省エネ機だ。ZH200に何ら改造を加えることなく、バイオ燃料を利用できたことで、より二酸化炭素排出量を削減し、省エネを実現できる道筋が開けた。

*1) 日立建機の「Global e-Service」を利用した。遠隔監視の他に、分析機能も備わっている。

なぜSoladieselRDを選んだのか

 日立建機によれば、緑藻バイオ燃料を供給している企業は全世界に10数社ある。しかし、事前の検証の結果、燃料によって優劣があることが分かった。稼働試験のためにバイオ燃料を選択した際の基準は、燃料の性状と開発状況(市販されているかどうか)という2点だ。

yh20140416Hitachi_fuel_520px.jpg 図2 バイオディーゼル燃料「SoladieselRD」 出典:日立建機

 米Solazyme(ソラザイム)が製造した緑藻バイオディーゼル燃料「SoladieselRD」(図2)を選択した理由は3つある。

 まず燃料に硫黄分が含まれていないこと、次に芳香族炭化水素が含まれていないことだ。これにより排出ガスの性状が改善できる。

 3つ目の理由はアンチノック性が高いこと。燃料を開発したSolazymeによれば、アンチノック性の指標となる「セタン価」が78以上あり、これは米国の標準的なディーゼル燃料(化石燃料)よりも60%以上性能が高いことになるのだという。日立建機によれば、このような3つの性質は他のバイオ燃料や従来の軽油にはない。

 日立建機は、今後、500時間をさらに超える試験や、ZH200以外に対するバイオ燃料の適用性を調べていく。

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