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» 2014年06月09日 07時00分 UPDATE

自然エネルギー:お米を食べて「稲わら」は液体燃料へ、1リットル70円 (1/2)

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。

yh20140609Ethanol_rice_400px.jpg 図1 乾田と稲わら

 「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)。

yh20140609Ethanol_component_590px.jpg 図2 稲わらの成分と比率 出典:大成建設
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