Bioalga

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2008/11/04 エネルギー研究会

藻類からのバイオ燃料生産

SCE・Net 山﨑



バイオ燃料生産に有望なバイオマス種として藻類に期待が寄せられている。この分野は、 米国を中心に実用に向けて相当額のファンドが投入され急速に研究・実証プロジェクトが 立ち上がっている。研究も国の研究機関と民間が組織的に連携しおこなわれており、多く の関連特許の網が張られつつある。一方、日本ではこの分野は部分的な研究が幾つかおこ なわれているが、国としての方向も定まっておらず、このままではますます差が開いてい くことが心配される。ここでは、秘密のベールに隠されている部分が多いが、藻からバイ オ燃料を生産する研究開発の現状についての情報を整理し理解の助けにするために纏める。

1.最近の開発状況
(1) 米国エネルギー省(U.S. Department ofEnergy)が、藻について研究を始めたのは米国 がピークオイルを迎えた 1970 年代である。その中で、米国 NREL(National Renewable Energy Labs)は、1978 年から 1996 年にかけて藻から再生可能な輸送用燃料をうる研究 (Aquatic Species Program)を実施したが、3000 種の緑色藻と珪藻植物を採取し選考し て燃料生産に適した藻 300 種を探す研究がおこなった。 ニューメキシコ州のロスウェル にある 1000 ㎡の野外試験施設での実験では、 オーバーオールで 10g/㎡/day、 ピークで 50g/㎡/day という藻の成長データが得られている。実験データをもとに、藻から生産 される油は、陸生の油の採れる植物と比べて面積当たりの採油量が 30 倍にもなること を見出した。NREL はケーススタディにより、20万ヘクタールの不毛地帯において、藻 からバイオジーゼル 75 億ガロンを生産できる可能性をしめした。ここ数年、NREL は藻 の遺伝子操作に関する研究と商業化技術の研究に力を入れている。 NREL を始めとする藻 について研究成果は下記のサイトで検索により調べることができる。 http://www.osti.gov/bridge/advancedsearch.jsp (2) 米国のアルジェノール・バイオフーエル社(Algenol Biofuels, Inc.)は、メキシコのバイ オフィールズ社から 8 億 5000 万ドル(約 850 億円)の投資を受け、メキシコのソノラ ン砂漠で塩水を使い年産 100 万ガロンのエタノールを生産する事業を計画しており、 2012 年までに生産を全体で 10 億ガロン、1 エーカー当たり 6000 ガロンに増大すると している。アルジェノール・バイオフーエル社は、藻類の細胞からエタノールを取り出 す技術を活用する。 (NEDO 海外レポートNo.1026、2008.7.23) (3) 石油メジャー-のシェブロン(Chevron Corp.)と NREL(National Renewable Energy Labs)は、藻類を原料とするジェット燃料の 5 年間の共同研究を 2006 年からスタート している。すでに、バイオオイル・リフォーミングの共同研究に着手している。シェブ ロンの元 CTO の Don Paul は、 施設として十分な商業規模のプラント建設には 30 億ド

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2008/11/04 エネルギー研究会 ル(約 3000 億円)と 10 年以上の期間を要するであろうと語っており、プロトタイプ プラント(日産1000バレルの設備、これは8500万バレル/日から見るとバケツ の1滴だが)に、3億ドル(約300億円)かかるであろうとしている。 (4) 米国のグリーンフーエル社(Green FuelCorp.)は、藻類の培養設備を発電プラントに隣 接して設置し、発電プラントの排ガスの CO2を吸収させながらバイオ燃料の原料とな る藻を生産し、温室効果ガスの削減に繋げる一石二鳥のシステム開発を進めている。グ リーンフーエル社は、米国アリゾナ州最大の電力会社アリゾナ・パブリック・サービス 社と共同で、 同州フェニックスの西にあるレッドホーク発電所では泡立つ緑色の藻の液 体を入れたビニール袋を吊り下げ、実証実験おこなっている。 グリーンフーエル社は、同様にマサチューセッツ工科大学(MIT)のコジェネ発電プラン ト(20MW)においても藻生産パイロットプラントを試運転中であり、発電プラントから の炭酸ガスの排出量を 82%、窒素酸化物の排出量を 85%も削減できるとしている。

写真1.発電所が排出する CO2 で藻類を育てる 実証実験 (5) 米国のソラジン社(Solazyme)は、2003年に設立された会社であるが、すでに藻からの オイルを数千ガロン生産しており、それらは ASTM のバイオジーゼル規格 D6751 や欧 州規格 EN14214 の満している。最近、同社の藻からのバイオジーゼルをそのまま用い て自動車(メルセデスベンツ C320 ジーゼル)のデモンストレーション・ロード走行テス トがおこなわれた。ソラジン社は、楽観的かもしれないが、3 年以内にコスト競争力の ある藻からのバイオジーゼル燃料の大量生産を開始したいとしている。 (6) 米国のオーロラ・バイオフューエルズ社(Aurora BioFuels Inc.)は、カリフォルニア大 学バークレー校のタシオス・メリス教授が開発した開放池型システムによる藻類の培養 技術を用い、総費用 2000 万ドル(約 20 億円)でバイオ燃料生産プロジュクトを立ち 上げると発表した。このプロジュクトでは、バイオ燃料の生産コストを従来の生産手法 に比べて半減できるとしている。 (NEDO海外レポート No.1026、2008.7.23)

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2008/11/04 エネルギー研究会 (7) 米国のペトロサン社(PetroSun Inc.)は、2008 年 4 月に藻からバイオ燃料を生産する 始めての商業プラントをテキサス州 RioHond に建設した。藻生産ファームは、1100 エ ーカーに及ぶ塩水池を連ね、毎年、440 万ガロンの藻油と1億1千万ポンドのバイオマ スを生産する。その内、20 エーカーは再生可能な JP8jet-fuel の実験生産に使われる。 http://gas2.org/2008/03/29/first-algae-biodiesel-plant-goes-online-april-1-2008/ なお、ペトロサン社は、建設費 4 千万ドル(約 40 億円)を資金調達し、藻からバイオ燃料を生産する初の商用プラントのパイロットシステムを中国に建設することで、 Shanghai Jun Ya Yan Technology Development Co., Ltd.と調印(2008 年 9 月)した。合 弁の PetroSunChina はペトロサン社から技術ライセンスを付与され、バイオジーゼル、 エタノールなどのバイオ燃料を生産する。

写真:ペトロサン社のテキサス州 RioHond の藻生産ファーム (Google Earth による) (8) 日本では、慶應義塾大学先端生命科学研究所(山形県鶴岡市、所長:冨田勝、研究員: 伊藤卓朗博士) 微細藻のオイルを蓄積する代謝の仕組み が、 (代謝機構) を明らかにし、 効率よくオイルを産生させるための培養条件を決定する研究をおこなっている。 オイル 産生微細藻の品種改良によりオイル産生能力を高めることを目指している。 軽油産生微 細藻は、光と CO2、それに窒素栄養を取り込んで光合成をおこなうが、窒素栄養を与 えるのをやめると、藻はオイルをたくさん作り始める。栄養がなくなって生存が脅かされると防衛反応としてオイルをため込み、 休眠のような状態になるのではないではない かと考えられる。さらに、同研究所と株式会社デンソーとの共同研究では、株式会社デ

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2008/11/04 エネルギー研究会 ンソーがオイル産生微細藻を利用して二酸化炭素を吸収するための高効率な培養槽の 研究と、細胞内に蓄積したオイル抽出法の研究をおこなう。 (9) (独)産業技術総合研究所のエネルギー技術研究部門では、微細藻類を利用した液体燃 料生産の研究で、植物よりも増殖が早く CO2 の固定化の能力も高い微細藻類を研究し ている。炭化水素を蓄積する Botryococcus braunii と、グリセリンを細胞内に蓄積する Dunaliella tertiolecta を検討し、 Botryococcus braunii は培養に下水処理水を使用することで液体燃料を生産すると同時に処理水中の窒素やリンを除去することが可能で、 炭 化水素含有率が高い Botryococcus braunii が有利であることを見出した。 (塚原建一郎、 澤山茂樹 Journal of Japan Petroleum Institute, 48, (5), 251-259 (2005))

(10) 農水省所管の財団法人、東京水産振興会の研究委員会(座長・酒匂敏次東海大名誉教 授)は、大量養殖した海藻で代替できるとの報告書をまとめた。日本の領海と排他的 経済水域(EEZ)を合わせた海域約447万平方キロの1-2%を使って年間1・...
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