100％グリーンジェット燃料生産技術の開発
R&D for production of 100% green jet fuel■ 研究の背景 Background

ジェット燃料消費量は今後も増加傾向にある。非可食バイオマスから製造される 100％グリーンジェット燃料が実現すれば、航空
機からの CO2 排出量を大幅に削減することができる。

100% Green jet fuel derived from lignocellulosic biomass is promising fuel for drastic reduction of CO2emissions of aviation.
CO2 emission
million ton

Route change,
Ground capital improvement etc.

4000OO

Jatropha
Algae
SyngasGasification

Biomass&Wastes

Fast pyrolysis

CH3

FT synthesis

Hydrocracking

CH3H 3C

C10 - C15
ParaffinsUpgrading

Bio-oilCap on CO2 emission
from 2020

No Aromatics

Corn stover

1000

Pretreatment&Saccharification
HOH2C

Biofuels & CO2 emission trading（ca.1.2 billion ton）

20 25 30

O

Triglyceride C12 - C18300002005 10OO

Efficiency improvement ofaircraft

2000

Deoxyhydrogenation&
Isomerization

O40

OOH50

source: ICAO, Nikkei shimbun

Lignocellulosic
biomass

国際航空のCO2排出量対策

HOOH
OH

Microbial
fermentation

Rice straw

Butanol

50% blend

CH2OHOOHOHOH

Microbial
fermentation

Oligomerization&Hydrogenation

Isoparaffins
Cycloparaffins
Aromatics

Dehydration&
Hydrogenation

100%Jet fuel<Credit> Jatoropha: Forest and Kim Starr (https://www.ﬂickr.com/photos/starr -environmental/9286753347/),
Algae: Picturepest (https://www.ﬂickr.com/photos/picksfromoutthere/8999902391/)

グリーンジェット燃料の生産技術

Mitigation of CO2 emissions by the aviation industry

Current R&D status of production of green jet fuel■ NEDO「エネルギー・環境新技術先導プログラム（H27～H28年）」
による100％グリーンジェット燃料の生産技術開発

NEDO project of 100% green jet fuel production technology development (2015-2016) has been carriedout by RITE.

稲わらRice straw

コーンストーバー
Cornstover

生物・有機合成
ハイブリッド微生物
Hybrid microbe equipped withchemical catalysts

非可食バイオマス
Nonfood-basedbiomass

前処理・酵素糖化

Pretreatment,
Enzymatic sacchariﬁcation

C5, C6糖
C5, C6 sugars

バイオ変換反応
Bio-conversion

脱水・水素添加Dehydration,
Hydrogenation

分岐鎖飽和炭化水素化合物
Isoparaﬃns

100%グリーン
ジェット燃料100% Green Jet Fuel

環状飽和炭化水素化合物
Cycloparaﬃns

芳香族化合物
Aromatic compounds【特徴】
・石油系ジェット燃料の混合は不要
・外部からの水素供給を必要としない省エネルギー・低炭素型の製造方法【Significance】•The biofuel produced by our system contains all essential hydrocarbons for jet fuels without blending
with fossil fuels.
•This is an energy- and carbon-efficient system not requiring exogenous supply of hydrogen gas.

バイオ水素生産技術開発
R&D of bio-hydrogen production■ 研究の背景 Background

微生物を利用した水素生産（バイオ水素生産）
は将来のCO2フリー水素製造技術として期待され、世界中で様々なプロセスの研究開発が進められているが、生産性（生産速度、収率）が低いことが課題となっている。
Biological production of H2 is expected as a CO2-free H2 production technology in the future. However,drawbacks of the bio-H2 production (low production rate and low yield) still remain as unsolved issues.

H2H2

2 mol

Cellulosebiomass

H2
8 mol

2 molFormate
2 mol

Sugar
1 mol

Darkfermentation

Acetate2 mol

Photofermentation

・暗発酵と光発酵の統合による水素収率 : 最大 12 mol/mol グルコース
Maximum 12 mol of H2 is produced from 1 mol of glucose by integrating the dark fermentation andthe photofermentation systems.

・課題: 生産速度と収率の向上

Technical challenge: improvement of production rate and yield■ 高密度菌体触媒による水素生産プロセスの開発
Development of a new bio-H2 process using cells as catalyst in contrast to conventional fermentation

遺伝子工学: 水素生産経路の改良

Genetic engineering of hydrogen production pathway
Escherichia coli
anaerobic pathway

Transcriptional regulation of formate hydrogen lyase (FHL)
Formate hydrogen lyase (FHL) complex

1/2 Glucose (C6)
CO2

Succinate (C4)PEP (C3)Δfrd
Pyruvate (C3)

Ethanol (C2)

ギ酸水素リアーゼ（FHL）の転写制御機構

Hydrogenase

Transcriptional
activator

Transcriptional
repressor

Δldh

Acetyl-CoAAcetate (C2)Lactate (C2)Formatedehydrogenase

ギ酸水素リアーゼ
Formate (C1)（FHL）
FHL+（hycA- fhlA+）
CO2

R&D (RITE & SHARP, 2000-2009)

H2

Appl. Environ. Microbiol. 71:6762-6768. 2005.
Appl. Microbiol. Biotechnol. 73:67-71. 2006.
Appl. Microbiol. Biotechnol. 74:754-760. 2007.

■ 圧倒的な水素生産速度達成 Markedly high H2 production rate
Cell prepartion
GlucoseFormicacidHydrogen

・生産速度：300 L H2/h/L⇒
2 Lリアクターで1 kW 級家庭用燃料電池の駆動が可能
Production rate: 300 L H2/h/L, which means that a 2-L
reactor is suﬃcient to operate 1 kW fuel cells for housing.
水素菌体触媒

Anaerobic conditions

Aerobic
cultivation

FHL
expression

H2 production

・高密度菌体触媒 High-density cell catalyst
・菌体増殖工程と水素生産工程の分離
Separating H2 production process from cell growth

燃料電池

ギ酸・METI「革新的エネルギー技術国際共同研究開発事業（H27～H31年）」に採択
METI project of hydrogen production technology development (2015-2019) has been carried out by RITE.

芳香族化合物製造技術開発
R&D of aromatic compounds production■ 研究の背景 Background芳香族化合物の微生物生産は芳香族化合物の細胞毒性のため困難とされてきた。バイオ研究グループでは芳香族化合物生産に対するコリネ型細菌と増殖非依存型バイオプロセスの優位性を生かした芳香族化合物生産技術を開発推進している。
Production of aromatic compounds from biomass has been difficult due to their high cytotoxic effects on
microbial cells. Coryneform bacteria and Growth-Arrested Bioprocess have high tolerance to aromaticcompounds. Our research group has been developing bioprocesses for production of aromatic compounds
utilizing the advantages.

コリネ型細菌での芳香族化合物生合成経路

Biosynthetic pathway for various aromatic compounds in Corynebacterium glutamicum
GlucoseGlucoseGlucoseXylosePEP
PyrXylose
Ribu5P

G6P
F6P

DHA

DHAP

GAP
BPG

Glycerol

TCAcycle

Shikimic acid production

Arabinose

X5P

Ribo5P

GAP

S7P

E4P

F6P

PEP

シキミ酸の生産

Arabinose

DAHP

Pyr
Acetyl-CoA

インフルエンザ治療薬タミフルの原料として需要が高いシキミ酸の高 効 率生 産に成 功（世界一の生産性、収率達成）。

DHQ
DHS

Aromatic
compounds

Shikimate

Shikimic acid is known as a precursor of ananti-inﬂuenza drug, Tamiﬂu (oseltamivir).
We succeeded in highly eﬃcient productionof shikimic acid (The world’s highest
productivity and yield).

Chorismate■ 非可食バイオマス由来糖類からの芳香族化合物

生産と高機能ポリマー製造

Production of non-food biomass derived aromatic compounds and functional polymers

従来の製造法バイオマスからの製造法

Conventional methods

Production from biomass

石油

非可食バイオマス

PetroleumNon-food biomass

化学プロセスバイオプロセス

Chemical process

CO2Bioprocess

CO2
高温・高圧

Reduction of CO2emissions

高価格

芳香族化合物High temperature
High pressure

Expensive

非可食バイオマス
由来芳香族化合物

Non-food biomass derived aromaticcompounds

Aromatic compounds

高耐熱・高強度ポリマー
Functional polymers

常温・常圧

Normal temperature
Normal pressure

低価格

Inexpensive

用途Application

既存汎用プラ、エンプラの代替品
Substitute products for the oil-derivedengineering plastics

グリーンフェノール開発株式会社
Green Phenol Development Co.,Ltd.
■ 設立の目的 Background

世界初となるグリーンフェノールの生産およびグリーンフェノール樹
脂製造に関わる基盤技術を「増殖非依存型バイオプロセス」を有する（公財）地球環境産業技術研究機構と、フェノール樹脂製造に関する技術を有する住友ベークライト（株）が共同開発し、その事業化を目指す。
Phenol is an important material for chemical industry, however it has been difficult to produce from biomass.
RITE and Sumitomo Bakelite Co., Ltd. established a technology of green phenol production from biomass forthe first time and we are advancing early utilization.

■ グリーンフェノール開発株式会社（GPD社）設立の経緯
Establishment of Green phenol development Co.,Ltd.

■ 2010 年 2 月 : 
グリーンフェノール・高機能フェノール樹脂製造技術研究組合（GP組合）を設立。
■ 2010 年 3 月～ 2011 年 3 月 : NEDO プロジェクト「グリーンフェノール及びこれを原料としたグリーンフェノール樹脂製造に関わる基盤技術開発」を実施。
■ 2011 年 5 月～ 2013 年 3 月 : 「グリーンフェノール及びこれを原料としたグリーンフェノール樹脂製造に関わる基盤技術開発」を実施。
■ 2014 年 5 月 :・経済産業省大臣承認を受けて GP 組合が発展的に新会社に移行。
・NEDO 実用化ベンチャー支援事業採択、パイロットプラント（500L反応槽）建設。
■ 2015 年 : 3 ヶ年
（2015～2017年）実用化技術開発計画の推進。
・NEDO 戦略的省エネルギー技術革新プログラム／実用化開発／非可食バイ
オマス由来グリーンフェノールの工業生産に向けた技術開発に採択。既存パイロット設備への濃縮精製プロセス導入。
■ 2018 年 : 商用生産開始予定。
Green phenol development Co.,Ltd. was established in 2014 for industrialization of green phenol by RITE andSumitomo Bakelite Co., Ltd. With support of NEDO, pilot plant (500L jar fermenter) was constructed in 2014.
With support of NEDO, concentration and purification process will be constructed in 2016.

■ GPD社の事業内容 Business of Green phenol development Co.,Ltd.

・NEDO事業を受託し（2014.5 ～2015.3）千葉県かずさアカデミアパークにパイロット設備を設置後、フェノールの実生産に成功。
その後、設備は住友ベークライト静岡工場へ移設。
（2015.8 ～2017.3）、既存パイロット設備への・NEDO事業助成により濃縮精製プロセス導入予定。フェノールのバイオ生産、濃縮、精製までの一気通貫生産を実現する。
With support from NEDO(2014.5 to 2015.3), a pilot plant was constructed at Kazusa Academia Park in Chiba
prefecture, and Bio-phenol was successively produced. Then it was transferred to Sumitomo Bakelite Co.,
Ltd. in Shizuoka prefecture.
With support of NEDO(2015.8 to 2017.3), a plant for concentration and purification of phenol will be constructed in 2016.

グリーンフェノール成形品特性
120%
100%

Green Phenol Resin

自動車部品におけるフェノール樹脂の利用

Normal

80%

成形材料

60%

（駆動・電装部品、キャップ部品等）

40%
20%
0%

弾性率

曲げ強度

引張強度

“グリーン” でも、材料特性で妥協せず

鋳物用型材（バインダー樹脂）

タイヤ用添加剤（ゴム強化剤等）

Properties of green phenol molding

摩擦材（ブレーキ・クラッチ用バインダー樹脂）

Phenol resins for automobile parts

グリーンフェノール開発株式会社
Green Phenol Development Co.,Ltd.