はじめに19世紀末にルドルフ・ディーゼルが発明した世界初のディーゼルエンジンは、ピーナッツ油が燃料でした。しかしその後、利便性と経済性を求める社会の要求により化石燃料の石油などに移行していき、植物油を利用するというコンセプトは消失。
ところが１９７０年代のエネルギー供給への不安や、石油資源枯渇の問題がクローズアップされ、市場に再び姿を現し、環境問題が深刻化する現在では、植物性の原料を利用した持続的で資源循環型バイオ燃料が100年の時を経て世界中から注目されています。
しかしバイオディーゼル燃料精製技術は基本的に100年前と変わっておらず、数々の課題を抱えおり、新しい技術、新しい方向性が求められています。

バイオディーゼル燃料は2010年度に世界中で約160億リットル以上の生産があると言われていますが、日本では1000万リットルにすぎません。

1

バイオマス燃料 （１）バイオマス燃料とは■バイオマスの定義「再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」（平成2006年3月閣議決定「バイオマス・ニッポン総合戦略」）
バイオマスを含めた再生可能エネルギーは「気候変動枠組条約」における取り扱い上、二酸化炭素排出量が計上されないこととなっているため（カーボンニュートラル）地球温暖化対策に大きく貢献するものと位置づけられています。 （経済産業省資源エネルギー庁）
光合成■バイオマス燃料の特徴
バイオディーゼル燃料は太陽光や風力と同じ新エネルギーとして注目されています。
このバイオマス燃料により放出されるCO2は生物の成長過程で光合成により大気中から吸収したCO2である

CO2排出

CO2

バイオマス燃料
地球温暖化防止・持続的循環型

ことから、ライフサイクルの中では大気中のCO2を増加させないという特性を持っています。このような地球上のCO2の増減に影響を与えない特性を「カーボンニュートラル」と呼んでいます。
CO2排出量＝ゼロカウント

利用（燃焼）

バイオ燃料製造2

バイオマス燃料 （２）バイオ燃料の種類

現在の主な輸送用バイオ燃料は以下のとおりです。
■バイオエタノール
サトウキビなどの糖質、とうもろこし等のでんぷん質や木質系のセルロースなどを糖化し、アルコール発酵、蒸留して製造されるバイオマスを原料としたエタノール。品確法（揮発油などの品質の確保等に関する法律）で3%までガソリンと混合（E3と表記）することが可能です。
■ETBT
バイオエタノールとイソブテン（石油製造過程の副生物）から製造されるガソリンの添加剤。品確法で7%（エタノール3%相当分）までガソリンと混合可能です。
■バイオディーゼル燃料（BDF）
主に菜種油・ひまわり（主にヨーロッパ）、大豆油（主にアメリカ）、パーム油（東南アジア）、廃食用油（日本）などの植物油をメタノールと反応させてメチルエステル化等の化学処理をして製造される燃料です。
品確法で軽油に5%（B5と表記）混合することが可能です。（経済産業省平成19年3月31施行）または100%（B100と表記）軽油代替燃料として利用。
B100使用であれば、軽油引取税（32.1円）は課税対象外となります。（炭化水素を含みません）
英語でBIO DIESEL FUEL（バイオ・ディーゼル・フューエル）＝BDF

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Strictly Confidential3バイオマス燃料 （３）バイオディーゼル燃料の特徴■バイオディーゼルの用途
トラック等の車両に利用するイメージが強いが、軽油の代替燃料なので用途は広い。
ボイラー・発電機に車両・建設重機に燃料の販売にCO2削減量 → 年間約393トンのCO2が削減できます。（簡易計算）
トラック10台保有の運送会社が1日500ＬのＢＤＦを車両燃料に使用すると変更前：2.62kg-CO2/L（軽油のCO2排出原単位）×500L×300日＝393トン-CO2
変更後：0.00kg-CO2/L（BDFのCO2排出原単位）×1L（BDF使用量）＝0.00kg-CO2

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4バイオマス燃料 （３）バイオディーゼル燃料の特徴

燃料BDF

軽油削減率

黒鉛濃度（％）

61866.7％

二酸化炭素CO2

3.2

3.6

11.1％

硫黄酸化物SOx(ｐｐｍ)<0.2

2299.1%

窒素酸化物NOx(ppm)

1251357.4%（出所：京都市環境局資料）①カーボンニュートラルで地球温暖化防止に貢献します CO２排出ゼロカウント②LCA評価で軽油比60％低減 （第9回燃料政策小委員会資料「バイオマス燃料のCO2排出等に関するLCA評価について」）③既存のディーゼルエンジンを有する車両（公道走行可能）、船舶、農耕機具、発電機等に使用可能です③リニューアブルな燃料であり、石油輸入への依存度を下げることにつながります④排ガスの硫黄化合物が非常に少なくなります（新燃料使用時の排ガスに関わる調査研究<国交省・環境省>）⑤排ガスの黒煙が軽油の1/7～1/3に軽減されます （新燃料使用時の排ガスに関わる調査研究<国交省・環境省>）⑥砂糖より生物分解されやすく、食卓塩より毒性がありません （全米バイオディーゼル協会）⑦排ガスによる発ガンリスクを、軽油に比べて93.6％削減します （米国エネルギー省）

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5バイオマス燃料 （４）バイオディーゼル導入による企業メリット

年間200
年間200万円
200万円 経費削減 （廃食油100L/廃食油100L/日）
100L/日）■100L小型プラント 導入モデルケース≪5年リースにて試算≫
パラメーター：廃食油100Ｌからバイオディーゼル燃料を製造。（日量）
原料となる廃食油代金は換算せず。

①歩留り 90％ ※廃食油3,000Ｌからおよそ2,700ＬのBDFが製造（月間）②製造装置リース料 約100,000円／月③ランニングコスト 約25円／Ｌ④売上 351,000円※3,000Ｌ製造の場合 3,000×25＝75,000円※軽油代130円/Ｌとした場合 2,700L×＠130＝351,000円⑤収益 176,000円（月間） 351,000－100,000－75,000＝176,000円∴年間 2,112,000円

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6バイオマス燃料 （５）バイオディーゼル導入企業イメージ■バイオディーゼルプラントの導入イメージ■バイオディーゼル燃料の導入イメージ

旅館、ホテル、食品工場、産廃業など

大手建設会社など

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7バイオマス燃料 （６）バイオディーゼル導入事例

授産施設
ＮＰＯ法人

近隣給食センターなどから廃食油を集め、送迎バス等に利用、工賃アップ、助成金、町おこし、燃料費削減。

リサイクル業

近隣給食センターなどから廃食油を集め、パッカー車、重機などに利用。自治体とのタイアップ、燃料費削減。

建設業者
運送業者

自社（近隣）食堂などから廃食油を集め、重機、トラック、バスなどに利用。ＣＳＲ、燃料費削減、ＣＯ２排出権。

地方自治体

地元給食センターなどから廃食油を集め、パッカー車、バスなどに利用。バイオマスタウン、エネルギーの地産地消。

教育施設

自校給食センターなどから廃食油を集め、送迎バスなどに利用。環境教育、ＬＯＨＡＳ。

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Strictly Confidential8バイオディーゼルの製造技術 （１）主な製造技術

廃食油を触媒などを用いて 【脂肪酸メチルエステル】 に変えること
製造方法

概 要長 所

水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリアルカリ触媒法

触媒下でメタノールと廃食油のグリセリンをエス 世界的に実績のある安定した技術
テル交換します

酸触媒法

硫酸やフッ酸等の酸触媒により、遊離脂肪酸をメ 遊離脂肪酸の多い廃食油チルエステル化します

超臨界油脂と、320℃以上・20MPa以上の超臨界メタノー

メタノール法

ルを混合しエステル交換を行います

生物系触媒法樹脂に固定した酵素（リパーゼ）によりエステル交換を行いますの前処理としても活用できます

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導入が必須です

製造工程が増えます度）、給排水設備が不要、高融点油脂も 小規模施設ではコスト高処理可能

廃液が出ない、グリセリンの純度が高い

ム、イオン交換樹脂等）によりエステル交換を行 触媒回収が容易、グリセリン純度が高い
います

アルカリ廃液が出るので排水処理設備のアルカリ廃液が出るので排水処理設備の触媒が不要、反応時間が短い（4分程

固体塩基触媒（酸化カルシウム、チタン酸バリウ
固体触媒法

課題・注意点反応時間が遅い、酵素が高コスト

触媒の耐久性、触媒が高コストなど、課題がある場合もあります

Strictly Confidential9バイオディーゼルの製造技術 （２）アルカリ触媒法製造工程

メタノール

静置分
離洗浄エス
テル

加熱
脱水処理ろ過ゼル燃料）

反応後洗浄水洗い）廃グリセリン

アルカリ廃液

バイオ
ディ
ー

静置分
離粗エス
テル

（ろ過エス
テル
交換
反応

（廃食用油温水触媒

排水処理設備が必要です※アルカリ廃液はBOD（汚れの尺度）がBOD 80,000～130,000mg/Lと非常に大きい。
BOD：魚が棲めるのは5mg以下※廃食油により前処理工程が必須
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10バイオディーゼルの製造技術 （３）製造現場の問題点①排水問題
日本の製造現場の90％は排水設備を有していません。

②廃グリセリン精製工程で、副産物として原料油脂の20%程度のグリセリンが生成されます。 通常、このグリセリンには触媒や未変換の脂肪酸などが混入しており、有効な用途が垂れ流れた汚水ありません。

③品質分からない
BDFの品質はJIS規格K2390で定められているが、この規格に合致した燃料ができているかどうか、分析をしないので分からない。（分析は高額）

野積みされた廃グリセリン
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Strictly Confidential11バイオディーゼルの製造技術 （４）JIS規格

平成２０年５月に一部改正された「揮発油等の品質の確保等に関する法律」（以下、「改正揮発油品確法」という。）においては、バイオ燃料が混和されたガソリンや軽油の適正な品質を確保するため、これまでの生産業者、販売業者に加えて、ガソリン・軽油にエタノール等を混項 目JIS K2390

30.86-0.90

動粘度 （40℃）

2[mm /s]

3.5-5.0

引火点 （PMCC）

[℃]

120以上

密度 （15℃）[g/cm ]

フィルター目詰まり点 [℃]-5以下

流動点[℃]-7.5以下和する加工業者に対して事前登録や混合ガソリン・軽油

硫黄分[mg/Kg]10以下の品質確認を義務付けることとなりました。（平成２１年

残留炭素（10%蒸留残渣） [%mass]

0.3以下

２月２５日施行）

硫酸灰[%mass]0.02以下

含水率[mg/Kg]500以下

これにより、いわゆる自家消費を行うバイオディーゼル燃料使用者に対しても改正揮発油品確法に定めるバイオ燃料の強制規格が適用されることとなり、公道での走銅板腐食性 （3h @50℃）

1以下

セタン価

51以上

酸価

[mg KOH/g]

0.5以下

残留メタノール[%mass]0.2以下

エステル含有率[%mass]96.5以上残留モノグリセリド [%mass]

0.8以下

残留ジグリセリド[%mass]0.2以下

JIS規格K2390においてバイオディーゼル燃料の品質は、残留トリグリセリド [%mass]0.2以下

右図の通り定められています。メチルエステル化率の低

残留遊離グリセロール [%mass]

0.02以下

残存全グリセロール [%mass]

0.25以下ヨウ素価120以下

行試験を行う場合に強制規格外の燃料を供給することはできないこととなります。

い燃料ではノズルの詰まりや燃焼不良をおこす可能性があり、今後のバイオディーゼル燃料製造者はこの規格に合ったバイオディーゼル燃料の製造が不可避で、燃料品質を高めることが重要な課題となっています。

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リン酸含有量[mg/Kg]10以下

金属（Na+K）[mg/Kg]5以下

金属（Ca+Mg） [mg/Kg]

5以下

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12当社の特徴 （１）コアコンピタンス

処理時間

既存

バイオマス・ジャパン

約8時間

約4～5時間アルカリ廃液排水

大量のアルカリ廃液がでる

水を使わないので廃液はでない

BOD 80,000～130,000mg/L 魚が棲めるのは5mg以下

薬剤で不純物を取り除きます

触媒品質危 険安 全

劇物指定品

劇物指定品ではない

並高メチルエステル化率

メチルエステル化率

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排水設備不要機械 特許

新触媒 特許科学に裏打ちされた品質チェックができる

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13当社の特徴 （２）ワンストップサービス

バイオディーゼル製造に関わるサービスを日本で唯一ワンストップで提供

原料調達

補助金
申請代行

消防申請代行

大手菓子メー
カーなどより調達をサポート

契約バイオマスタウンアドバイザーが代行

200L以上は必須

プラント
設計、施工
販売

精製方法
指導

競合他社の領域

周辺薬剤販売品質分析
サービス

メタノール・苛性
カリなどが必須
100％BDF使用者の45％がトラブル
（国交省）
簡易分析
キットを開発設計、施工、精製指導、薬剤販売
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小型製造装置小型製造装置

国内クレジット
無料申請

平成23年度
経済産業省
からの再委託業者として申請支援

科学的アプローチが必須
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14当社の特徴 （３）実績

農林水産省「バイオディーゼル燃料地域利用実証事業」

おおさきバイオディーゼル燃料協議会

農林水産省「バイオディーゼル燃料地域利用実証事業」

池内リサイクリング農林水産省「バイオディーゼル燃料地域利用実証事業」

株式会社寿バイオ農林水産省「バイオディーゼル燃料地域利用実証事業」

株式会社和光商会

農林水産省「バイオディーゼル燃料地域利用実証事業」

社会福祉法人創志会つくばライフサポート

農林水産省「バイオディーゼル燃料地域利用実証事業」

上益城農業協同組合

環境省「エコ燃料利用促進補助事業」

自然と未来株式会社

NEDO「新エネルギー事業者支援対策事業」

山梨交通株式会社

その他

写真：おおさきバイオディーゼル燃料協議会

バイオディーゼル（B５混合プラント）
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バイオディーゼル（精製プラント）

バイオディーゼル（反応プラント）
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廃棄バイオマスの燃料化 （１）廃グリセリン

廃グリセリンの A重油代替燃料化重油代替燃料化

バイオディーゼル燃料精製工程で、副産物として原料油脂の20%程度のグリセリンが生成されます。 通常、このグリセリンには触媒や未変換の脂肪酸などが混入しており、有効な用途がありません。

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廃棄バイオマスの燃料化 （１）－１ 廃グリセリン ガスクロ分析

改質グリセリン

未反応の脂肪酸が無くなり、炭化水素（重油は炭素と水素からなる炭化水素が主成分）が増えている。

グリセリン燃料

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廃棄バイオマスの燃料化 （１）－２ 廃グリセリン

廃グリセリンの熱量 5,166 cal/g

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グリセリン燃料の熱量 9,278 cal/g
A重油JIS規格すべてクリア

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廃棄バイオマスの燃料化 （２）動植物系油滓の燃料化

ごみをエネルギーに！

従来技術では、動物系油やパーム油を原料として精製した場合、原料油脂の性状を引き継ぐ為、精製されたBDFは常温で固まってしまうなどの問題がありましたが、これを解消。牛脂などの焼却処分されていた「動物系廃油」の燃料化が可能となりました。

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19ありがとうございました。

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