バイオマスエタノール
遠藤真弘 「国産バイオエタノールの普及に向けて―沖縄での取り組みを中心に― (PDF, 211 KiB) 」国立国会図書館 ISSUE BRIEF NUMBER 553(2006.11.17.)
2000年頃、日本国内で複数のエタノール系燃料が流通・販売され販売会社が参入し一時的に市場が拡大、活性化したものの、高濃度アルコール燃料の問題についての報道やトラブルの風聞が広がり、徐々に販売の増加ペースが鈍化した。
2003年(平成15年)、安全上の理由から燃料の品質を規定する「揮発油等の品質の確保等に関する法律」が改正され、ガソリンへのアルコール等の混合許容値は「エタノールは混合率3%まで、その他含酸素化合物は含酸素率1.3 %まで」と定められた。これにより高濃度アルコール燃料の販売が禁止されることとなり、高濃度アルコール含有燃料販売業者は一挙に減少した。この時できた法律により日本でのバイオエタノール普及が阻害されていると指摘されている。
2012年(平成24年)4月1日ようやくエタノール燃料の日本国内での普及を妨げていた揮発油等の品質の確保等に関する法律施行規則が改正され、とりあえずエタノール混合率10%のE10までの販売がE10対応車両に認められることになった。同規則第10条の2第2項(揮発油規格の特則)。
バイオマス・エタノールを生産する過程で投入されるエネルギーとバイオマス・エタノールを燃焼して得られるエネルギーとを比べて、生産に合理性があるかを考慮する必要がある。投入エネルギーと得られるエネルギーの差が小さければ、農作物を消費してまでバイオマス・エタノールを生産する必要がないかも知れない。
投入エネルギーと得られるエネルギーの比を数値化して表すのには、EPR(Energy profit ratio、エネルギー利益率)という考えが使われる。 EPR = 出力エネルギー/入力エネルギー
例えば、原油の場合、初期の油田では自噴するなどで簡単に採掘できるためEPRは100程度となるが、枯れ始めた油田では10程度に低下する。オイルサンドは流動性のない重い砂から重質油を分離処理する必要があるので、1.5程度となり極めて効率の悪いエネルギー資源であることが判る。バイオマス・エタノールはかなり低い数値であるといわれているが、作物や製法によっても異なることから、信頼できる情報は得られていない。
セルロースを原料とする技術に用いられる。(後述、セルロースを原料とした製造工程)
サトウキビは酵母が代謝できる糖を多く含んでいるため、バイオマスエタノールの原料として適している。もっとも、一般的にはサトウキビの絞り汁をそのまま発酵させるのではなく、精糖を分離した後のモラセス(廃糖蜜)が発酵原料となる。
サトウキビを原料としたエタノール生産工程において特筆すべきは、副産物であるサトウキビの絞り滓(バガス)と蒸留廃液(ビナス)の利用である。バガスは主として植物繊維であるが、サトウキビの処理工場では熱源の燃料として活用されている。バガスの燃焼によって得られるエネルギーは精糖およびエタノール生産工程に必要なエネルギーを超えており、自家発電装置を備えたエタノール工場の中には地元の電力会社への余剰電力の売電によって収入を得ている所もある。また、バガスを製紙原料として活用したり、それ自体を分解してエタノールの原料とする研究も進んでいる。
ビナスは高温、強酸性かつ高BODの廃液であるため、河川に投棄されると深刻な公害を発生させる。これを防止するため、最近ではこれを他の工場排水と混合して希釈し、サトウキビ栽培の肥料として活用する努力がみられる。