Touch me

今回はバイオエネルギーについて考えてみたい。

１．バイオエネルギーとは？

　植物は太陽からの光エネルギーを利用し、水と炭酸ガスから炭水化物を生成する要するに、光合成だ。この炭水化物の化学的エネルギーがバイオエネルギーの源である。このような、植物起源の有機資源をバイオマスと呼び、これらを利用するエネルギーがバイオエネルギーである。ただし、食料、木材、肥料など、エネルギーとしての利用が現実的でないものは、狭義のバイオマスには含まれない。

２．バイオエネルギーの種類

バイオマスは、生産資源系（エネルギープランテーション系）バイオマスと未利用資源系（残渣系）バイオマスに分けられる。生産資源系バイオマスは主にエネルギー利用を目的として栽培する植物である。ブラジルで自動車燃料用エタノールの原料として栽培されるさとうきびはその代表的な例である。一方、未利用資源系バイオマスは、農林水産業における未利用資源や加工残渣、都市ごみ中のバイオマスなどである。　未利用資源系バイオマスをエネルギー利用する場合には、エネルギーの発生に加え、廃棄物処分、環境保全などの効用が生じる。一方、生産資源系バイオマスの利用に関しては、他の土地利用形態との競合を考慮する必要がある。

３．バイオマスエネルギーの導入実績

バイオマスは大量に存在していますが、分散しているので収集・輸送コストがかかります。また、そのままでは利用できないため前処理施設が必要です。そのため、日本では、廃棄物系バイオマス存在量は原油換算で約2,600万klあるのに対して、1999年度導入実績は約462万klと18％程度にとどまっています。米国では再生可能エネルギー（水力を含む）はエネルギー消費の8％を占めている。バイオエネルギーはその内の44％を占め、太陽エネルギーや風力に比べてかなり利用が進んでいる。ただし、電力以外の用途が大半を占め、全体の80%強は産業部門で消費されている。また、形態別では、木質系バイオマスが80％、都市廃棄物系バイオマスが17％となっている。　自動車用の代替燃料としては、主にとうもろこしを原料としたエタノールを10％程度ガソリンに添加した自動車燃料アルコールブレンドガソリン（ガソホールとも呼ばれる）の使用が普及し、中西部のいくつかの州では、全自動車燃料に占めるガソホールの割合が40％近くに達している。米国での自動車燃料用エタノール生産量は、1980年以降、年率平均12%のペースで伸び、1998年には14億ガロンに達している。現在では、ガソリン消費の約1%をエタノールが代替している。ブラジルでは、サトウキビ、農業廃棄物からエタノールを生産しガソリンの代わりに使っており、ヨーロッパでは木質系バイオマスをエネルギーとして取り入れることに力を入れています。

４．代替燃料としてのエタノールの生産量

最近のガソリン高騰と将来の化石系燃料の枯渇、Co2削減の観点で最も力を入れているエタノールだが、多少古い統計だが、2004年のエタノール生産量はブラジルが40億ガロン（150億リットル）で世界１位、アメリカが、ほとんどトウモロコシだけで35億ガロンを生産し、急速に追い上げている。中国は小麦・トウモロコシから約10億ガロン、インドはサトウキビから５億ガロン、エタノールの利用推進を図るＥＵで最大の生産国フランスはテンサイと小麦から２億ガロン強を生産した。世界全体ではガソリン総消費量の約２％に代わるエタノールが生産されたことになる。その後、米国では、2005年エネルギー政策法によって2012年までに生物資源由来の燃料の使用量を75億ガロン（約0.28億kl）まで増やすことが定められたが、そのかなりの部分がバイオマスエタノールでまかなわれるとみられている。また、ガソリンの改質材として広く利用されてきたメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）が環境問題を引き起こしたことから、代替的な改質材としてエタノールの利用が拡大している。日本では、政府全体が「バイオマス・ニッポン総合戦略」に取り組んでおり、輸送用燃料におけるバイオマス由来燃料の普及を目指す下で、ETBE（上記参照、バイオマス由来ガソリン添加剤）、E3などの導入が推進されている。2010年度に原油換算で50万kl相当のバイオ燃料を輸送用燃料として導入する目標が立てられており、そのうちの21万kl相当分の実現について協力を求められた石油連盟では、同量のETBE供給を目指して態勢整備を開始した。2007年4月にはその第一歩として、首都圏50か所のガソリンスタンドにおいてETBE混合ガソリンの供給が始まった。[1]また2007年10月からは、沖縄県宮古島において大規模なE3実証実験が行われようとしたが、結局反対により失敗した。さらに、E3よりも高濃度のエタノール混入に対応するため、国土交通省では、E10対応の車両の安全・環境性能に関する技術指針の整備も進めている。

５.バイオマスエタノールの生産効率

では、1ブッシェル（3.8KG）のとうもろこしから得られるエタノールは3ガロンだ。とうもろこしの生産量は下図の通りで世界全体で約6億トンである。

米国の目標である、70億ガロンのエタノールを作るために、必要なとうもろこしは世界の全生産量の1.5%程度にもなる。USのガソリン使用量は1500億ガロンなので、70億ガロンは僅か４．６％でしかない。しかもとうもろこし生産に使用する農耕機、エタノール化の過程で使用するエネルギー量 と得られるエネルギーとの」比率をエネルギー収支と言うが、とうもろこしの場合１．３２と言われている。食料危機の危険性を引き起こして一因であることを考えると、有効な方法とは言いがたい。