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バイオ燃料(ばいおねんりょう)とは生物体(バイオマス)の持つエネルギーを利用したアルコール燃料、その他合成ガスのこと。石油のような枯渇性資源を代替しうる非枯渇性資源として注目されている他、二酸化炭素の総排出量が増えないあくまで理論上であるが、植物が取り込んだ二酸化炭素を燃料にして排出するのだから差し引き排出量は0という見方をすることもできる。詳しくはカーボンニュートラルを参照と言われていることから主に自動車や航空機を動かす石油燃料の代替物として注目されている。

◆概要

産業用燃料は、第二次オイルショックで原油価格が1バーレル4ドルから17ドルに値上がりしたのを契機に石油より安価な石炭・天然ガス・原子力等で代替されたが、1980-2000年の間、輸送用燃料は原油価格1バーレル15ドル前後だったため代替燃料は採算が合わなかった。しかし、中国・インドの自動車の普及・経済発展による輸送燃料需要の急増により2005年かあら2008年にかけて原油価格が1バーレル150ドルに暴騰し、地球温暖化問題によるCO2削減要請の高まりもあって、近年低コスト輸送用バイオ燃料の研究開発・実用化が大きく進展している。

種類としては下記の3つに大別される。2008年現在、原油価格高騰は航空産業、漁業に大きな打撃を与えているが、動植物油のジェット燃料や船舶用ディーゼル及び焼玉機関への適用研究は自動車燃料への適用研究に比べて後手に回っており、生焚きした場合の問題点の解析、必要とされる化学処理の研究が急がれる。

◇ガソリン代替オットー機関用燃料

;バイオマスエタノール

:乗用車・小型トラック用ガソリン代替輸送燃料である

:穀物・廃糖蜜をアルコール発酵させて醸造する在来法と、食料にならない廃材/乾燥地生育植物であるサボテン・牧草・藁・トウモロコシ茎・間伐材のセルロースを熱や真菌で分解してからコリノ菌・酵母で醸造する第二世代セルロースエタノールがある。在来法は既にトウモロコシ価格が120ドル/tから150ドル/tに大幅上昇するなど食料との競合問題がでているために、食料と競合しないセルロースエタノールの経済的生産法の開発が急がれている。最近RITEとHONDAがセルロース法の大幅なコストダウンを可能とするRITE-HONDA法を開発し出光興産と三菱商事が合弁で大型プラントを立ち上げる計画がある。

:(詳細 アルコール燃料・バイオマスエタノール)

;ETBE

:

;DMF

:

:フルクトースやグルコースから製造する。エタノールよりもエネルギー密度が高く、水とも混じらず化学的にも安定。

◇軽油代替ディーゼルエンジン用燃料

・バス・大型トラック・建設機械・船舶・軍用車両用の軽油代替燃料である

・ガソリン代替燃料が農産物/農林廃棄物のアルコール発酵を利用しているのに対して、バイオディーゼル燃料(BDF/BioDieselFuel)は一般の動植物油脂をそのままメタノール処理または水素化分解して製造する。第一世代のBDFは植物油をアルコール処理してグリセリンを除去した燃料で欧州では菜種BDFを軽油に5%前後混入して使用するのが進んでおり、2008年現在、菜種油のEUFOB価格は600ドル/tから800ドル/tに高騰した。日本で最近見られる廃食用油ディーゼル燃料も第一世代に属する。第一世代BDFは100%で使用した場合、燃焼力の強い触媒で排ガス処理をしないと粒子状未燃物が出やすいほか、コモンレールディーゼルの高圧噴射との相性の問題もあり、菜種/大豆油の場合は酸化しやすく、パーム油は低温固化しやすく、魚油はスラッジでエンジン焼付きが出易い等の問題がある。第二世代のBHF(BioHydrocrackingFuel)とは、新日本石油が減圧軽油水素化分解装置を使って動植物油を分解するプロセスを試験して得られた、GTL同等の高品質のディーゼル燃料を指す。燃料中の酸素分が除去されて未燃の問題が、ワックスが分解されて固化の問題が改善するほか、グリセリンが分解されてグリセリンの廃棄問題が解決して歩留まりも改善する。但し水素化分解装置は石油精製残渣油水素化分解装置の転用が利くものの大規模な設備投資を必要とする。最も安価といわれるナンヨウアブラギリ油を原料にした場合でも2008年現在1バーレル150ドルの原油価格が1バーレル60ドルを切ると不採算になるといわれる。

・尚、船舶用エンジンでは元からA重油など低級な燃料油が使われていた事もあり、漁船用に魚油の生焚きも検討されている。

・(詳細バイオディーゼル)

◇ジェット燃料/軽油代替ガスタービン用燃料

・航空機用ジェット燃料、軍艦/戦車用ガスタービン燃料、コージェネ用マイクロガスタービン燃料として灯油、ジェット燃料、軽油を代替する

・航空機用燃料としては1kgあたりの発熱量が高いことが絶対条件で、アルコールは発熱量が低いため使えず、動植物油かGTLが考えられている。陸海軍用はkg発熱量はそれ程重視されないが、戦闘中に引火しない事が条件のため、やはりアルコールは不適格と考えられている。

・航空エンジン産業が米英露に偏在しているため、自動車用代替燃料に比べて研究者が少なく研究が遅れていたが、2004-2008年に原油価格がバーレル18ドルから150ドルに暴騰し航空会社が大打撃を受けた一方、植物油価格はバーレル50-70ドルのため、ヴァージン・アトランティック航空がココナツ油等をニュージーランド航空がナンヨウアブラギリ油を航空燃料の混和材として使用するhttp://www.airnewzealand.jp/aboutus/media_centre/press_release/press_release_2008111301.htm 世界初、第2世代バイオ燃料による

テスト飛行実施 (2008年11月13日、ニュージーランド航空)試験を開始した。

・(詳細 バイオジェット)

◆ ガソリン代替エタノールの現状

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