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バイオ燃料

海外で普及するバイオ燃料は、ガソリン車のCO2削減に大活躍!日本での普及は?

2021年08月16日

実質的な二酸化炭素排出量が少なく、再生産が可能であることから化石燃料に代わる存在として注目される「バイオ燃料」をご存知でしょうか。

現状、バイオ燃料は十分に普及しているとはいえませんが、コストや間接的な環境負荷などいくつかの問題を解消すれば、脱炭素社会の実現に貢献するキーポイントの1つになり得ます。

ここでは、バイオ燃料の概要や用途、バイオ燃料が注目されるようになった背景をご説明します。

バイオ燃料とは

バイオ燃料とは、バイオマス(生物資源)から生成される燃料のことです。代表的なバイオ燃料としては、以下が挙げられます。

  • バイオエタノール
  • バイオディーゼル燃料
  • バイオガス
  • バイオジェット燃料

それぞれバイオエタノールはガソリン、バイオディーゼル燃料は軽油、バイオガスは天然ガス、バイオジェット燃料はジェット燃料の代替燃料となります。バイオ燃料は第一世代、第二世代、第三世代(次世代)と3つに大別され、それぞれ下記のような違いがあります。

第一世代バイオマスの可食部を活用した、食料と競合するバイオ燃料
第二世代バイオマスの非可食部を活用した、食料と競合しないバイオ燃料
第三世代(次世代)炭化水素系に分類される、ジェット燃料の代替にもなるバイオ燃料

第一世代のバイオ燃料は砂糖やデンプンなど、バイオマスの可食部を活用して生成される特性上、食料と競合するため大量消費する燃料としては不向きでした。

廃棄物に分類されるバイオマスから生成される第二世代は、食料と競合しない点で実用性は向上していますが、化石燃料との混合比率に制限があります。ガソリンなどに一定割合の混合を行うことは可能であるものの、航空用ガスタービン(ジェットエンジン)に用いるジェット燃料への混合は認められていなかったのです。

現状、第三世代は製造コスト面に課題があるものの、第二世代までのバイオ燃料が抱えていた混合比率の問題を克服しており、とくに電気・水素などによる代替が効かないジェット燃料としての活用が期待されています。

バイオ燃料の原料と製造方法

代表的なバイオ燃料の種類と原料、それぞれの製造方法は以下のようになっています。

燃料の種類主な原料と製造方法
バイオエタノールサトウキビやトウモロコシなどを発酵・蒸留させて製造する
バイオディーゼル燃料植物油や魚油、獣脂や廃食用油などの油脂を処理して製造する
バイオガス食品廃棄物や家畜排泄物の発酵時に生じるガスから製造する
バイオジェット燃料微細藻類や木材などの油成分から製造する

バイオ燃料が注目されるようになった背景

そもそもバイオ燃料が注目されるようになった背景は、原油価格の高騰によって原油由来の燃料とバイオ燃料の価格差が小さくなったことにあります。

また、実質的な二酸化炭素排出量が少ないことや、再生産可能な燃料であることにより世界各国が掲げる「脱炭素社会の実現」にマッチした存在であるため、化石燃料に代わる燃料として注目されるようになりました。とくに、石油依存度の低減が課題であった国・地域にとって、バイオ燃料は脱石油を達成する重要な要素と捉えられているようです。

バイオ燃料の用途を実用例とともにご紹介

日本はバイオ燃料の分野で遅れているといわれますが、意欲的な企業のもと着々と研究は進められています。ここでは国内に焦点をあてて、バイオ燃料がどのように活用されているのか実用例をご紹介します。

国土交通省航空局の飛行検査機にバイオジェット燃料を使用

2021年6月、株式会社ユーグレナは国土交通省航空局が運用する飛行検査機のフライトを、自社製造したバイオジェット燃料により実施させています。政府機関の航空機に国産のバイオジェット燃料を使用するケースとしては日本初であり、日本国内のバイオ燃料事情を大きく前進させた事例といえます。

同社は2021年時点でバイオ燃料の研究を10年以上行っており、2018年に国内にバイオ燃料製造実証プラントを作成、2020年にバイオディーゼル燃料を完成させてバスやフェリーに導入するなど、精力的にバイオ燃料の開発・導入を進めてきました。

ミドリムシから製造したバイオディーゼル燃料をバスに利用

株式会社ユーグレナと大手商用車メーカーであるいすゞ自動車株式会社は、ミドリムシ由来のバイオディーゼル燃料「DeuSEL®(デューゼル)」を共同研究し、2014年からいすゞ自動車の送迎バスに利用しています。

多数の輸送車両を生産・販売するいすゞ自動車と、株式会社ユーグレナの思想の一致により生まれたこのバイオディーゼル燃料は、ミドリムシ由来のバイオディーゼル燃料を作る事例としては世界初です。

なお同プロジェクトは段階的に、バイオディーゼル燃料100%でも車両に負担をかけず使用できる「次世代バイオディーゼル燃料」の実用化を目指しており、上記はその第一ステップといえる軽油とミドリムシ由来のバイオディーゼル燃料を混合した「従来型バイオディーゼル燃料」の実現にあたる取り組みです。

食品廃棄物を活用した発電による二酸化炭素の排出量削減

サイエンスシード株式会社はバイオガス発電設備の製造・販売、バイオガス製造技術の研究・開発などを中心とした事業を展開する企業です。数ある再生可能エネルギー発電のなかでも、バイオガス発電は「捨てられるはずだった食品」を電力へ変換できる唯一の方法であり、食品ロスを低減する観点から評価されています。

2021年6月に公開された「食品ロス削減関係参考資料」によると、日本における食品ロス量は年間600万トンにのぼるとのこと。1人あたりの年間ロス量に換算すると47kg程度となり、これは1人あたりの米の年間消費量である約54kgに迫る数値であることから、毎年大量の食品ロスが生じていることを読み取れます。

これまで捨てられるしかなかった大量の期限切れ商品や厨芥(調理時の生ごみ)を有効活用できるため、バイオガスを用いた発電は社会貢献性の高い取り組みだといえます。

バイオ燃料を利用するメリット

バイオ燃料を利用する代表的なメリット3つをご紹介します。

実質的な二酸化炭素排出量が少ない

バイオエタノールなど、植物由来のバイオ燃料が燃焼する際に排出される二酸化炭素は、「植物の生育時に吸収した二酸化炭素と同量である」と捉えられます。つまり、化石燃料を燃焼させたときよりも、実質的な二酸化炭素排出量が少ないとみなされるのです。

ただし植物由来のバイオ燃料ばかりが普及すると、原料調達量を拡大するために森林を伐採し、土地を切り開く流れになることも予想されます。そのような場合には、森林が失われることによる二酸化炭素の吸収量減少によって、かえって二酸化炭素の総量を増やす可能性も考えられるでしょう。

化石燃料とは異なり再生産が可能である

バイオ燃料の原料となる「バイオマス」は、以下のようなものが該当します。

バイオ燃料の原料となる「バイオマス」

*経済産業省 資源エネルギー庁「バイオマス発電」

採取して使用すればなくなる化石燃料と違い、いずれも私たち人間を含む動植物のライフサイクルのなかで自然に生まれてくるものばかりです。つまり、化石燃料では不可能である「原料の再生産」が、バイオ燃料の場合は可能なのです。

ガソリンなどの代替燃料とすることで石油依存度を下げられる

温室効果ガス削減の観点から、近年は二酸化炭素を排出しない電気自動車に話題が集まっていますが、バイオ燃料の活用によりガソリン車でも二酸化炭素の排出を抑えられることが注目されています。

温室効果ガス削減において、環境保全に優位性があるのは電気自動車であるものの、電気自動車はガソリン車ほど低コスト化が進んでいるとはいえません。そのため、環境問題を意識していても、経済的な理由によりガソリン車から電気自動車へ買い替えられないケースは珍しくないでしょう。

そのような場合の代替策として、ガソリン車にバイオ燃料を使用し、車両購入の負担を避けつつ二酸化炭素を削減する方法が候補に挙がります。

バイオ燃料をめぐる世界の動向

バイオマス産業社会ネットワークが公表する「バイオマス白書」によると、2019年に世界のバイオエタノールの生産は前年度比で約2%、バイオディーゼル燃料の生産は約13%増加し、世界トップの生産国であったアメリカをインドネシアが抜きました。バイオ燃料の代表であるバイオエタノールとバイオディーゼル燃料は、輸送部門のエネルギーのうち約3%の供給を担っているようです。

バイオマス発電の分野では中国が進んでおり、中国を追う形でEUや日本、韓国がバイオマス発電の割合を増加させています。2021年3月の発表によると、中国のバイオマス発電設備は2,952万kWとなっており、3年続けて世界トップに位置しています。

ただし、バイオ燃料全般が肯定的な動向を見せているわけではありません。たとえば、木質バイオマスに関しては「化石燃料より環境に悪影響がある」といった意見もあり、世界のバイオ燃料事情が前進するなか新たな議題が挙がっている模様です。

日本で普及が遅れている理由

日本のバイオ燃料分野も進歩を見せていますが、諸外国の目標設定や実用化の状況を比較すると、ほかの先進国より一歩遅れているといえます。実際、バイオ燃料の導入状況を比較すると、日本の実績が乏しいことが分かります。

バイオ燃料の導入状況

*経済産業省 資源エネルギー庁「バイオ燃料の導入に係る高度化法告示の検討状況について」

日本が遅れている主な理由としては、バイオ燃料の原料となるバイオマスの調達を輸入材に依存しており、安定供給に懸念があったこと。ならびに、原料の輸送にコストがかかる点が挙げられます。

また、日本の非化石エネルギー源に関する法律である「エネルギー供給構造高度化法」では、バイオエタノールの導入目標として下記の数値が設けられていましたが、これが控え目な設定であった可能性もあります。

バイオエタノールの導入目標

*経済産業省 資源エネルギー庁「バイオ燃料の導入に係る高度化法告示の検討状況について」

2022年以降、より積極的な導入目標が設定され、バイオ燃料の導入比率が諸外国並みに向上する展開が望まれます。

>> 頓挫か持続か?バイオマス発電の将来性

おわりに

交通や発電から生じる二酸化炭素の排出量を削減する方法として、バイオ燃料は化石燃料に代わる存在だと期待されています。温室効果ガスによる地球温暖化の深刻化、化石燃料の枯渇が問題視されるいま、とくに関心を向けるべき領域の1つだといえるでしょう。

また、燃料製造に食品廃棄物を充てることで食品ロスを低減できるなど、副次効果として別の社会問題を解消する術を備えていることは高く評価できます。決して、私たちにとって他人事ではない分野ですから、日本のバイオ燃料普及を促進する観点からも理解を深めておきたいところです。

EnergyShift編集部
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