ゲーム好き主婦のひとりごと

気の向くままに、思い付くままに書いた独りよがりブログ

世界初 バイオガスからメタノールとギ酸製造

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読者の皆様こんにちは。

化学や科学の知識は、ゼロのオオイヌノフグリです。

 

でも、「科捜研の女」や「CSI:科学捜査班」は大好きで、

科学の謎が解明されるシーンは、ゾクゾクします。(笑)

 

最初に、記事の中に出て来る用語の説明を、

書いて見ました。

 

              用語説明

1、メタン  天然ガスの主成分。

 

 最近日本海に大量のメタンハイドレートが存在することが判明し、

 その掘削技術の開発が、政府主導で進められている。

 

2、メタノール 別名メチルアルコール

 

  燃料や溶剤などとして広く使用されている。

  また、フェノール樹脂、接着剤、酢酸などの基礎化学品の

  原料です。

 

  最近では、直接メタノール燃料電池の実用化が期待されている

 しかし、その合成は高温・高圧を要することが問題になっている。

 

3、ギ酸  分子量が最小のカルボン酸です。

 

      IUPAC命名法では、メタン酸が系統名です。

 

     カルボキシ基以外にホルミル基も持つため、性質上、

     還元性を示す。

 

     空気中で加熱すると発火しやすい。

 

     ギ酸は、工業的に生産されており、

     その水溶液は市販されています。

 

4、二酸化塩素  塩素と酸素原子から構成される化学物質(CIO2)

         市販の除菌・消臭剤の有効成分であることが

          知られており、亜鉛素酸ソーダから容易に

                               作り出すことができる。

 

私の頭では、用語の説明の説明が必要かも・・・(笑)  

 

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            世界初

 

大阪大と興部(おこっぺ)町は、バイオガスからメタノール

製造する技術開発と実用化検討を始めました。

 

乳用牛などの家畜糞尿から得られるバイオガスを原料に、

メタノールとギ酸を製造に、このほど世界で初めて成功したと

15日発表しました。

 

今後5年以内を目標に、量産化を目指します。

 

生乳の品質を落とす原因だった、ふん尿処理とエネルギーの

調達の課題を、同時にクリアできることになります。

 

コア技術が確立すれば、町営プラントから年間80トンの

メタノールと400トンのギ酸が得られると、試算しています。

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全国の乳牛や肉用牛135万頭から試算すると、

約1700億円分(350万トン)のメタノールに相当し、

電力供給が不安定な地域への燃料供給に、貢献する技術として

期待できるようです。

 

町営の興部(おこっぺ)北興バイオガスプラントと大阪大が開発した

メタン酸化技術を利用し、バイオガスに含まれている

メタンガスからメタノールとギ酸を製造します。

 

大阪大先導的学研究機構の、大久保敬教授ら研究グループが

開発した変換技術を応用します。

 

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除菌、消臭剤の有効成分として知られる二酸化塩素の

特異な反応性に着目し、空気とメタンからメタノール

常温・常圧で作りだします。

 

二酸化炭素を排出することなく、

有効な液体化学物質に変換します。

 

メタノールはこれまで国内生産が出来ず、輸入頼みでした。

貯蔵が利くため、燃料電池の燃料として使えます。

 

ギ酸も牛の餌の水分調整に使えるほか、水素に変換する

技術の開発が進めば、エネルギーとしての利用が期待されます。

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        夢の研究

 

通常メタンガスと酸素を反応させると、

燃焼反応が真っ先に出来てしまうため、メタノール製造は

「夢の研究」とされてきました。

 

大久保教授らは、フッ素系の溶媒の中で二酸化炭素

光を照射することで得られる物質をメタンガス、

空気と作用させることで、メタノールとギ酸を取り出しました。

 

メタンガスは燃料として、火力発電や都市ガスとして

使用されていますが、メタノールなどの液体燃料へ

容易に変換できれば、運搬がしやすくなるだけではなく、

自動車燃料のなどとして、従来のインフラとして

流通させることも出来ます。

 

また、燃料電池プラントとくみあわせことができれば、

理論上エネルギー効率は、最大になると考えられています。

 

今後2社は化学企業と組んで、量産が技術を5年以内に確立し、

全国販売に乗り出します。

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    北海道のバイオガス発電

 

酪農が盛んな北海道では、家畜の糞や尿を発酵処理して

発生するメタンガスなどを利用する、バイオガス発電が

広がっています。

 

酪農家や自治体、農家、企業などが運営するプラントが

約70基以上稼働しています。

 

自家発電の他、北海道電力に充電しています。

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プラントを増設したい事業者は多いのですが、

北海道電力の送電線の空き容量が不足しているため、

売電が出来ず多くの建設計画が暗礁に、乗り上げていました。

 

メタノールは、電化製品や医薬品の製造過程で広く使われるため、

売れば収入源になります。

 

ギ酸は、乳牛の飼料の添加剤になるので、地産地消も期待できます。

 

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    バイオマス発電の普及状況

 

2012年7月に再生エネルギーの固定価格買い取り制度(FIT)が

スタートしました。

 

新にバイオマス発電設備

(メタン発酵ガス発電、一般廃棄物・その他バイオマス発電を除く)

として、認定した発電所(2017年3月末時点)は、491ヶ所で、

約1,200万kWの発電容量が認定されています。

 

      木質バイオマス発電の問題点

 

バイオマス発電の中で多く検討されているのは、

木材に由来するものを燃やす発電の、木質バイオマス発電です。

 

本来の木質バイオマス発電は、間伐材や廃材など

本来ゴミになるものを使用して燃料を作り、木材を燃やすことで

二酸化炭素は出るのですが、それまで木材が吸収した二酸化炭素

相殺することで、クリーンと謳われています。

 

しかし、政府の固定価格買い取り制度(FIT)の認定を受けた

案件の8割以上が稼働していません。

 

林業のなど人出不足もあって、

国内の資源を生かしきれていないのです。

 

国内のバイオマス発電で主に燃料とするのは、

木くずなどを固めた木質ペレットと、パームやしの殻(PKS)です。

 

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しかしパームやしの殻(PKS)は、熱帯雨林を伐採するため、

環境破壊につながるという声も多いのです。

 

木質バイオマス発電を日本の木材で行うのであれば、

何の問題も無いのですが、日本の木材は高く、

量が安定していないため、膨大な量の木材を使う

木質バイオマス発電には、向いていないと言われています。

 

特に、間伐材は運送コストに難があり、発電事業としての収益に

大きな影響を及ばしています。

 

その結果、多くの木質バイオマス発電の燃料を輸入しています。

 

結局、海外からの輸入に頼るのであれば、輸入が途絶えたら

発電できなくなってしまう、不安定なエネルギーに

なってしまいます。

 

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           改善できるの?

 

日本は山が多く森林が多いので、燃料となる資源は十分に

あるはずなのに、何故輸入しているのでしょうか?

 

日本国内から安定した燃料を、排出できる事業者は、

ほんどいないのが実情です。

 

結局この問題をクリアできず、海外の燃料に依存してしまうか?

諦めてしまうか?の選択になってしまいます。

 

地域によっては、木質バイオマス間伐材の奪い合いが

起こっている地域もあるそうです。

 

自民党の再生エネを巡る議連では、国産材の活用を重要視する声が

上がっていますが・・・

 

木質ペレットの場合、国産の価格は海外メーカーの工場で

生産される輸入品の2~3倍とされています。

 

木質バイオマス発電では、燃料はコストの7割をしめると

されているために、発電業者が割高な国産燃料を

使うはずはありません。

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電気料金の底上げ部分は、全国民の電気料金に加算されています。

 

2017年からポストFITの入札が始まったのですが、

事業用太陽発電と陸上風力発電の入札では、

ほぼ初期の成果が得られたものの、木質バイオマスでは

応募者が少なすぎて入札に、なりませんでした。

 

こうした状況を念頭におけば、異常に高い買取価格に支えられた

日本の木質バイオマス発電が、有望な選択肢として残る余地は

ないように思われます。

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            最後に

 

地球温暖化問題が深刻化する中、欧州ではCO2を仰止する

「脱炭素化」の一環として、イギリスをはじめ石炭火力からの

脱却が加速しています。

 

国内の石炭火力は140基あり、

うち114基が旧式で非効率とされています。

 

離島などの特殊地域を除く約100基が、旧廃止の対象に

なる見通しです。

 

今後は石炭比率を下げながら、電力の安定をどう実現するかが

課題になります。

 

原発は安全対策コストがかさみ、地震大国の日本での再稼働は

現実的に乏しいのです。

 

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再生可能エネルギーの普及に、本腰を入れる時が来たようです。

 

今回の牛のふん尿の発酵時に発生するバイオガスから

燃料電池に使われるメタノールを生成する実証実験が、

世界で初めて成功し、5年以内の実用化を目指しています。

 

木質チップの国内産は、まだまだ課題が多いのですが、

こちらにも力を入れて欲しいと思います。

 

 以前書いた中尾地熱発電や、今回の興部町のバイオガス発電など、

地域に合った再生エネルギーの方法を充実させて、

少しづつ石炭発電を、減らしていけたらと思います。

 

最後まで読んで頂いてありがとうございました。

 

        ゲーム好き主婦の

 

             ひとりごとでした・・・

 

 

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