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第二世代バイオ燃料はどのように機能しますか?


一見すると、ノースカロライナ州サンプソン郡を覆うススキの畑はほとんど重要ではないように見えます。バスケットボールのフープよりも4フィート(1.21メートル)高いススキは、巨大で、とがった、食べられない、そして役に立たないと言う人もいます。しかし、他の人の見解では、これらの特大のブレードは、いつの日か金、または少なくともガソリンのタンクと同じくらい価値があるかもしれません。 Chemtexという会社は、サンプソン郡に1億7000万ドルの製油所を建設し、毎年2,000万トンのススキやその他の草をエタノールに変換することを計画しています[出典:Ramsey]。

何年もの間、政治家、ジャーナリスト、科学者は、化石燃料、特に原油の世界の消費を減らすために、植物をエタノールとバイオディーゼルに変えることを提唱してきました。バイオ燃料は化石燃料よりもクリーンに燃焼し、二酸化炭素を含む汚染物質や温室効果ガスを大気中に放出することが少なくなります。

世界のバイオ燃料の多くは、小麦、トウモロコシ、大豆、サトウキビなどの食用作物から供給されています。これらの植物によって生成されるエネルギーは、「第1世代」のバイオ燃料として知られています。結局のところ、これらのバイオ燃料のパイオニアは、かつての約束を果たしていません。一つには、いくつかの第一世代のバイオ燃料作物、特にトウモロコシは、土地と水を求めて食用作物と競合します。米国農務省によると、トウモロコシからエタノールを開発する製油所は、毎年トウモロコシの収穫量の約40%を消費しているとのことです[出典:Blas]。 2009年には、米国のすべてのトウモロコシと穀物の25%が食料の生産ではなく、バイオ燃料の生産に使われました[出典:Vidal]。

このような作物の消費は、食料価格の高騰や森林破壊など、多くの問題を引き起こす可能性があります。さらに、食用作物を燃料源として変換して使用するコストは高くつく可能性があります。これは、製油所がバイオ燃料の生産に使用できるのは、油、砂糖、でんぷんなどの植物のごく一部にすぎないためです。このような非効率性により、第1世代のバイオ燃料は環境にやさしいものではなくなります。さらに、専門家は現在、バイオ燃料が選択のエネルギー源として原油に完全に取って代わることは決してないと信じています。要するに、バイオ燃料の生産は非効率的であり、多くの点で、環境的および経済的に不健全です[出典:世界銀行;サイエンスデイリー]。

しかし、代替エネルギー源としてのバイオ燃料の将来は、かつて考えられていたほど暗いものではないかもしれません。ススキやその他の「第二世代」バイオ燃料作物のおかげで、世界の外国石油への依存を減らす可能性はかつてないほど大きくなっています。

>バイオ燃料の問題

2012年の夏は、米国の多くの地域、特にアメリカの穀倉地帯である中西部で暑く乾燥していました。乾燥状態はトウモロコシや他の穀物を枯渇させ、価格を押し上げ、すでに弱い経済を圧迫しました。

50年間で最悪の歴史的な干ばつは、第一世代のバイオ燃料原料の限界を浮き彫りにしました。食料価格が高騰するにつれ、農民、官僚、政治家は、食用作物をバイオ燃料生産に転用することの知恵について議論し始めました。それは、ますます暑く、乾燥し、空腹の世界で演じられているシーンでした。問題はひどく悪化したため、食糧援助グループと国連は、より多くの食糧生産を可能にするために、バイオ燃料生産の義務を廃止するよう政府に求め始めました。国連は、世界が食糧不足に直面した場合、各国はバイオ燃料政策を再考する必要があると述べました[出典:ブラス]。

食糧危機の一因となることに加えて、原料からエタノールとバイオディーゼルを生産することは、あなたが思うほど環境的にも経済的にも友好的ではありません。第一世代のバイオ燃料は、酵母によって消化されやすい砂糖とでんぷんから作られています。製油所がトウモロコシのすべての穂をエタノールに変えた場合、ガソリン供給の12%しか置き換えられません[出典:Brune]。

さらに、農家は大量の化石燃料、水、肥料を使用して、第1世代の原料を成長させてバイオ燃料に加工します。たとえば、トウモロコシをエタノールに変える成長と製造のプロセスでは、ガソリンよりも温室効果ガスの発生量が15%少なくなります[出典:Tilman andHill]。

幸いなことに、新しい世代が介入を待っています。トウモロコシ、大豆、その他の第1世代の原料から作られたバイオ燃料とは異なり、第2世代のバイオ燃料は誰も食べたくない植物から作られています。トウモロコシの茎、茎、葉、殻、木材チップなどの植物からの廃棄物をバイオ燃料に変えるのは難しいプロセスですが、潜在的なメリットは計り知れません。第2世代の技術は、第1世代のバイオ燃料よりもはるかに多くの燃料を生産でき、食糧供給と環境への影響を最小限に抑えることができます。

成長するグリーンジョブ

バイオテクノロジー産業協会によると、バイオ燃料産業は2022年までに米国で19万人の雇用を創出します。さらに、バイオ燃料の生産により、米国の石油輸入は12年間で700億ドル削減される可能性があります[出典:バイオテクノロジー産業協会]。

>

>新世代

ススキは、第二世代のバイオ燃料作物の素晴らしい例です。草は成長が速く、干ばつに強く、食用作物に使用できない貧しい土壌で育ちます。トウモロコシや穀物とは異なり、ススキは多年生植物です。農家は一度植えるだけで、毎年戻ってきます。さらに、ススキやその他の第2世代の作物は、第1世代の作物よりもはるかに少ない肥料と栽培で済み、環境劣化とエネルギー使用量が少なくなります。

サンプソン郡では、Chemtexは、地元の農家が2013年春にススキを植えて、1年後の開業時に製油所に供給するのに十分な草を用意することを望んでいます。 Chemtexは、製油所が生産するすべてのエタノールを購入する契約をGulfOilとすでに締結しています。同社は166エーカーの敷地を建設する予定です。 300人の従業員が必要です[出典:Ramsey]。

ススキ畑は、トウモロコシや大豆の農家が使用する土地をめぐって競争することはありません。州当局は、農民がバイオクロップ農地として使用できるサンプソン郡を含む3つの郡の地域ですでに100,000エーカーを特定しています。その面積の一部はせいぜい限界の土地です。いくつかは砂質で、ススキや他の第二世代バイオ燃料作物の栽培を容易にします。養豚業者はすでにこれらのエーカーの一部を豚の排泄物スプレーフィールドとして使用しています[出典:Ramsey]。

第二世代バイオ燃料の生産は私たちのエネルギーと環境の問題に対する答えのように見えるかもしれませんが、状況ははるかに複雑です。現在のところ、第2世代の作物をバイオ燃料に変換するプロセスは、第1世代のバイオ燃料を生産するよりも費用がかかります。これは、第二世代のバイオ燃料作物からバイオ燃料を生産するのに、第一世代の原料から生産するよりもはるかに多くのエネルギーを必要とするためです。その結果、科学者たちは、第2世代のバイオ作物をバイオ燃料に変換するためのより新しく安価な方法を必死に探しています。

効率と生産能力は、科学者が克服しなければならない他の2つの問題です。最近のある研究によると、9つの第二世代バイオ燃料のうち1つだけが、化石燃料よりも少ない温室効果ガスを大気中に放出します。さらに、多くの専門家は、第二世代バイオ燃料が世界の自動車に電力を供給するのに十分な燃料を供給できるかどうかについて確信が持てません[出典:バードライフインターナショナル]。

これらの他の問題は存在しますが、科学者やエンジニアは、第二世代バイオ燃料を機能させることができると確信しています。数年後には商業的に実行可能になるとは期待されていませんが、専門家は、新世代が私たちの世界のエネルギーと環境の問題を解決するための最良の答えであると予測しています。

>作者のメモ

私は、バイオ燃料を含む再生可能エネルギー源に関する多くの記事を書いています。その間、私は、化石燃料への渇望を一掃するエネルギー源はないと確信しました。代わりに、太陽光発電から風力エネルギー、植物から作られた燃料までの供給源の組み合わせは、私たち人間が引き起こした気候変動から世界を救うための最良の代替手段を提供します。再生可能エネルギー燃料の生産コストを下げて、手頃な価格で使用できるようになるまでには、しばらく時間がかかります。世界中の科学者がこの問題に取り組んでいることを嬉しく思います。

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ソース

  • バイオテクノロジー産業協会。 (2012年8月28日)http://www.bio.org/
  • バードライフインターナショナル。 「さらなるバイオ燃料開発への注意」。 (2012年8月28日)http://www.birdlife.org/eu/EU_policy/Biofuels/eu_biofuels7.html
  • ブラス、ハビエル。 「干ばつはバイオ燃料をめぐって論争を巻き起こします。」フィナンシャルタイムズ。 2012年8月12日。(2012年8月28日)http://www.ft.com/cms/s/0/12dbb322-e48d-11e1-affe-00144feab49a.html#axzz24vypflsb
  • ブルーン、マイケル。 「きれいになる:石油と石炭へのアメリカの依存症を打破する。」シエラクラブの本。 2008年。
  • ラムジー、ジョン。 「植物からのエネルギー。草は将来の燃料に成長するかもしれません。」フェイオブザーバー。 2012年8月20日。(2012年8月28日)http://fayobserver.com/articles/2012/08/19/1196815?sac=fo.business
  • サイエンスデイリー。 「グリーンドライビング?第二世代バイオ燃料を試してみる」 2010年6月29日。(2012年8月28日)http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100629094535.htm
  • ティルマン、デビッドとヒル、ジェイソン。 「トウモロコシは私たちの問題を解決できません。」ワシントンポスト。 2007年3月25日。(2012年8月28日)http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/03/23/AR2007032301625.html
  • ヴィダル、ジョン。 「米国の穀物の4分の1が自動車に供給されており、人ではなく、新しい数字が示しています。」保護者。 2010年1月22日。(2012年8月28日)http://www.guardian.co.uk/environment/2010/jan/22/quarter-us-grain-biofuels-food
  • 世界銀行。 「第二世代バイオ燃料」。 2010年8月。(2012年8月28日)http://www-wds.worldbank.org/servlet/WDSContentServer/WDSP/IB/2010/08/30/000158349_20100830090558/Rendered/PDF/WPS5406.pdf


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