世界初!動物の排泄物を液体燃料に転換する技術を開発、実用実験を開始

テクノロジー

北海道興部町と大阪大学、産業ガス大手のエア・ウォーター北海道(札幌市)、岩田地崎建設(同)が2月9日、乳牛のふん尿から発生するバイオガスを世界初の技術で液体燃料のメタノールなどに変換し、二酸化炭素(CO2)を出さない「脱炭素」のエネルギーとして地域で利用する構想を札幌市内で記者会見し、興部町内で2年以内に試験プラントを建設すると発表した。

費用がかさむ酪農における排泄物処理

酪農でこれまで多額の排泄物処理を行ってきた。その多くは田畑や牧草地へのたい肥等として土づくりに積極な利用をメインに行ってきた。事業規模にもよるが、その処理費用は1戸当たりの約300万円から600万円かかるといわれている。家畜排せつ物のメタン発酵によるバイオガスの研究も進んでいるが、タンクや設備を設置できる場所や管理コスト、処理量当りのガス発生量が少なく発電に活用してもコストが割高など、多くの課題があった。

産官学連携で実用化へ

興部町と阪大は2019年に連携協定を結んで共同研究を進めてきたが、エア・ウォーター北海道、岩田地崎建設を加えて「オール北海道」で実用化に踏み出せたことが、これまでの他の取り組みと大きく違い、酪農が盛んな道内各地に広がる可能性がある。
興部町内に約1万頭いる乳牛のふん尿をすべて使ってメタノールなどを生産した場合、町内の公共施設や水産加工施設で使うエネルギーの全量と、乳業工場の3分の2のエネルギーをまかなえる規模になる見通しだという。


研究成果

試験プラントでは、阪大の大久保敬教授(光有機化学)らが世界で初めて開発した技術を活用。バイオガスに含まれるメタンを特殊な液体に溶かして紫外線を当て、メタノールとギ酸に変換。常温・常圧で作業できるうえ、CO2を排出しない。メタノールの変換効率も従来の1%から14%(ギ酸は従来の0%から85%)と大幅に向上し、「無駄なく使い切れる」(大久保教授)という。

メタノールとギ酸にするメリット

現状の技術では発電し電気で保存する場合、設備投資に莫大な経費が掛かるが、メタノールとギ酸で保存できるメリットも大きい。
興部町では、ふん尿を活用したバイオガス発電も手がけるが、再生エネルギーの固定価格買い取り制度(FIT)による売電期間の終了後にバイオガスをどう有効活用するかが課題だった。メタノールの具体的な活用策としては、重油の代わりの燃料として工場で使用する。また燃料電池に供給して発電し、公共施設などの電気をまかなう。公用車や生乳の運搬車両を電気自動車(EV)にすることも検討している。ギ酸は牛の飼料の添加物に利用できるほか、次世代のエネルギーとして注目される水素の原料にもなる。液体燃料のメタノールやギ酸に変換して保存できるようにして、「脱炭素」の街づくりにつなげる構想も描いている。



さらに量産でコストが下がれば、メタノールは合成繊維や塗料、農薬など様々な製品の原料にもなる。現在メタノールは全量を輸入に頼っているが、国内の乳牛のふん尿をすべて使えば、輸入量の2割を代替できるという。
そう遠くない未来に、北海道はカーボンニュートラルの先進地となるかもしれない。

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