藻類から生成されたバイオ燃料が未来の電力に?

持続可能なバイオ燃料を作る機運

主に化石燃料の価格高騰によって誘発される代替燃料の需要で、固有の必要性があります。商業的に生産コストを削減することにより藻類を主体にしてバイオ燃料を製造しようとする固有のニーズがあります。環境に配慮したものなので、エネルギー生産用として生物燃料は化石燃料よりはるかに好まれます。バイオ燃料は藻類や食用穀物を用いて作られますが、色々な理由から生産用で食用穀物を使用することは賢明ではありません。

Biofuel produced from algae

食糧不足は人類が将来的に取り組まなければならない大きな難局であり、生産用に穀物を使用することは食糧供給の落ち込みを招きます。加えて食用穀物を栽培するには、農地、新鮮な水などや過リン酸といった肥料のような資源が必要だが、それらの埋蔵量は限られています。このようにバイオ燃料のために食糧穀物を使うことは、実現性に乏しい方法であり、耕作して世界へ食糧を供給する方が意味あることと言えましょう。このように藻類からバイオ燃料が低コストで作ることができれば、差し迫るエネルギー危機の対処に大いに役立つでしょう。

藻類からバイオ燃料を生産

藻類を用いることで良い点は、バイオディーゼルを作るのに必要な油と同時にエタノールの製造に必要な糖類も作ることができるという点です。藻類を用いる最大の利点は、食糧穀物主体のバイオ燃料により作られたものよりはるかに膨大な量のエネルギーを作ることができることです。例えば大きなガレージで育てた藻類でつくったエネルギー量は、サッカー場ほどの大きさの土地で生産した大豆にから作られたエネルギーと等しい。

1~10日ほどという短期間の栽培で、食糧穀物に比べ藻類は目覚ましい速さで成長します。時には満たない時もありますが藻類は24時間で倍増して成長します。藻類の栽培には初期投資が必要ですが、穀物を育てるような農地を必要としません。砂漠地帯、岩がちな土壌や塩分を含んだ地下水のある土地のように食糧穀物の栽培には適さない土地でも藻類は展開することができます。さらに食用穀物と異なり藻類は、どんな風土や気候条件でも育てることができます。それでもやはりバイオ燃料の生産には、高価であるという課題が残ります。

藻類のバイオ燃料のコストを下げる良い方法は、背丈が低くて他の藻類より30倍ほど速く成長する脂分を含む品種を使用することです。早く育つ藻類品種に加え、簡単に育つ品種を調達すれば投入する生産コストを大きく下げるのに役立ちます。そうした条件を満たす藻類品種を発掘することはバイオ燃料のコストを下げるのにとても有効です。藻類のバイオ燃料を生産する方法を実施可能なコストで確立するにはもう一つ大きなハードルになっているのが、高価な装置と閉じた空間で藻類を栽培している間ずっと供給が必要とされる滅菌した二酸化炭素を低コストで調達することです。

最近のトレンド

1.ローマの浴槽で発見された藻類がバイオ燃料の生産に役立つ

Roman Bath Algae

製作者: Holly Smith-BaedorfとRod Scott

製品

バース大学のRod Scott教授に師事して博士課程に在籍するHolly Smith-Baedorfは、バイオ燃料の大規模な生産に利用できる藻類を発見した。ローマの浴槽の水中で発見されたこの藻類は、壊れやすい細胞壁を持ち高い脂質含有量を有するので、高温下で容易に成長することができる。このような藻類を生産しようと膨大な心血が注がれている。

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2. 太陽光で電力を供給された光バイオリアクターが藻類を使用してバイオ燃料を生成

Photobioreactor

製作者: Emergent Architecture

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ファイバーが混成されたモノコック(張殻)でつくられた外壁を持ち、剛性を付与するためにプリーツが付けられたこの光バイオリアクターは、OriginOil社で製作されました。その機械は、その動作に電気が必要な薄膜の太陽光トランジスタを備えた透き通ったポリカーボネートの開口した部分があります。この奇妙な考案物は、藻類にコイル状に巻きついた螺旋状の照明のおかげで日陰や暗い状態でもその形状を変化し続けます。最先端にある二酸化炭素と光を必要とする赤や緑の藻類の群生は他端で水素やバイオ燃料の生産に利用されています。

3. ナノファーミングは枯らすことなく藻類からバイオ燃料を生成

Nanofarming

製作者: Ames国際研究所のエネルギー部門とIowa州立大学。Catilin株式会社とも提携

製品

バイオ燃料生産の多くの工程では、油分を抽出する過程で藻類は枯らされてしまいますが、Iowa州立大学はこの従来の工程を一新させました。この新しい方法では、遊離脂肪酸が生きた藻類から吸収されます。この革新的な技術は、ナノファーミングを可能にしました。ナノ粒子を使って油分は分子レベルで抽出されて非毒性バイオ燃料用触媒と混ぜてバイオ燃料を生成します。

4. SolrayとAquaflowの共同研究

Alliance of Solray and Aquaflow

製作者: Solray と Aquaflow

製品

商業規模でバイオ燃料を製造する試みにおいてAquaflowとSolrayは、協力体制をとりました。この参加協力で、排水流から藻類を育ててバイオ燃料の生産に利用する方法が適用されました。バイオ燃料を生産する工程はSolrayにより発見されましたが、Aquaflowが排水を使って藻類を製造する方法を確立しました。エコシステムを汚染する窒素やリン酸塩の流出は、その方法で劇的に削減されます。

環境の兼ね合い

藻類には素晴らしい点がもう一つあり、海水や排水でも栽培でき新鮮な水に変えて利用できるのが利点です。藻類は生物分解性なので、環境に害を及ぼすことはありません。藻類の成長は早く、群生してエネルギーを作ります。また成長に必要なのは水と日光と二酸化炭素だけです。したがって藻類から作られたバイオ燃料は、クリーンで地球に優しい優れたエネルギー源です。

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