バイオエタノールの魅力と課題
先生、『バイオエタノール』ってどういう意味ですか？
地球環境の専門家
『バイオエタノール』とは、植物を原料としてつくられるエタノール（エチルアルコール）のことです。トウモロコシのでんぷん質やサトウキビの糖分などを使ったものが代表的で、石油代替燃料として注目されています。
なるほど、石油の代わりに使える燃料なんですね。でも、燃やすと二酸化炭素を排出するんじゃないですか？
地球環境の専門家
バイオエタノールは、植物を原料としているため、植物が成長段階で吸収した二酸化炭素を大気中に再放出していると考えられています。そのため、カーボンニュートラルな燃料と見なされています。
はじめに
バイオエタノールとは、植物を原料として生産されるエタノールのことです。代表的なものとして、トウモロコシのでんぷんやサトウキビの糖分を原料としたものがあります。バイオエタノールは、石油代替燃料として注目されており、燃焼すると二酸化炭素を排出するものの、原料である植物が成長過程で吸収した二酸化炭素と同じ量を大気中に再放出すると考えられています。そのため、カーボンニュートラルな燃料として期待されています。
バイオエタノールとは何か
バイオエタノールとは、植物由来のバイオマスからつくられたエタノールです。エタノールというとアルコールとして使われることが多いため、飲酒を思い浮かべる人も多いでしょう。しかし、バイオエタノールは、自動車や産業用の燃料として利用されることが多く、近年注目を集めています。
バイオエタノールの原料となるのは、とうもろこしやサトウキビ、小麦、ジャガイモ、稲わらなどです。これらの植物由来のバイオマスを、発酵させてエタノールを生産します。バイオエタノールは、ガソリンなどの化石燃料と混合して使用することができ、環境負荷の軽減につながります。
バイオエタノールの魅力の一つは、再生可能エネルギーであるということです。バイオエタノールの原料となる植物は、成長する際に二酸化炭素を吸収するため、二酸化炭素排出量を増やすことなくエネルギーを生産することができます。また、バイオエタノールは、化石燃料と比べて燃焼時の二酸化炭素排出量が少なく、大気汚染の軽減にもつながります。
しかし、バイオエタノールには、課題もあります。その一つは、バイオエタノールの生産には大量の農作物が必要なことです。そのため、バイオエタノールを大規模に生産した場合、食料価格の上昇や森林破壊などの問題が起こりうるといわれています。また、バイオエタノールの生産時、エネルギーを大量に消費することも課題です。
バイオエタノールの製造方法
バイオエタノールは、主に植物由来の原料を分解してエタノールを生成するプロセスを経て製造されます。原料としては、サトウキビ、トウモロコシ、小麦など、デンプンや糖質を多く含むものが一般的に使用されます。
製造プロセスは、原料の粉砕から始まります。粉砕された原料を含む水溶液は、酵素や微生物の働きによってデンプンや糖質が分解され、グルコース水溶液に変換されます。この水溶液が、酵母によって発酵し、エタノールを含む水溶液が生成されます。
エタノール水溶液は、蒸留によって原料と分離されます。蒸留されたエタノールは、燃料として使用できる品質になるまで精製されます。精製されたエタノールは、ガソリンに混ぜて使用したり、そのまま燃料として使用したりすることができます。
バイオエタノールの製造方法は、原料の選定や発酵条件など、さまざまな要因によって異なります。近年では、より効率的で環境に優しい製造方法が研究開発されており、バイオエタノールの普及に貢献しています。
バイオエタノールのメリット
トウモロコシ・サトウキビ・サトウダイコンなどの植物を原料として製造されるバイオエタノールは、従来の化石燃料に代わる再生可能エネルギー源として、注目を集めています。
バイオエタノールが注目されている理由のひとつは、大気中の二酸化炭素の量が一定になることです。
石油や石炭は、地中や海中に閉じこめられていた動植物の死骸（現状の科学の定説では、石油・石炭は、動植物の死骸が長い年月を経て化石になったものと考えられています）を掘り出すため、大気中の二酸化炭素が増加してしまいます。それに対して、植物は、成長する際に二酸化炭素を吸収し、酸素を排出します。バイオエタノールの原料となる植物は、この吸収された二酸化炭素から光合成されたものなので、石油や石炭などの化石燃料を燃やすのとは異なり、理論上、二酸化炭素は循環し、増えません（ただし、栽培・加工過程での排出がゼロとは言えません）。
また、バイオエタノールは石油などの化石燃料と混合して使用することができるため、既存のインフラを生かしたまま活用することができます。バイオエタノールの使用により、石油の消費量を減らすことができ、エネルギーの安全保障を高める効果も期待されています。
さらに、バイオエタノールは燃焼時に有害な物質をほとんど排出しないため、環境負荷の低減にも貢献することができます。バイオエタノールは、環境に優しい燃料として、世界中で注目を集めています。
バイオエタノールのデメリット
バイオエタノールには、以下のような課題やデメリットがあります。
製造工程で多くのエネルギーが必要
バイオエタノールを生産するためには、まず、トウモロコシやサトウキビなどのバイオマス作物を栽培する必要があります。その後、バイオマス作物を発酵させてエタノールを生産します。特に、蒸留や乾燥などの工程において、多くのエネルギーを必要とします。
バイオマス作物の栽培には、大量の水が必要
水不足が深刻な地域では、バイオエタノールの生産は難しいでしょう。
バイオエタノールの生産は、環境負荷が高い
バイオマス作物の栽培には、多くの農薬や肥料が必要となります。
温室効果ガスの発生がゼロではない（農業機械の運転、工場での原料加工など）
二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスは、地球温暖化の原因となります。
生産コストが高い
そのため、通常のガソリンよりも、価格が高くなってしまうのです。
バイオエタノールの将来性
バイオエタノールは、石油由来のガソリンに代わる燃料として注目を集めています。石油は有限な資源であり、その価格も不安定です。一方、バイオエタノールは、トウモロコシやサトウキビなどの植物から作られる燃料であり、再生可能な資源です。また、バイオエタノールは、石油由来のガソリンよりも温室効果ガスの排出量が少ないというメリットもあります。
バイオエタノールの将来性は、石油価格の動向や環境問題への関心の高まりによって左右されると考えられます。石油価格が高騰すれば、バイオエタノールへの需要が増加するでしょう。また、環境問題への関心の高まりも、バイオエタノールの需要増加につながるでしょう。
しかし、バイオエタノールには課題もあります。その一つは、生産コストが高いことです。バイオエタノールの生産には、植物の栽培や収穫、発酵、蒸留などの多くの工程が必要であり、そのコストは石油由来のガソリンよりも高くなります。
もう一つの課題は、バイオエタノールの生産が食料生産と競合することです。バイオエタノールの原料となる植物は、食料としても利用できるため、バイオエタノールの生産が増加すれば、食料価格の上昇につながる可能性があります。
こうした課題にもかかわらず、バイオエタノールは、石油由来のガソリンに代わる有望な燃料として期待されています。
