バイオエタノールの製造技術関係の質問

Question

バイオエタノールを作る場合、とうもろこしとかサトウキビならば経済的に成り立つけれどもそれ以外のものでは費用がかかりすぎるので、今のところ実用化されていないと報道されているのですが、どの程度無理なのか分かる方法あれば教えてください。豊作になりすぎて捨てられている作物とか、大量に破棄されている消費期限切れ食品のようなものとか、異常繁殖の海草のようなもの等がどうして利用できないのかとか、ボランティアの労働協力があれば成り立つのかどうかとかのことが分かればありがたのですが、いかがでしょうか。

jkpawapuro · Accepted Answer

現状アメリカでは1リットルのエタノールを作るのに８００ｃｃのガソリンが使われるといわれています。つまり農業や工場での（エネルギー以外の）経費、人件費分が完全に赤字なのです。同程度のエネルギーを生み出すために色々手間をかけているので、環境的にも経済的にも無駄の一言です。この無駄な事を、補助金とガソリン税免除で無理やりまわしているのが、とうもろこしのバイオエタノールです。
いくらブッシュや共和党が中部から票を得ていたからといって、環境のことを考えれば素直に農家に金をばら撒くほうがよっぽど良かったでしょう。

日本の米の場合、非効率のためエネルギーコストだけアメリカトウモロコシの3～5倍は楽にかかります。ガソリン3L使ってエタノール１Lではお話になりえません。

ブラジルの場合は、サトウキビの糖蜜だけでなく、草そのものを燃やして発電し工場のエネルギーとして賄っています。だから採算が取れるのです。基本的に石炭やガソリン使って発電して（あるいはそういった電力を電線でひいてきて）、それでエタノール作ってもナンセンスです。

木質系燃料（木や草、海草由来）ですが、これはセルロールを糖に分解し、さらに糖をエタノールにしないといけません。このセルロール分解の工程が糖の醗酵よりはるかに難しいので、何倍もコスト（エネルギー）がかかってしまいます。まあ自然界を見ても、牛さんのおなかは四つも合って、それだけ草の消化は難しいのです。

残飯についてですが、ああいう色々なものがごちゃ混ぜになった環境で、工場レベルで安定的に醗酵させる技術はまだありません。エタノール生産とはようは酒作りみたいなものです。酒蔵などをテレビで見ればわかると思いますがすごく微妙なもので、そこに塩分だの脂だの人口調味料だのごちゃごちゃまぜて酒を作れといっても無理な話です。
あと残飯処理については法律の扱いがかわったことにより、飼料原料として活用が始まっています。ようは豚さんのエサです。粉々にさせて焼いて乾燥させて、成分を調べた上で家畜のえさとなります。こっちのほうがよっぽど効果的で、こうした需要が広がればエタノール生産に回す余地はなくなるでしょう。

ブラジルのサトウキビ以外、人件費がただでも光熱費だけですべて赤字の状況です。1バレル60円台の原油価格が続けば、大半は淘汰されるでしょう。ましてや日本のように農業に金のかかる国では全て無理でしょう。

国内の汚染米（麦やトウモロコシにも当然汚染されたものがあるでしょう）などを集めて、プラントを一つ作るくらいなら、どうせ捨てられるものと考えればエネルギー的には釣り合いが取れそうな気がします。でも横浜港に工場なんか作ったら土地代がとんでもないことになるし、離れたところに作ったら輸送のエネルギーで赤字になるし、難しいですね。

cat-food · Answer

No.4です。
前回、米の価格が1kg100円以上するので、計算するまでもなく原料代だけで採算をとるのは無理と回答しました。では、老人パワーなどをつかって原料代が例えば25円くらいになれば採算が採れるようになるのでしょうか。多分、これでも無理だと思います。なぜなら、バイオエタノール製造にかかるコストは原料代だけではないからです。
原料代のほかに、製造装置の建設費（＝減価償却費）がかかり、エタノール製造装置を動かすための燃料代や電気代、運転員の人件費などがかかります。さらに、これに金利や税金、設備修理費等が上乗せされます。このようなもろもろの費用がかかるにも関わらず、原料代だけで100円以上もするのなら、このような計算をするまでもないと前回、回答したわけです。生産量が100キロリットル程度なら、原料代がただでも採算をとるのは難しいと思われます。
エタノール製造にかかる費用のうち、減価償却費（設備コスト）が最も大きいですが、この費用の割合は規模が大きくなるほど小さくなっていき、ある規模以上になると採算がとれるようになります。（損益分岐点です）採算規模がどのくらいになるかはケースによって違いますが、ブラジルではひとつの工場で年間10万トン単位でエタノールを作っているようです。日本では最大のプロジェクトでも年間1000トン足らずですから、規模が非常に小さいことがわかります。
では日本でも規模を大きくすればいいではないかと思われるかもしれませんが、老人パワーでは限界があります。年間10万トンものエタノールを作るための安価な米をどうやって作るのでしょうか。日本中からかき集めるとすると輸送コストが大きくなるうえ、輸送に伴ってCO2が発生します。
設備費用を国が出してくれればいいではないかと思われるかもしれませんが、こうやってムリムリ設備を作るより外国からエタノールを輸入した方がめちゃくちゃ安くつくでしょう。地球温暖化対策であれば、日本で作ろうが外国で作ろうが同じです。
話はかわりますが、廃食用油を集めてバイオディーゼルにする試みが日本各地で行われていますが、この場合は、設備コストが非常に安い（数百万円程度？）という特徴があります。ボランティアが集めた家庭用の廃食用油ならただですし、これなら小規模でも採算が採れるでしょう。エタノールは設備コストが高くなる（数億円？）ので大規模にしないと難しいのです。

cat-food · Answer

エタノールは糖類、デンプンおよび石油を原料として作られます。これ以外の原料からエタノールを作る技術や工場はありません。理由は他の人が書かれているとおりですが、現在のエタノールでも採算ぎりぎりなので、これ以上の手間をかけると採算が採れないということです。ガソリンが安すぎるといえるかもしれません。
藻類からエタノールを作る技術が開発されたとか、材木からエタノールを作るだとか、米からエタノールを作るプラントの建設が始まっただとか、様々なことがマスコミをにぎわしていますので、まるで簡単にエタノールが作れるように多くの方が錯覚されているのではないでしょうか。しかし、いずれも試験段階にすぎず、その多くが試験を終えれば廃棄されるでしょう。
ブラジルでサトウキビを原料にしたエタノールで1リットル40円くらい、アメリカのトウモロコシ原料で60円から80円で作られています。ガソリンが小売価格（税抜き）で70円くらいですが、エタノールは発熱量が低いので、１リットル40円くらいでないとガソリンに太刀打ちできません。したがって、世界的に見ても採算の採れているのはブラジルだけで、アメリカでも政府の助成がなければ赤字です。
日本では米を原料にするプラントが建設中ですが、米の価格は1kg100円以上しますので、計算するまでもなく、どんなに製造技術を改善しても原料費だけで採算が採れないことがわかります。
ペットボトル入りの水が1リットル100円とか200円で売られていますので、ガソリンは水より安い燃料です。この低価格は徹底した合理化と大量生産によって達成されています。ブラジルでは見渡す限りサトウキビ畑です。アメリカでも地平線のかなたまでトウモロコシ畑です。栽培もほとんど人手をかけず、エタノールを作るときも巨大な工場で大量に、徹底的に合理化して作られます。これでなんとか採算を採っているのです。
廃棄される農作物とか、賞味期限切れの食品とかが、例えただで手に入ったとしても、人件費で数百万円、工場設備費で何億円もかけて100リットルとか１キロリットルだとかのエタノールを作っても、ボランティアでなんとかなるというようなレベルではないと思います。
否定的なことばかり書きましたが、いま、雑草や藻類などのセルロースを原料にしたエタノール生産技術の開発が進められています。現在では180円くらいになりますが、これを40円にすることが目標です。それでも大規模化は不可欠で、山手線内くらいの面積に専用の植物を植えて、これを原料に生産されることになります。
このような工場ができて、安定的に操業できるようになれば、自然に発生した藻類や雑草などをボランティアが回収し、他の原料に混ぜてエタノールにするというのも不可能ではないでしょう。ただし、早くとも10年くらい先になると思います。

sachi0423 · Answer

なぜ、トウモロコシとかサトウキビじゃないといけないかを説明します。

エタノールの原料になるのは糖分です。
ですから、糖分が少ない植物で代用すると、たくさんその代用植物を用意しなければなりません。
つまり、消費期限切れ食品のようなものや、異常繁殖の海草では糖分が少ないため、トウモロコシとかサトウキビでも、多くの問題点がありますから、余計に無理ということになります。

詳しくは下記の参考リンクをご覧下さい。
http://www.hkd.meti.go.jp/hokpk/earth_radio/080713/cafe.htm

また、以下のリンクも参考になると思います。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa2955287.html
http://ethanol.km08.net/010ethanol/

Cupper · Answer

発酵の過程に違いがあり、同じ設備で同じだけの時間とエネルギーをかけてアルコールを製造できないため
どんなものでも発酵させてアルコールを作る…ことができないのです

バイオエタノールの生成工程はそれぞれの原料に合わせて微妙にことなり最適な調整を研究した成果です
トウモロコシやサトウキビが一番適していたということかもしれません


従来、食品添加や医療用のエチルアルコール（エタノール）は発酵により生成されていますので
なんで「バイオ」エタノールなんて言うのか、自分はそっちのほうが不思議でなりません

＞豊作になりすぎて捨てられている作物とか、大量に破棄されている消費期限切れ食品のようなものとか、異常繁殖の海草のようなもの等
むしろメタンやブタン、プロパンといったガスの生成に使えそうです

ddg67 · Answer

トウモロコシから作ったら１リットル１０円なんですが、海草とかから作ると１リットル６０円掛かるそーです。

ボランティア使って回収してもその後の経費が膨大ですから採算が合わないんです

残飯とかは、生成されるエタノールの量が　バラバラになるので、効率が悪すぎるわけです、効率が悪ければ価格は高くなります。

バイオエタノールの製造技術関係の質問

現状アメリカでは1リットルのエタノールを作るのに８００ｃｃのガソリンが使われるといわれています。

No.4です。

エタノールは糖類、デンプンおよび石油を原料として作られます。

なぜ、トウモロコシとかサトウキビじゃないといけないかを説明します。

発酵の過程に違いがあり、同じ設備で同じだけの時間とエネルギーをかけてアルコールを製造できないため

トウモロコシから作ったら１リットル１０円なんですが、海草とかから作ると１リットル６０円掛かるそーです。

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