東大など、「自己熱再生理論」によるバイオエタノール製造の省エネ化を実現

東京大学生産技術研究所(生産研)と新日鉄エンジニアリングは2月2日、生産研エネルギー工学連携研究センターの堤敦司教授兼センター長らが開発した「自己熱再生理論」を、バイオエタノール蒸留プロセスに適用し、バイオエタノール製造に必要なエネルギーを削減することに成功したことを共同で発表した。

自己熱再生理論とは、従来のプロセスでは、燃料を燃焼させて熱を発生させ、加熱していたのに対して、一切加熱することなく自己熱を循環利用する省エネルギーなプロセス設計理論のことだ。

自己熱再生理論を用いることで、蒸留プロセスだけでなく、蒸発、濃縮、乾燥、反応、分離など、ほぼすべてのプロセスにおいて、燃焼加熱に比べてエネルギー消費を1/5～1/20に削減できることが、これまでシミュレーションで予想されていたのである。

今回、新エネルギー・産業技術総合開発機構の委託事業「セルロース系エタノール革新的生産システム開発事業」において、東京大学と新日鉄エンジニアリングがバイオエタノール蒸留プロセスの設計に自己熱再生理論を導入。実証試験を実施したところ、従来の蒸留プロセスで消費するエネルギーを約85%削減できることが確認された。自己熱再生理論を実証したのは今回が世界初となる。

バイオエタノールはCO₂削減の手段として期待されているが、その製造段階では化石燃料を使用するため、製造で消費するエネルギーを極力少なくしなければ意味がない。特に、蒸留工程は全体のエネルギー消費の半分以上を使用しており、省エネルギー化が望まれていた。今回の技術開発の成果は、エタノール製造で消費するエネルギーを半分以下にでき、製造コストの大幅な削減が期待できるという。

この成果をもとに、東京大学生産技術研究所では自己熱再生理論の普及の促進を図るとともに、新日鉄エンジニアリングはバイオマス事業体制を強化し、国内・海外ともに、顧客ニーズを踏まえつつ、地球温暖化防止に貢献するバイオエタノール事業の創出を目指して積極的に活動していくとしている。