[誰でもわかる] バイオ燃料とは? バイオ燃料の種類・製造方法・生産量などわかりやすく解説

化学の知識

環境意識の高まりからバイオ燃料が注目を集めています。

バイオ燃料はガソリンや軽油に変わる燃料で、燃やした際の二酸化炭素排出が実施ゼロとみなすことができ、環境に良いとされています。(詳細は後ほど説明します。)


しかしバイオ燃料は「バイオディーゼル」、「バイオジェット燃料」、「バイオエタノール」などと種類が多く、「これらの違い」「製造方法」「特徴」は意外と知られていません。

今回はバイオ燃料について詳しく解説していきます

バイオ燃料とは?

バイオ燃料とは、バイオマスや廃食油(天ぷら油)を原料にした代替燃料のことです。

ガソリンや軽油などの化石燃料とは異なり、枯渇の心配がなく、環境に優しい燃料です。

また最近ではCO2から製造した燃料(e-fuel)の開発も積極的に進められています。

BizChem編集部

この記事を読んでわかること

各種バイオ燃料の違い・用途・製造方法・課題・将来性について理解できます。

バイオ燃料とは?大まかに概要を理解

バイオ燃料は再生可能な資源(バイオマス、廃食油など)を原料にした燃料のことです。

バイオ燃料が近年注目されている一番の理由はCO2の排出に関係しています。

バイオ燃料を燃やした際、CO2排出が排出されますが、実質排出量はゼロとみなすことができます。

これだけ聞くと”本当?”と思うかもしれませんが、以下の図をみると納得できるはずです!

バイオ燃料 なぜ CO2排出 化石燃料 違い
なぜバイオ燃料は燃やしても環境に優しいのか?

バイオ燃料の原料は植物で、成長する段階で大気中のCO2をエネルギ源にしています。

そのため、この時点で大気中のCO2がマイナスになり、燃やしてCO2が発生しても、プラスマイナスはゼロとみなすことができます。

一方石油燃料は地下に埋まっていたCO2が大気中に放出されるため、地球上のCO2が増えることになります。

また植物を栽培したりする際や、バイオ燃料を製造する際にCO2は発生することが指摘されますが、全体として化石燃料が排出するCO2よりも圧倒的に少なくなります。

バイオ燃料の種類

バイオ燃料 種類 比較

バイオ燃料は現在多くの種類があります。最も有名なのはバイオエタノールですが、最近はバイオジェット燃料などの非常に多くの注目を集めています。

  • バイオエタノール:ガソリンの代替(ガソリン車の燃料)
  • バイオディーゼル燃料:軽油の代替(ディーゼル車の代替)
  • バイオジェット燃料:ジェット燃料の代替
  • バイオガス:天然ガスの代替

バイオエタノール

バイオエタノールはガソリンの代替として利用されます。

バイオエタノールはサトウキビやトウモロコシを発酵することで製造されるバイオマス燃料で、基本的な製造方法はお酒と同じです。

世界で製造されているほとんどのバイオエタノールはアメリカと中国で製造され、世界の生産の70%以上はこの2カ国が占めています。

日本でもバイオエタノールは一部生産されていますが、アメリカやブラジルと比較して広大な土地がなく、生産量は僅かです。

バイオエタノールの問題点としてはサトウキビやトウモロコシなどの食糧を原料にすることにあります。

そのため現在は木材、草木、ゴミなどの廃棄物を原料にしたバイオエタノールの開発が進められて一部実用化が進んでいます。しかし製造コストが高いため、さらなる技術革新が求められています。

バイオエタノールは以下の記事で更に詳細に解説しています。

バイオディーゼル燃料

脂肪酸メチルエステル 出典:Wikipedia

バイオディーゼル燃料は軽油の代替燃料として使用されます。

バイオディーゼル燃料は植物から抽出した油(ひまわり油、大豆油、バーム油など)、廃食油(天ぷら油)などを化学処理することで製造されるバイオマス燃料です。

日本ではディーゼル車が少ないため、あまり馴染みがないかもしれませんが、欧州などでは非常に一般的なものになります。

バイオディーゼル燃料は脂肪酸メチルエステル(FAME)と呼ばれるもので、実際の軽油とは成分が異なります。
そのため従来のバイオディーゼル燃料(FAME)は軽油に混ぜて使用しなければならない、という欠点がありました。

最近は技術の進展により、植物油や廃食油を水素化精製という処理をすることで、軽油と同等の成分に変換することが可能になりました。

この方法で作られたバイオディーゼル燃料はHVOやHDRDと呼ばれます。軽油と同等の性質を持っているため、バイオディーゼル燃料のみで使用することができます。


これらの次世代のバイオディーゼル燃料の生産量はまだ多くはありませんが、既に欧州では商業化されています。

ディーゼル車とは?

軽油を燃料として走る自動車のことです。以前は黒い排気ガス出すことで環境に悪いイメージが持たれていましたが、グリーンディーゼルなどの開発で環境へ良いイメージに変わって来ています。

バイオジェット燃料

バイオジェット燃料は航空機のジェット燃料の代替です。製造方法はバイオディーゼル燃料と同じで植物油や廃食油を化学処理することで製造されます。

しかしバイオジェット燃料は求められる性能や品質が高いため、自動車用の燃料と比較して更に時間やコストをかけて製造されます。

ジェット燃料とは?

ジェット燃料は航空機専用の「ケロシン」と呼ばれる燃料です。 航空機は上空1万メートルと地上よりも非常に低温の場所を移動します。そのような場所でも燃料が凍らないように、純度が高く、水分が少ない特別な燃料が使用されます。

このバイオジェット燃料は既に欧米では使用されており、実績もあります。日本は欧米と比較すると遅れていますが、最近は積極的にバイオジェット燃料を使用した飛行試験なども進めています。

またバイオジェット燃料は二酸化炭素の排出削減にとても有効です。自動車などは電気自動車などの選択肢がありますが、航空機の電動化は困難です。

そのため、今後はバイオジェット燃料の普及が進んでいくと考えられます。
日本のユーグレナ社は藻類からバイオジェット燃料を作ると発表しており、期待されている技術です。

バイオガス

バイオガスは天然ガスや都市ガスの代替燃料です。主成分はメタンと二酸化炭素で、生物の排泄物、有機質肥料、汚泥、汚水などの廃棄物が原料です。これらの廃棄物を発酵させることで製造されます。


バイオガスは既に幅広く利用が進められており、車両の燃料や発電に利用されています。

バイオ燃料の課題

バイオ燃料の課題

課題1 資源量

現在使用されている化石燃料は莫大な量です。その量をバイオ燃料で賄うとのは厳しいです。

例えばバイオマス原料であるサトウキビなどを育てるには広大な土地が必要で、これ以上増やすことは厳しいと言われています。

そのため、これまで捨てていたゴミなどの廃棄物をバイオマス燃料として活用する技術開発が進められています。

課題2 製造コスト

バイオ燃料の製造コストは化石資源由来の燃料と比較して数倍高価です。今後普及していくためにはさらなるコスト低下が必要とされています。

課題3 環境破壊

バイオマス原料であるサトウキビなどを育てるために、一部の国では熱帯雨林の開拓が行われる等、環境破壊が問題になっています。

またバイオ燃料を製造する際に生じる排水などの問題もあります。

バイオ燃料の今後

バイオ燃料の課題を先程挙げましたが、今後は普及が更に加速すると言われています。特に飛行機などの二酸化炭素排出削減が難しいところではさらなる導入が予測されています。

また日本ではバイオ燃料を見る機会は少ないですが、技術開発が進められており、今後より身の回りのより近い存在になることが考えられます。

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