東大・新日鉄エンジ、バイオ燃料製造でエネルギー半減、コストを大幅削減

東京大学生産技術研究所と新日鉄エンジニアリングは、共同で、「自己熱再生理論」をバイオエタノール蒸留プロセスの設計に適用し、バイオエタノール製造に必要なエネルギーを大幅に削減することに成功したと発表した。自己熱再生理論を実証したのは世界初となる。本技術開発により、エタノール製造で消費するエネルギーを半分以下にするとともに、製造コストの大幅削減も期待できるという。

今回、両者は、NEDO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、バイオエタノール蒸留プロセスの設計に、生産技術研究所・堤研究室が構築した自己熱再生理論を導入し、実証試験によって従来の蒸留プロセスで消費するエネルギーを約85％削減できることを確認した。

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。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、分離等、ほぼ全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と大幅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。

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することが求められている。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、省エネルギー化が急務とされている。

今回の研究成果をもとに、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り、新日鉄エンジニアリングでは国内・海外でのバイオマス事業を強化させていく考えだ。