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種子島に新型のバイオ燃料生産システム 廃食用油を効率的に利用

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種子島に新型のバイオ燃料生産システム 廃食用油を効率的に利用

完成した装置の写真(左:燃料製造装置、右:樹脂再生装置)

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は、10月31日、エプシロン(東京都中央区)と東北大学、こすも(鹿児島県熊毛郡)が、簡便な操作で高純度脂肪酸エステルを製造できるバイオディーゼル製造システムを確立したと発表した。また、種子島の西之表市にこのシステムを設置し、地域から回収する廃食用油を使った地域密着型バイオ燃料生産システムの本格的な実証を開始する。

現行の、多くのアルカリ触媒を用いたバイオディーゼル製造現場では諸々の課題を抱える。具体的な問題点は下記の通り。

  1. 回収した廃食用油の半分弱が低品質(酸価3以上)で燃料の原料として利用できない
  2. 製品燃料品質が不安定
  3. 副生される石鹸除去のため、4~5回の水洗浄で生じる排水の処理が必要
  4. 残留アルカリ混入グリセリンの処理

東北大学で開発した、アルカリ触媒のかわりにイオン交換樹脂を触媒に用いた「イオン交換樹脂触媒法」は、これらの課題を解決できるものの、定期的な樹脂再生が必要なため装置導入コストが高く、実用化のボトルネックとなっていた。

そこで3者は、NEDOのプロジェクトにおいて小規模な分散型燃料製造装置と集中型樹脂再生設備を開発し、地産地消に適した新たなバイオディーゼル燃料生産システムを開発した。

さらに、ひきつづき同プロジェクトの実用化開発フェーズにおいて、エプシロンと東北大学の2者は、廃熱利用が可能で、かつカラムの軽量化を進めた改良型の燃料製造装置を新たに1台製作した。これを、西之表市内に設置することで、離島モデルとして島内2ヵ所の分散型燃料製造装置と1ヵ所の集中型樹脂再生設備からなる地域密着型バイオ燃料生産システムの試験を行っていく予定だ。

小規模分散型製造装置と集中型再生設備によるバイオディーゼル事業のイメージ

小規模分散型製造装置と集中型再生設備によるバイオディーゼル事業のイメージ

今回開発された同バイオディーゼル燃料製造装置は、酸触媒の機能を持つ陽イオン交換樹脂を充填したカラムと、アルカリ触媒の機能を持つ陰イオン交換樹脂を充填した2塔のカラムを直列に連結した構成。

従来の製造法では、酸価が高い油を原料利用すると石鹸が副生し、精製工程の負荷が高まり、燃料品質も著しく低下してしまう。イオン交換樹脂触媒法では、樹脂充填カラムに原料を通過させるだけの簡便な操作で、副生物全てが完全に除去され、製品となる高純度脂肪酸エステルを製造することができる。つまり、1回の製造に必要となる原料をタンクに投入し、ポンプのスイッチを入れれば、製品タンクから取り出した燃料をそのまま車輌で利用できるようになる。

イオン交換樹脂を触媒・吸着剤とする脂肪酸エステル製造装置とそのメカニズム

イオン交換樹脂を触媒・吸着剤とする脂肪酸エステル製造装置とそのメカニズム

今後、エプシロンと東北大学は、装置製造や樹脂再生ビジネスの事業化スキームを確立することで、「地産地消に適したバイオディーゼル燃料生産事業の新たな分散型システムの確立」を目指す。そして、この離島型バイオ燃料生産システムの経済性を検証し、燃料製造装置と樹脂再生装置の事業化に向けて他島へのシステム導入を図る予定だ。

同事業は、NEDOが実施する新エネルギーベンチャー技術革新事業「新エネルギーベンチャー技術革新事業(バイオマス)」のフェーズB(2015~2016年度)とフェーズC(2016~2017年度)に採択された事業。なお、こすもは、就労継続支援事業などを実施する種子島の非営利団体で、バイオディーゼル燃料製造などを行う。同団体の送迎バスや、リサイクル回収トラックなど、15台程度はバイオディーゼル燃料で走行している。

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