ブックタイトルマツダ技報　2016 No.33

概要

マツダ技報　2016 No.33

マツダ技報No.33(2016)日本の主な微細藻由来バイオ燃料開発事業をTable 1にまとめた(3)。実用化段階に近い(1)油生成微細藻類のシュードコリシスチス,(2)炭化水素生成微細藻類のボトリオコッカス,(3)パラミロン生成微細藻類のユーグレナについて以下で詳細に述べる。これらに加え,バイオ燃料の課題である耕作地や水資源問題の本質的解決のため,海洋微細藻類の基礎研究も行われている。(1)油生成微細藻類シュードコリシスチス(Pseudochoricystis ellipsoidea)は,5μm程度の緑色単細胞の軽油産出微細藻類(4)である。光合成により増殖するが,窒素が不足すると軽油相当の炭化水素を成分とする油を作り,細胞内に蓄積する。(株)デンソーが中心となり,中央大学・(株)クボタ・出光興産(株)らと研究開発を進めている。(2)炭化水素生成微細藻類ボトリオコッカス(Botryococcus braunii)は淡水に生息する緑色から赤色の藻類で,30~500μmのコロニーを形成する(4)。光合成により炭化水素を生産し,細胞及びコロニー内部に乾燥重量の20~75%の炭化水素を蓄積する。植物油の中でも生産性が高いパーム油と比較して3倍以上の生産性がある。(株)IHIが保有するボトリオコッカスの榎本藻は,増殖速度が速く,雑菌にも強いという特徴をもっており,屋外培養に有利である。(3)パラミロン生成微細藻類和名「ミドリムシ」で馴染みのあるユーグレナ(Euglena)は,湖沼などの淡水に広く分布する微細藻類の一種である。葉緑体で光合成を行うとともに鞭毛を使って水中を移動することから,植物と動物の両方の分類に属する。温度,pHなどの環境条件に対して適応能力が高く,CO2固定能力に優れている。ユーグレナは,酸素が存在する好気的な培養条件下において光合成によりパラミロンを蓄積し,これを酸素が存在しない嫌気的条件に移すと,パラミロンを細胞内で貯蔵脂質ワックスエステルへと変換する特異な代謝経路を有している(5)。3.4バイオ系再生可能液体燃料の課題と解決法第一世代バイオ燃料には,ライフサイクルでの温室効果ガス排出量削減,供給安定性確保,経済性確保(化石燃料同等コスト)に加えて,食料との競合回避という課題がある。バイオ燃料でも現在注目を集めているのが,微細藻類由来バイオ燃料である。藻類は単位面積当たりのエネルギー生産量が高く,海洋性藻類であれば土地や水で食糧作物と競合することもない。ただし,光合成の太陽光エネルギー変換効率は1~2%前後で,燃料等への化学処理で更に効率は低下する。この課題を解決するには,バイオマスの育成と燃料製造プロセスを低エネルギーにするだけでなく,微細藻類そのものの太陽光エネルギー変換効率を大幅に向上することが必要となってくる。4.人工光合成の研究動向近年,光触媒を用いた水分解による水素製造やCO2固定のような人工光合成の研究に関心が高まっている。4.1人工光合成の定義光合成とは,光合成細菌や植物など光合成色素(葉緑体)をもつ生物が行う光エネルギーを化学エネルギーに変換する生化学反応のことである。一般には太陽光エネルギーとCO2と水を用いて,糖と酸素を生産する反応をいう。Table 1 Main National Projects of the Biofuel from MicroalgaeCompany / UniversityStageKind of microalgaeEnvironmentProductPurposealternative fuelFund(1) DENSO・Kubota・Idemitsu・Chuo Univ.(2) IHI・Chitose Lab.・KobeUniv.(3) euglena・JX・HITACHI・Keio Univ.ApplicationApplicationPseudochoricystisellipsoideaBotryococcusbrauniiFresh water・Hydrocarbon・TriglycerideJet fuelDiesel oilNEDO2011~Fresh waterHydrocarbonJet fuelNEDO2012~ApplicationEuglenaFresh waterWax esterJet fuelNEDO~2015(4)DIC・Kobe Univ.BasicChlamydomonasSalt waterJet fuelNEDO2012~(5)J-POWER・JGC・TAT a)BasicMarine diatomFistulifera solaris(6) TIT b)・Saitama Univ.・Univ. ofTokyo・Tohoku Univ.・KaoSalt waterBasicNannochloropsisFresh &Salt water(7)Kobe Univ.BasicMarine algaeA.platensis(8) TAT・Nihon Univ.・Yamaha Motor・J-POWER(9) Shimane Univ.・Kinki Univ.・euglenaBasica)TAT : Tokyo Univ. of Agriculture and Technologyb)TIT : Tokyo Institute of TechnologyMarine diatomFistulifera solaris・Triglyceride・HydrocarbonJet fuelNEDO2013~TriacylglycerolJet fuelCREST2011~Salt waterGlycogenBioethanolCREST~2015Salt waterTriacylglycerolDiesel oilCREST~2015BasicEuglenaFresh waterWax esterDiesel oilCREST2011~-96-