成果報告書詳細
管理番号20160000000872
タイトル平成26年度ー平成27年度成果報告書 セルロース系エタノール生産システム総合開発実証事業 国内外の優良技術の調査・検討
公開日2016/12/23
報告書年度2014 - 2015
委託先名一般財団法人エネルギー総合工学研究所
プロジェクト番号P14025
部署名新エネルギー部
和文要約国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(以下、NEDO)では食料と競合しないバイオマス原料の栽培からバイオエタノール製造プロセスまでを一貫したセルロース系バイオエタノール生産システムを開発することを目的として、様々な技術開発プログラムを実施してきた。しかし、セルロース系エタノールの実用化・事業化には、一貫生産システムとしての性能向上、スケールアップ技術の確立などが必要であり、現有技術だけでの実用化は難しいのが現状である。
 これを踏まえ、NEDOでは2014ー2017年度(平成26年度ー29年度)に、「最適組合せの検討および事業性評価事業」として、「2020年頃のセルロース系エタノール燃料の商用生産の実現を目的とし、最適な要素技術(前処理ー糖化・発酵ー蒸留)の組合せの選定とプレ商用実証プラント(年産1万kL規模を想定)による技術実証」を実施している。
 本調査研究では、年産1万kL規模のプレ商用実証プラントに向けた事業継続判断に参考として用いるため、セルロース系エタノールの製造技術について、国内外の優良技術を抽出し、技術情報を整理することを目的として、以下に示す3つの内容を実施し、技術情報を整理した。
1. 国内外のセルロース系エタノール製造技術のサーベイを行い、取りまとめる
2. 年産1万kL規模のプレ商用実証プラントへのスケールアップが可能かどうか等の一定の指標を持って技術リストの中から優良な技術を抽出する
3. 抽出された優良技術について、年産10万kL規模の商用プラントによる事業を想定して、エネルギー効率、環境適合性(GHG排出削減率)、および経済性(製造コスト)などの多面的な評価を行い、取りまとめる
 技術リストの作成では、セルロース系バイオエタノール製造技術を要素技術と一貫技術に大別した。要素技術では各技術の概要、メリット/デメリットを明記し、設備コスト、運転コスト、エネルギー効率、生成物性状などの複数の指標に対する定性的な評価を記載したリストを作成した。一貫技術では、NEDOを中心として、農水省や環境省などでも取り組んだ国内のプロジェクト、および海外で実施された実証事業以上の規模のプロジェクトを整理し、その原料、規模、採用技術などを記載したリストを作成した。
 これらの技術リストから事業化レベルに基づいて、優良技術を抽出し、分析した結果、以下のことが明らかとなった。
・ 一貫プロセスの実証ー商業規模プラントで用いられている原料は主に、農業残渣など、残渣系の原料であり、大規模プランテーションによるエネルギー作物を利用した例は未だに実施されていない。
・ 商業規模プラントは主に数万kL/年の規模で行われており、10万kL/年の規模はほとんどない。
 以上のことから、セルロース系バイオエタノールの製造技術を事業化に導くためには、技術の選定に加えて、事業形態(事業モデル)の設定が重要であることを明らかにした。
 しかしながら、海外のセルロース系バイオエタノールの商業化プラントはいくつかのサイトで運転が開始したばかりであり、建設中のプラントも多くある。それに加え、国内の技術開発プロジェクトにおいても、優れた成果が出ているが、今後のスケールアップ検討が必要な技術も数多くある。
 従って、海外展開を見据えた国内技術の実用化および導入普及を促進するためには、これら国内外の技術情報収集と整理を今後とも定期的に行っていく必要があると考えられる。
英文要約Title: Cellulosic ethanol production system Development Demonstration Project/ Investigation and study of domestic and international superior technology (FY2014 - FY2015)

Various bioethanol production technology development programs have been conducted by New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO).
However, the practical application and commercialization of cellulosic bioethanol production needs further improvement of the performance of integrated bioethanol production system and establishment of technology of scale-up the system.
In light of the above situation, NEDO implements combination of optimal element technology (pretreatment, saccharification, fermentation and distillation) project and technology demonstration project with (10,000 kL of annual production).
This study aims to extract and organize domestic and international superior cellulosic bioethanol production technologies, and is intended to provide reference information for judgment of project transition to pre-commercial demonstration plant.
Followings are objectives of this study;
1. To survey domestic and international cellulosic bioethanol production technologies, and to summarize the technologies as technology list
2. To extract superior cellulosic bioethanol production technologies from the technology list with a certain indicators such as scalability.
3. To summarize the evaluation of the superior technologies by energy efficiency, environmental compatibility, and economy with assuming a business by annual production 100,000 kL scale commercial plant.
In the creation of the technology list, technologies were roughly divided into the element technology and consistent technology. Technology list for element technology includes the information of technology overview, advantages / disadvantages, equipment costs, operating costs, energy efficiency, and product properties. Technology list for consistent technology includes the information of feedstock, plant size, and adopted element technologies.
From the analysis of the technology list, the following things became clear.
・ Most commercial scale plants use agricultural residues as a feedstock and no commercial plant use nergy crops with large plantations.
・ Most commercial scale plants have a scale of several tens of thousand kL/year.
From the above, it was found that the setting the operating mode (business model) in addition to the choice of technology was important for commercialization of cellulosic bioethanol production.
However, operation of cellulosic bioethanol commercialization plants in overseas has just started or has been under construction. In addition, domestic technology development projects produced excellent results needs scale-up study.
Therefore, in order to accelerate overseas expansion of the domestic technology, it is necessary to continue surveying and organizing for domestic and international technologies.
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