成果報告書詳細
管理番号20090000000191
タイトル平成20年度成果報告書 研究協力事業「インドネシアにおける未利用農業廃棄物由来セルロース系バイオマスからのエタノール製造技術の開発」
公開日2009/8/14
報告書年度2008 - 2008
委託先名三菱重工業株式会社
プロジェクト番号P93048
部署名新エネルギー技術開発部 国際事業調整グループ
和文要約アジア地域のみならず、世界的なエタノール等の増産による原料価格の高騰等を受け、食糧との競合が問題視されている。そのような状況下、未利用の農業廃棄物由来セルロース系バイオマス資源を活用することに期待が寄せられている。インドネシア共和国は、NEDO技術開発機構が平成18年度に実施した「バイオマス資源量のポテンシャル等に関する調査」において、アジア地域の中で最もバイオマス資源の豊富な有望国の一つであることが判明しており、翌平成19年度の「インドネシアにおける未利用農業廃棄物由来セルロース系バイオマスからのエタノール燃料製造事業の発掘等に関する調査」の結果、農産物加工工場で大量に発生している農業残渣のうち、堆肥として農地還元する以外に活用策が見出せていないオイルパーム空果房(EFB)が、同国の農業の現況に照らして考えた場合、エタノール原料に適した有力なセルロース系バイオマスの一つであり、安価かつ安定的に入手可能なバイオマスであるとの結果を得た。また、このパームプランテーション及びその農産物加工工場である粗パーム油(CPO)工場が集積している地域であるSumatera Utara州で、約70万kL/年のエタノール生産可能量を有することが確認された。特に、Medan市近郊が、パームプランテーション及びCPO工場が数多く集積しており、輸送網も整備され、エタノール製造事業に最も適した候補地であるとされた。また、同国では未利用農業残渣の大半が肥料として有効利用されている状況にあることから、エタノール製造工程から生じる残渣を肥料として有効利用しやすい手法が望ましく、現在開発されている技術の中では、化学薬品を用いない水熱・酵素法による糖製造が有効な技術の一つであると考えられた。このような背景を受け、本事業では、以下のとおり、同国で豊富に存在するEFBを使用し、エタノールを製造するための一連の技術開発を、同国科学技術評価応用庁と共同で実施し、実用化の目処を得た。1.水熱・酵素法により作成したC6糖液で、同国商用エタノール製造プラントで使用される酵母でエタノール発酵が可能であることが確認できた。2.同様に作成したC5糖液で、我が国で開発された遺伝子組替酵母によりエタノール発酵することが確認できた。3.エタノール製造で生じる発酵残渣について、化学性状分析から肥料効果が確認できた。更に、現地調査結果を元に、同国におけるセルロース系エタノール製造に係る事業モデルを検討し、CPO工場に併設した糖製造プラントでEFBから糖を製造し、中核エタノール製造プラントに糖を持ち込み、エタノールを製造する事業モデルが有効であることが確認できた。今後、多種多量のバイオマス賦存量を有することが確認されている同国において、未利用農業廃棄物由来セルロース系バイオマスを原料として実証を行うことで、同国を始めとしたアジア地域での、セルロース系エタノール製造技術の普及に寄与できると考える。また、本分野の共同研究開発を通じて同国の自立的発展に不可欠となる研究開発力の向上に資することができた。
英文要約Because of the hike in commodities prices and other factors caused by the global increase in ethanol production, the use of food crops for fuel, as opposed to food, is becoming an issue in Asia and elsewhere. In this situation, the utilization of unused agricultural cellulosic biomass resources is likely. As a result of a survey done in 2006 by NEDO, Indonesia was found to be one of the countries richest in biomass in Asia. In 2007, we did a survey and found that oil palm empty fruit bunches (EFB), used in plantations as compost, are an effective cellulosic biomass and appropriate as basic ethanol material. It is cheap and procurement is stable. It is an agricultural residue occurring in large amounts at farm products processing plants. In Sumatra Utara province, with a large number of palm plantations and crude palm oil (CPO) processing plants, it was confirmed that about 700ML/year of ethanol could be produced. Above all, palm plantations and plants related to palms are concentrated near Medan City, with a consolidated network of transportation, and the city is the most suitable candidate for producing ethanol. Since most agricultural residue is used as compost in the country, it is recommended to devise a procedure to efficiently use fermentation residue in ethanol production process as fertilizer. Among technologies being developed now, saccharification by hydrothermal treatment combined with enzymatic treatment, not using chemical additives, is regarded as effective. We conducted a series of tests to produce ethanol from EFB jointly with Indonesian BPPT, and found it to be commercially feasible as follows: 1. Ethanol fermentation is induced with yeast used at the country’s commercial ethanol production plant in C6 saccharide produced by hydrothermal treatment combined with enzymatic treatment. 2. Ethanol fermentation is induced by genetically modified yeast developed in Japan in C5 saccharide similarly produced. 3. Fermentation residue in the ethanol production process can be used as fertilizer due to its chemical composition. We produced a business model for the production of cellulosic ethanol in Indonesia based on the results of a field survey, produced saccharide from EFB at a saccharification plant next to a CPO plant, brought the saccharide into the core ethanol production plant, and confirmed the effectiveness of the business model. In countries where rich resources of biomass occur in many types and amounts, cellulosic ethanol production technology can make use of unused agricultural cellulosic biomass as material. Research and development can increase in Indonesia through joint research and development projects.
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