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2007/04/28

バイオエタノール本当の問題点

エタノールを燃料に使う場合のやり方は2つあって、一つは今回大々的に始まったETBEとして添加剤的に使う方法で、もう一つは、単純にエタノールをガソリンに混ぜる方法です。ETBEは添加剤のようなものなので、今回の3%混入が限界のようです。エタノールそのものをガソリンに混ぜる方法では、エンジンの調整も必要ですが、100%エタノールまで可能で、ブラジルあたりでは100%がありたりまえのようで、今年からアメリカのインディーというカーレースでは規定でエタノール100%が義務付けられました。ま、このカーレースはエンジンはホンダのエンジンを使うことになっており、最近エタノールが得意のホンダならではの規定かもしれません。

さてさて、大阪で建築廃材からエタノールを作るというプラントが動き出し、産廃からエタノールという環境にも経営にもやさしいプラントとして動き出しました。しかし、ここは供給開始できそうもありません。ここのエタノールは単純にガソリンに混ぜて使う方法(農水省・環境省方式)を取ることになっているのですが、石油元売が協力を拒否しているからです。

つまり、石油元売としては3%しか混ぜられないETBE混入方式(経済産業省方式)を既成事実にして、将来的にガソリンの消費を97%は確保しようという戦略のようです。しかも、ETBEを輸入することによってETBEの取り扱いも将来的に独占的にやろうということもありそうです。つまり、バイオガソリンもうちにまかせなさいと・・・

新聞等ではエタノールがカーボンニュートラル(燃やしてもCO2を増やすことにはならない)であるように書かれていますが、エタノール製造に伴って発生するCO2の量などを計算にいれるとどうなるのかはよくわからないところもあります。ここのところがきっちりと解明されてエタノールが環境にやさしいことが証明されれば、木材とか藁とかからエタノールを作って3%にこだわらずにたくさんガソリンに混ぜられればいいのですが、いまんとこ、海のものとも山のものともわからないのがエタノールというところでしょう。

個人的には、石油元売の戦略が見え隠れするETBEは嫌いです。

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コメント

>エタノール製造に伴って発生するCO2の量などを計算にいれるとどうなるのかはよくわからないところもあります。

鋭い指摘だと思います。
バイオガソリンは、人にも地球に優しくないと思います。
その理由は、私が書いた「地球温暖化防止対策に成り得ないバイオガソリンの普及(再掲載)」 http://blogs.dion.ne.jp/spiraldragon/archives/5499547.html をご一読下されば、おおよそ理解していただけると思います。
また、世界中で行われている「バイオ燃料開発競争」は、原子力発電を肯定するためにの「二酸化炭素悪玉説」という嘘がもたらした、弊害の一つだと思います。

 森林のCO2収支は均衡しているというのは、成熟林~老齢林に対して言えばあたっているとは思うのですが、幼齢林~一斉林に対して言えば当たっているとは思いません。

 森林の蓄積量は即ち固定したCO2の総量であるから、ある面積について蓄積量が増加するのであれば、その分CO2が吸収されていると考えてよいのではないのでしょうか。

 もちろん、そんな成熟途上の森林が成熟して森林全体として蓄積量が増加しなくなれば、単位期間(たとえば1年)のCO2収支が均衡しているということは事実でしょう。

 森林が成熟しつくしてCO2収支が均衡する前に、成長量分の蓄積をとりだして利用することは理にかなっていると思います。また、このような利用であれば、継続的な利用ができます。もちろん、成長量だけでなく土壌の状況なども見きわめる必要はあるでしょう。

 ただし、利用のための加工度合いがエタノールの場合問題なのであって、やっぱり木質系で自動車を動かすのはしんどいかなと思います。

>森林のCO2収支は均衡しているというのは、成熟林~老齢林に対して言えばあたっているとは思うのですが、幼齢林~一斉林に対して言えば当たっているとは思いません。

そうでしょうか?
 例えば一部の報道で、生育過程で大気中の二酸化炭素を吸収するとされているサトウキビでも、栽培する土壌や気候風土の違い、またその年の日照条件や平均気温によって、光合成で吸収する二酸化炭素の吸収量は増減し、時によっては成長過程で二酸化炭素の排出量が上回る場合すらありますので、「バイオエタノールの原料となる植物が生育過程で二酸化炭素を吸収する」とは断定できないのではないでしょうか。
 植物がその成長過程においては、二酸化炭素を吸収するというのは、特殊な条件のみに当てはまる「机上の空論」の最たる物ではないでしょうか?

「バイオエタノールの原料となる植物が生育過程で二酸化炭素を吸収する」というのは「生育」しているのであれば断言できるでしょう。

生育とは、その植物の構造を構成する物質、セルロースだとか糖だとかの有機物を生産することです。たとえば、サトウキビの種なり苗なりから育て始めて、大きくなったのであれば、増えた分の有機物中の炭素は全て二酸化炭素由来のはずです。

これらの有機物中の炭素は、CO2収支の植物から見れば黒字分の貯蓄ですから、この貯蓄分は吸収分と考えてよいでしょう。

おっしゃるように、「時によっては成長過程で二酸化炭素の排出量が上回る場合すらあります」というのも正しいですが、サトウキビの1生長期間というような時間のスパンをとれば、CO2は吸収されています。

もちろん、サトウキビを育てるための肥料とくに有機肥料の醗酵過程などでCO2は放出されますが、これらは、サトウキビの生長との機能的なむすびつきはなく(つまり、ほうっておいても醗酵する)植物としてのサトウキビを見るのであれば、収支に含めるべきではないと思います。

しかし、前述の森林という生態系をとらえると、枯死植物の腐敗もシステムの一環ですから、老熟森林では、CO2収支は森林から見て赤字になることもあるでしょう。しかし、人工林などの幼齢一斉林では、枯死植物はほとんど存在しないため、CO2収支は森林から見て黒字であると考えるのが妥当でしょう。

言い換えると、樹木なりサトウキビなりが育ってその質量が増加したのであれば、増加分中に含まれる炭素はCO2由来である、それを上回るCO2放出があったとすればその炭素はどこから来たものなのかという問いに答えることができるでしょうか。

えーっと、初心者です。
英会話のスピーチで、Biomass、Carbon cycle(カーボンニュートラル)を話題の一部にしようと考えています。コメントをいただけるとありがたいのですが。最近読んだ新聞のコラムに以下の記事があったと記憶しています。
「海外旅行をして、飛行機の燃料である化石燃料を使った。この際に排出されたであろう人員頭割りの量のCO2を補償するために、植物を植えた。ああ、いいことをした。」
上記は、論理にミスがあるのではないでしょうか。自分の植えた木は、成長過程ではCO2を吸収するでしょうが、朽ち果てるときまたは燃やされたときに、保有した分のCO2を吐き出すのではないでしょうか。(植えるサイクルを繰り返せば、まあ、良いことであると、言えるのですが)
すみません、基礎知識がなく、お聞きしています。(アドレスなしで失礼ですが)

コメントありがとうございます。コメントの中の話で燃やすことと腐らせることは違います。

腐らせた場合は、おっしゃるようにおそらくなんのメリットもないと思いますが成長した木を利用するのならメリットはあります。

たとえば成長した木を燃やせばその分、石油エネルギーを使わずに済みます。地球温暖化の問題の本質のひとつは、化石燃料として蓄えられていた炭素が空中に放出されることですから、石油エネルギーを節約できたことは木質エネルギーを使うメリットです。

燃料以外にも、木材を活用すれば、木材以外のものを利用したときに比べて、ほとんどの場合、石油の節約になります。

つまり、植えるだけでなく利用もすれば、木を植えたことが地球温暖化防止につながるということです。

木の利用とは、つまりは伐採です。世間では、伐採が悪のように言われていますが、伐採することによってはじめて木を植えた値打ちがあるのです。いかに効率良く植えて、いかに効率良く伐採するのか、このことを真剣に考える必要があるように思います。

早速のコメントありがとうございます。
自分で書いた後で、「それなら、植えても植えなくても同じジャン」と自分に突っ込みをいれたくなりました。
以下当方も調べてみたいと思いますが、分ることがあれば、宜しくお願いいたします。

知識に乏しいのですが、私の疑問は、1本の木について、以下の関係が概略なりたつものかどうかです。
「成長過程で吸収したCO2」=「その木材を燃焼させたときに発生するO2」
(基本的にほぼYesと現時点では、思い込んでいます。)

・ただし広葉樹では、毎年葉が落ちて腐ります。葉が「朽ちる」(微生物分解)=「CO2発生」でなければ、CO2は減ることになる。(朽ちる」=「CO2発生」かどうかは、現在未理解)
・燃やすことばかり考えていましたが、木材で家を建てるなど、木材を残しておけば、なるほど、おっしゃるようにCO2は減ることになりますね。
・余談ですが、Webから以下をおぼえました。
 石炭自体もかつては(数億年前)にCO2を吸収。→燃焼により等価?のCO2を現時点で出す訳ですが、これは、biofuel (or ecofuel)とは呼ばない。タイミングがずれており、現時点の大気環境に寄与しない。木材はCO2吸収→燃焼によりCO2排出のサイクルとなるが→現時点の環境に寄与する(もしくは、寄与する方向となる)。
すみません、なんかややこしくして。

いろいろな論点があり回答が難しいですね。

話を単純にするために、一部の例外を無視してここでは次のように定義することとします。

有機物:主に生物の活動の過程で生成される炭素を含んだ化合物。CO2は除く。
無機物:炭素を含まない化合物。CO2は含む。

光合成というのは、動物も含んだ生物全体にとって無機物->有機物という変換を行ってくれるほぼ唯一のメカニズムといえます。光合成以外の生物の活動というのは、すべて有機物->無機物という変換プロセスの何処かを担っていることになります。

樹木を例に取れば、樹木が腐ると一言で言っても、これにはいろいろな生物が絡んできます。思いつくまでに挙げれば、カミキリムシ、キクイムシ、カブトムシ、クワガタムシ、シロアリ、カビ、きのこ、バクテリア、ミミズなどなど。樹木の光合成はこういった分解者の生命を支えていることになります。きのこは人間も食べますから、ヒトも分解者かも知れませんね。

また、樹木(葉っぱも含む)が分解といっても、完全に分解するまでは恐ろしく年月を要します。具体的にどれくらいかかるかは気温や降水量によって変わりますが、熱帯でも数年以上、温帯で数十年、寒帯では100年以上かかると思います。

この有機物が分解する途中の段階のものと、細かな鉱物質(砂・粘土)が交じり合ったものを我々は土(土壌)と呼んでいます。土壌のうちの有機物は植物に直接吸収されませんが、それが作り出す土壌の物理性が植物にとって重要です。通気性や水を溜め込む性質などです。

さて、疑問点について解答しましょう。
「成長過程で吸収したCO2」=「その木材を燃焼させたときに発生するO2」についてはおっしゃるようにほぼYESでしょう。

葉が「朽ちる」(微生物分解)=「CO2発生」についてもYESですが、上に書いたように、完全に朽ちるにはかなりの年月を要しますし、この過程でいろいろな生物の生命を支えています。ところで、針葉樹(常緑針葉樹)も毎年、葉の一部を落葉させています。

最後の石炭の問題ですが、これについては現在のCO2濃度(0.03%)がどのようにつくられたのかについて抑えておく必要があります。

昔は、大気には酸素はほとんどなかったと言われています。たいへんな濃度のCO2が存在していました。そして、出現当初の生物は現在の嫌気性のバクテリアのように酸素を嫌うタイプの生きものであったと考えられています(ま、酸素がなかったのですから)。そのうち、緑色植物が出現し光合成を開始します。効率的な無機物->有機物変換の開始です。こうして取り込まれたCO2は、結局のところいろんなところにしまいこまれて、空気中のCO2は0.03%の濃度になったわけです。だから、CO2が0.03%でに下がる以前に吸収された炭素を燃やすことは、カーボンニュートラルにならない、ということができるでしょう。

余談ですが、植物を光合成を始めたときに、空気中に酸素ができ始めたのですが、酸素に慣れていない生物にとっては、酸素は毒物のようなもので、酸素の混じった環境での生存は試練だったようです。このため、酸素にたえることのできるバクテリアのようなものを細胞内に取り込んでこれに対抗したのではないかと考えられています。これがミトコンドリアです。ミトコンドリアが母系遺伝するのは取り込んだバクテリア起源だからだといわれています。

回答/解説に感謝いたします。貴重な時間をさいて頂いて、ありがとうございました。分りやすい、メカニズム解説でした。

質問は一応終わります。以降は、雑文です。
(マンガ的に、以下のようにラフに捉えています。以下多分に、想像的ですが、例の英会話スピーチの題材に考えたものなどです。)
海に植物発生→酸素排出→身近に入手できる酸素を使う動物的な物が発生→(大気中の酸素少々増加、O3生成)やがて植物が陸に移動→O2,O3増加→酸素あり、かつオゾンによる紫外線カットの大気条件下で動物も陸地へ。

逆にオゾンがなくなり紫外線を直接浴びると、このスペクトルが確か細胞のDNAに最も被害を与えるため、我々は海に帰らないといけない。(つまり、オゾン層があるという前提条件で生物(より動物)は地上で生存可能。)

なお、上記の発生順序から推察可能なように、基本的には動物は植物に寄生。動物は植物がないと生きていけないが、その逆はない(と思っています)。植物は、CO2が必要ならば、自分達で山火事を起せばよいわけですから。(花の受粉時の対昆虫戦略は、植物側からみた、動物利用と言えるでしょうか)

また、全てのたんぱく質のソースは、ご解説のように、ほぼ植物から。(陸では)植物→草食動物→肉食動物のルート。(動物は必須アミノ酸がないと体内でたんぱく質を生成できませんが、植物が作る入手しやすいアミノ酸を、戦略として、自分の体内で作らず植物に頼った。(と小生考えました)なにかを捨てて進化しないと、成長効率が多分悪い。ほとんど自分で作ると、例えばミドリ虫?程度のサイズが最適とか、このサイズの話しは、キッコーマンのサイトで確か見ました。)

上記は、解説していただいたメカニズムのように科学的な話ではありませんが、教えていただいたので、なにか書かねばと思い書きました。(適当にお読みください。)(当方、ハードウェア寄りの、テクニカルライターらしき者です。)

バイオエタノール本当の問題点
はじめまして
問題点は、これから沢山出てくると思いますがおいといて!
CO2の削減量に関して論議するより根本は石油は地球上で数十億年かけて自然界で作られたものです。
それを我々人間は便利なものとして消費したために急速な環境破壊が起きているだけです。
元々地球上の自然界では環境破壊なるものもなどありません自然の循環です。
ある物を急速に使えば増えた現象でそれを抑えるのが自然界の循環です。
つまり、バイオマスエタノールも同じことです。
便利だから増やせば何処かで我々が考える自然破壊が起きるのでしょうね?
だからと云って、便利な道具をいまさら捨てる事も出来ませんよね!
だからこそ、自然界の循環を学ぶべきでは!
植物は、1年または、数千年を掛けて循環しています。
人間も自然界の循環学ぶべきだと考えたときバイオマスと云う言葉の定義(確定していません)されたと思います。
バイオエタノールとも云いますが・・・
自然界に学ぶべき事は数%も学んでいません
只いえることは、人間の科学を駆使しても石油を循環させる事が困難状態です。
生物は、循環しています。
つまり、バイオマスエタノールは人間の科学で循環出来るのでは?
結論、循環を早く行うのかまたは、遅く行くのか
人間の知恵で何処まで自然界と同じような循環社会を作り出せるのかでは?
そんな事を考え啓蒙・普及しています。

ま、石油の生成がおそらく今後は行われないことから考えれば、再生産可能なバイオマス資源を活用することは、有意義だとは思いますが、急激とかいった使う速さのことは面白い視点です。草本など1年生の植物では問題になりにくいですが(別の問題はある)、何十年ものバイオマスが蓄積される樹木などについては、年間成長量以上の利用は問題でしょう。

そもそも、今の地球の人口をバイオマスエネルギーでまかなうことはかなり難しいと考えられるので、バイオマスエネルギーは再生産可能なエネルギーのひとつとしてとらえるべきかと思います。

そもそも、バイオガソリンは、「われわれは今後どうやって自動車を走らせるのか」についてのひとつの答えなのでしょうけれど、それの前の問い、すなわち「われわれはどうやって移動すればよいのか」あるいは「われわれの移動量を少なくするにはどうすればよいのか」についても考える必要があります。こういった、より本質的な問題を考えさせないところが、バイオガソリンの問題点なのかもしれません。

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