竹子可転化為液態燃料，競争力のある価格と低排出の可能性

伍斯特理工学院 (Worcester Polytechnic Institute, WPI) の研究者が主導した新しい研究によると、竹子は地球上で最も成長が早い植物であり、液体輸送燃料に転化する可能性があり、価格は石油と競争でき、温室効果ガスの排出量は従来の燃料よりも遥かに低い。研究チームには、WPI 化学工学科の主任 Michael Timko と、2026年に博士号を取得予定の Timothy Woodard が含まれており、彼らは竹子が輸送手段、航空機、鉄道の有望な燃料原料となることを発見した。

この研究は『持続可能エネルギーと燃料』（Sustainable Energy & Fuels）というジャーナルに発表され、竹子をバイオオイルに転化するための実験室実験と経済およびライフサイクル評価モデルを組み合わせたものである。

転化技術と原料選択

研究結果の2つの重要な要素は、転化技術と原料の選択である。このプロセスは水熱液化技術 (hydrothermal liquefaction, HTL) に依存し、熱と圧力を利用してバイオマスをバイオオイルに転化する。研究者たちは、竹子を転化する方法が他の原料を使用するよりも効率的であることを発見した。竹子自体も大量の炭素を捕捉し蓄えることができ、地上やその根茎下においても、これが排出特性を強化している。

経済モデルによると、竹子を基にした燃料は、成熟した商業規模の条件下で、価格が1ガロンあたりのガソリンに相当する US$2.75 (約 HK$21) にまで低下する可能性がある。これには工場の建設と運営コストが含まれている。ライフサイクル評価では、この燃料の温室効果ガス強度を1メガジュールあたり3.5グラムの二酸化炭素当量と定義しており、これは従来の石油ディーゼルの約26倍低い。これらの数字は実験室研究とモデルから得られたものであり、商業工場からのものではなく、価格は成熟した大規模生産を前提としている。

竹子の環境への利点

研究チームは、水熱液化によって竹子を転化することで、アメリカのトウモロコシエタノール生産と同等の成果を上げることができるが、必要な耕地面積は約13%に過ぎないと推定している。多くのバイオ燃料の背後にある年次作物とは異なり、竹子は多年生草本植物であり、比較的低い農業投入で大量のバイオマスを生産でき、貧瘠な土壌でも成長することができる。他の多年生草本植物と比較して、竹子の灰分含量は非常に低く、乾燥重量は1%未満であるため、転化プロセスで発生する廃棄物は微々たるものである。

Timko は、竹子が食品作物とは異なる土地を利用することになると述べている。彼は「私たちの研究は、竹子が将来の燃料において重要な役割を果たすことを示しています」と指摘した。トウモロコシエタノールに使用されている土地を一部解放することで、通常ガソリンと混合されるこの製品が食品生産を向上させ、環境負担を軽減するのに役立つと考えている。彼は「農民も消費者も利益を得る」と述べた。研究者たちは、竹子が以前の工業用地や重度に耕作された農地で栽培できることを補足しており、これらの場所では他の作物が育ちにくい。

さらなる研究と開発が進む中で、Timko は竹子が業界に低炭素液体燃料を大規模に生産する手段を提供することになると述べている。これは、電化が難しい分野、例えば重輸送や航空業界にとって実行可能な選択肢となる。彼は、この研究のタイミングが適切であると考えており、燃料価格が高騰している一方で、輸送部門の温室効果ガス排出量はアメリカの他のどの部門よりも多い。Timko と Woodard は、フィンランドのアールト大学の Charles Cai および Avos BioEnergy の CEO James Walters と共にこの研究を執筆した。

竹子の低炭素燃料としての可能性

竹子は再生可能資源として、液体燃料に転化する可能性を持ち、従来の燃料への依存を減少させる上で重要な意義を持つ。竹子は成長が早く、貧瘠な土壌でも育つため、持続可能な燃料源となる。また、竹子の低炭素排出特性と食品生産に影響を与えない栽培の可能性は、未来のエネルギー転換に新たな視点を提供する。竹子燃料に関するさらなる研究が進むことで、将来的には重輸送や航空業界でより大きな役割を果たす可能性がある。