jx日鉱日石エネルギーにおけるバイオマス燃料に...

ＪＸ日鉱日石エネルギーにおけるバイオマス燃料に対する取組み

2012. 4. 11

ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社

執行役員研究開発企画部長吉田正寛

第５回バイオマス事業化戦略検討チーム

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資料１

ご説明内容

1．はじめに

２．バイオガソリンの導入状況

３．バイオマス燃料の課題と原料の選択

４．当社の取り組み

５．事業化に向けて

①


ＪＸグループの理念 ②

燃料油販売シェア 36.9%（11年度3Q累計）

SS数 11,855（11年12月末）



取り出す（一次エネルギー）

溜める・運ぶ（エネルギー媒体）

使う（消費エネルギー）

供給安定性（Energy Security)

環境適合性（Environmental Protecction)

経済合理性（Economic Efficiency)

エネルギーは３×３

エネルギーの要件：「安全・安心」を前提に、①「取り出す（一次エネルギー）」、②「溜め

る・運ぶ（エネルギー媒体）」、③「使う（消費エネルギー）」の３つの場面を通じて、①「供給

安定性」、②「環境適合性」、③「経済性」の３Ｅを満足させること

満足

サプライチェーン

３Ｅ

安全・安心

③

Protection）


エネルギー密度の比較 ④

液体燃料

体積エネルギー密度 kWh/L

重量エネルギー密度

kWh/kg

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.1

1

10

水素吸蔵合金（2mass%）

Ni水素

鉛

圧縮水素（35MPa）

蓄電池

水素

Liイオン

エタノール

ガソリン

軽油バイオ軽油

圧縮水素（70MPa）

ジェット燃料

・輸送用燃料に適している・既存インフラを活用できる

ご説明内容

1．はじめに





⑤


0

10

20

30

40

50

60

70

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

年度

バイ

オエ

タノ

ール

導入

量

万kL（原

油換

算）

バイオガソリンの導入状況（石油業界）

バイオETBEの調達主にバイオマス燃料供給有限責任事業組合（JBSL）が実施

・バイオＥＴＢＥの輸入・原料バイオエタノールの調達（輸入）・原料バイオエタノールの調達（国産）

流通実証事業

導入開始

50 京都議定書目標達成計画輸送用燃料へのバイオマス利用目標50万kL（原油換算）のうち、石油業界は21万kLを利用

21

エネルギー供給構造高度化法石油精製業者のバイオエタノール利用目標量（義務化量）

⑥

バイオエタノールを加工したバイオＥＴＢＥを配合

持続可能性基準に合致した

ブラジル産


バイオガソリンの導入状況

国内初のETBE製造装置（根岸製油所）

2009.10.26竣工

ETBE生産能力 10万kL/年

ＪＸ日鉱日石エネルギーのバイオガソリンの展開状況

（2012年3月現在）

【バイオガソリン製造出荷製油所】室蘭、鹿島、根岸、大阪、水島、麻里布、大分

（仙台を除く全製油所）

【バイオガソリン販売ＳＳ】２８９０箇所

エタノール＋イソブテン → ETBE

バイオエタノールのガソリンへの混合方式 •直接混合（エタノール混合） •ETBE混合

ETBEは、物性がガソリン成分（炭化水素）と近く、現行ガソリンと同様の品質管理、既存インフラの利用が可能。

一方、直接混合（エタノール混合ガソリン）は水混合時の相分離や蒸気圧の上昇等、特性が一般ガソリンと異なるため、設備や品質管理方法の変更が必要。

C2H5OH C4H8 C2H5OC4H9

ETBE（エチルターシャリーブチルエーテル）とは

バイオエタノールとイソブテン（LPGの成分）から合成されるエーテル

⑦


ご説明内容

1．はじめに





⑧


バイオマス燃料の課題、要件

供給安定性

環境適合性

経済性、利便性

開発輸入

持続可能性

ドロップイン

キーワード燃料の３Ｅバイオマス燃料の課題

安全・安心

⑨

供給量の確保

経済性の確保

ライフサイクルでの温室効果ガス削減

食糧等との競合回避

既存インフラ、既存駆動体での活用（信頼性確保）

森林破壊等の防止



草本セルロース微細藻

バイオマス原料と食料との競合回避

第一世代バイオマス原料

食用作物

サトウキビ、とうもろこし、パーム椰子、菜種、大豆等

⇒ 食料価格への波及、耕作地競合

更に高い生産性を目指して

第二世代バイオマス原料

○食用作物非可食部パーム空房

○非可食バイオマスジャトロファ、カメリナ

⑩

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Jatropha_curcas1_henning.jpg�

原料製法製品バイオマス生産性

Ton/ha/y

固定化率

Ton/Ton

収率

Ton/ha

食糧競合回避

利点課題

糖質植物

(サトウキビ/甜菜) エタノール発酵エタノール 70 0.07 4.9 × 製造法確立

今後生産増が期待できない

澱粉質植物

(トウモロコシ)

糖化⇒

エタノール発酵エタノール 10 0.38 3.8 × 製造法確立高いGHG負荷

草本セルロース

(ネピアグラス)

前処理⇒糖化⇒

エタノール発酵エタノール 50 0.19 9.5 ○ 高生産性

前処理法の確立

C5発酵法の確立

木本セルロース

(早生広葉樹)

前処理⇒糖化⇒

エタノール発酵エタノール

8～32

0.25 2～8

○

商業的原料生産確立

前処理法の確立

C5発酵法の確立

ガス化⇒FT合成⇒水素化・異性化

炭化水素 0.18 1.4～5.8 Drop in Fuel 低い固定化率

直接油化⇒改質炭化水素 0.15 1.2～4.8 Drop in Fuel 低い中間製品の安定性

低い固定化率

木本セルロース

(間伐材) 早生広葉樹と同様の製法・製品－

（廃棄物のため）

早生広葉樹と同程度

－（廃棄物のため） ○

未利用原料の利活用国内間伐材：年間512万t

生産ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ：162万kl

原料低密度・収集運搬（技術課題は早生広葉樹と同様）

油糧植物

(大豆、菜種、パーム)

エステル交換 FAME

(バイオディーゼル) 6 0.75 4.5

△*1

製造法簡便 × 低酸化安定性

水素化・異性化炭化水素 0.70 4.2 Drop in Fuel

微細藻水素化・異性化炭化水素 47-140 0.70 33-98 ○ 高生産性 Drop in Fuel

大量培養技術確立

*1 非可食バイオマス（ジャトロファ、カメリナ）は○

⑪ バイオマス原料の選択（原料と製品の特徴）


ご説明内容

1．はじめに





⑫


セルロース系エタノール製造技術開発～当社の取組みその１～

（１）エネルギーセキュリティ

現状輸入品としてのブラジルエタノールについては、

以下の懸念がある。

①供給安定性：サトウキビの収穫期前後で大きく変動

ブラジルの輸出余力の大幅減少（右上図）

②価格安定性：砂糖価格相場で大きく変動（右下図）

⑬

＞持続可能性基準（ライフサイクルGHG(温室効果ガス) 排出量がガソリンの50%未満）を満たす必要あり。

＞草本・木本等原料のセルロース系バイオエタノールは

義務化量の算定において、その利用量を２倍で計上可能。

１．研究開発の狙い

（２）バイオエタノール導入義務化（エネルギー供給構造高度化法）

セン

ト／

ポン

ド

持続可能性基準を満たす食料との競合を回避可能なセルロース系バイオエタノールを、原油と競合できる価格で安定供給すべく、一貫製造プロセスを開発中。 2020年に20万ｋL規模の生産供給事業を行なうことを目標としている。

ブラジルエタノール輸出入量

資料：IEEJ Website


0.5

1.0

1.5

09年

1月

09年

4月

09年

7月

09年

10月

10年

1月

10年

4月

10年

7月

ブラ

ジル

エタ

ノー

ル価

格 [ リ

アル

/L]

10

20

30

NY 砂

糖価

格 [ セ

ント

/lb]

NY砂糖価格

ブラジルエタノール価格

ブラジルエタノール価格とNY砂糖価格の推移

約50円/L 約40円/kg

NY砂

糖価

格〔ｾ

ﾝﾄ/

ｌｂ〕

ブラ

ジル

エタ

ノー

ル価

格〔ﾚ

ｱﾙ

/L〕


３．事業化までのステップ

発酵しにくい糖

発酵しやすい糖

エタノール

無水エタノール

耕作不適地エネルギー植物（草本）

リグニン

バイオマス生産収穫･運搬･貯蔵前処理酵素糖化発酵濃縮脱水

セルロース（主鉄筋の役割）

ヘミセルロース（補強鉄筋の役割）（セメントの役割）

（C6糖）

（C5糖）

課題収穫運搬の高効率化

広大な土地確保高収量化高効率化

酵素コスト低減

エネルギー低減

発酵の高効率化

前処理の高効率化

実用化研究体制

トヨタ自動車・鹿島建設ＪＸＥ・東レＪＸＥ・サッポロエンジニアリング

ＪＸＥ・三菱重工（全体システム化）

バイオエタノール革新技術研究組合

設立：2009年3月2日 ※農業・食品産業技術総合研究機構（北農研、畜草研、九沖農研、生研センター）、

森林総研、JIRCAS、秋田県総食研、北海道大、九州大、長岡技術科学大

共同研究・東京大学（エネルギー植物生産、酵素糖化）

・農林水産関係研究機関（エネルギー植物生産、発酵）等※

２．製造工程検討体制

⑭

商業技術完成 2018年

事業化

【1st Step】【2nd Step】【3rd Step】

ベンチ実証開発前処理パイロット実証開発一貫生産システム開発 (実証)

2009年～ 2014年～ 2020年目標

全体総括：ＪＸＥ

セルロース系エタノール製造技術開発～当社の取組みその１～

現状


１．研究開発の狙い

次世代バイオマス原料である微細藻からバイオジェット燃料の製造を目指す

○航空機燃料に必須な液体燃料 ⇒ エネルギー密度が高く搭載性に優れる

○航空部門のCO2削減 ⇒ IATA自主目標や規制強化の動き

（参考）

国内のジェット燃料需要

航空会社需要（2010年度実績）：1156万kL

国内線：466万kL

国際線：690万kL

⑮ バイオジェット燃料製造技術開発～当社の取組みその２～

２．製造工程と技術課題

工

程油脂

抽出残渣遠心濃縮廃熱乾燥ｵｰﾌﾟﾝﾎﾟﾝﾄﾞ水素化・異性化溶剤抽出

培養脱水・濃縮燃料化乾燥抽出

【技術課題】競争力のあるバイオマス燃料開発のために一貫生産プロセスの開発が必要

○微細藻の低コスト大量培養技術の開発

○設備の低コスト化および低エネルギー化

○副産物である抽出残渣の付加価値化

・ IATA自主目標 - 2020年まで年平均1.5%の燃費改善 - 2050年までに炭素排出量を2005年比50%削減・ EU-ETS（欧州連合域内排出量取引制度）

- 2012年から航空部門も対象の方針（域外各国反対） - 排出量上限目標は排出量実績（2004年～2006年平均）から 2012年97%、2013年以降95% - 排出可能単位の85%を無償で割り当て（15%は購入義務化）。超過分は排出権を購入。


４．事業化までのStep

⑯ バイオジェット燃料製造技術開発～当社の取組みその２～

現状

３．ユーグレナからのジェット燃料開発

【ユーグレナの特徴】

・ユーグレナは微細藻の中でも、優れた生産性ポテンシャルを有する。

・ユーグレナ油脂成分は炭素数が他の植物油脂に比べてジェット燃料に適している。

微細藻ユーグレナバイオジェット燃料

微細藻ユーグレナ由来のバイオジェット燃料製造に関する要素技術の基礎検討を実施中

NEDO「戦略的次世代バイオマスエネルギー利用技術開発事業」予算を活用中（2010～2013年）

1st Step 2nd Step 3rd Step

要素技術開発大量培養技術開発一貫生産システム開発

2020～2030年

要素技術の基礎検討

事業化ラボ＆小型ベンチによる屋外培養技術開発

実用化規模培養槽による屋外大量培養技術開発

一環生産規模による全体システム構築

Pre検討

一貫生産システム開発に向けて、事業化を目指すメンバーによる研究開発体制（協議会）を構築中。

ご説明内容

1．はじめに





⑰



○ 栽培適地の確保（広大な土地、気候条件、水など）

⇒ 開発輸入を視野に入れた官民一体となった戦略

○ 既存燃料との供給コスト差（特に立ち上げ時）

⇒ インセンティブ等による導入・普及促進

⑱ 事業化に向けて

○ 競争力のある一貫生産プロセス開発のための研究体制構築

⇒ 要素技術開発段階から産・学・官の強力な連携

⇒ 長期の研究開発に対する継続的支援

○ 微細藻類の基盤強化研究体制の構築

⇒ 大学、公的研究機関による品種改良、ＧＭ、新種の収集・保存など

基盤強化研究に対する継続的支援

jx日鉱日石エネルギーにおける バイオマス燃料に...

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