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バイオマス活用における注目技術・要素⑥
-バイオマスナフサ(ChatGPT利用)-

バイオマスとは、生物資源(bio)の量(mass)を示す概念であり、「動植物に由来する有機物である資源(化石資源を除く。)」であり、大気中の二酸化炭素を増加させない「カーボンニュートラル」と呼ばれる特性を有している。バイオマスを製品やエネルギーとして活用していくことは、農山漁村の活性化や地球温暖化の防止、循環型社会の形成といった我が国の抱える課題の解決に寄与するものであり、その活用の推進を加速化することが強く求められている。(農林水産省令和4年2月の「バイオマスの活用を巡る状況」より)

一方ご存知のように、政府発表では、「2050年カーボンニュートラル(2020年10月表明)」、「2030年度に2013年度比46%削減、更に50%の高みを目指す(2021年4月表明)」の実現に向けた道筋を示すことが重要テーマとして挙げられ、具体的には、2030年度エネルギー需給見通しとして、野心的目標で再エネの電源構成は36~38%(3,360~3,530億kWh)とされている。さらに、再エネの一翼を担うバイオマス発電は第5次エネルギー基本計画の3.7~4.6%(394~490億kWh)から、5%(470億kWh)への目標が掲げられている。さらに、バイオマス発電は太陽光発電や風力発電のように気象条件に左右されることはなく、再生可能エネルギー・慣性力・安定電源の観点でメリットがある。

今回、ChatGTPを活用しています。※以下ChatGPTからの情報を記載しています。

まず、ChatGPTにChatGPTを要約して説明してもらったところ、以下のようでした。

“ChatGPTはOpenAIによって開発された大規模な言語モデルで、自然な対話を生成することが目的です。トレーニング時には大量のテキストデータを使用し、様々なトピックや質問に関する知識を学習します。対話インタフェースに最適化されており、個々の文章や質問に関連する回答を生成します。ただし、情報の正確性や倫理的な側面に制限があり、生成された回答は確認や専門知識の補完が必要です。ChatGPTはカスタマーサポートや情報提供など幅広い用途に利用されますが、重要な場合には人間や専門家の支援が必要です。”

今回、バイオマス発電における画期的な技術で回答があった、

  1. バイオガス化およびメタン化技術
  2. ガス化コンバインドサイクル発電(GCC)
  3. 液体燃料製造技術
  4. アナエロビック消化技術

から

“3.液体燃料製造技術:バイオマスを熱分解して得られる液体燃料は、バイオマスナフサと呼ばれます。バイオマスナフサは、石油由来の燃料に比べて二酸化炭素排出量が低く、再生可能エネルギーとしての特徴を持ちます。バイオマスナフサは石油精製や化学工業の原料として利用される可能性もあります。”

について紹介いたします。

バイオマスナフサ(Bio-oil)は、バイオマスを熱分解することによって得られる液体燃料です。バイオマスとは、植物由来の有機物や動物由来の廃棄物などの再生可能な生物資源の総称です。バイオマスナフサの製造過程は、バイオマスを高温で加熱し、酸素の存在下で化学反応させます。この過程は熱分解(ピロリシス)と呼ばれ、バイオマスを熱処理してガス、固体炭化物(炭化物)、そして液体燃料であるバイオマスナフサに分解します。

バイオマスナフサは、黒褐色の粘性のある液体であり、化石燃料に比べて二酸化炭素の排出量が低く、再生可能なエネルギー源として注目されています。バイオマスナフサは燃料として利用されるだけでなく、化学工業や熱供給などのさまざまな用途にも適用されることがあります。バイオマスナフサは、バイオマスエネルギーの一形態であり、再生可能エネルギーの一環として持続可能なエネルギー供給に貢献することが期待されています。

日本におけるバイオマスナフサを事業として進めている企業について尋ねたところ、以下のような回答となった。

“日本においてバイオマスナフサを事業として進めているいくつかの企業を以下に示します(2021年以前の情報をもとにしています):

  1. デンソー株式会社(DENSO Corporation): 自動車部品メーカーのデンソーは、バイオマスナフサの製造と利用に関する研究開発を行っています。特に、バイオマスナフサを自動車の燃料として利用する技術開発に注力しています。
  2. 住友ゴム工業株式会社(Sumitomo Rubber Industries, Ltd.): 住友ゴムは、バイオマスナフサをタイヤの製造に利用する研究開発を進めています。バイオマスナフサをタイヤの原料として活用することで、石油由来の原料の削減を目指しています。
  3. 三菱重工業株式会社(Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.): 三菱重工は、バイオマスナフサの製造技術に関する研究開発を行っています。バイオマスナフサを含むバイオマスエネルギーの利用による環境負荷の低減を目指しています。
  4. IHI株式会社(IHI Corporation): IHIは、バイオマスナフサを燃料とするバイオマスガス化技術の開発に取り組んでいます。バイオマスガス化によって得られるガスを燃料として利用し、電力や熱の生産に活用することを目指しています。

これらは一部の企業例であり、他にもバイオマスナフサを事業として進めている企業が存在します。バイオマスナフサに関心のある企業や研究機関は、技術開発や事業展開においてさまざまな取り組みを行っています。最新の情報を得るために、各企業のウェブサイトやニュースリリースを参照することをおすすめします。”

また、バイオマスナフサは日本のバイオマスにとって重要となるのかと尋ねたところ、遺憾のような回答となった。

“バイオマスナフサ(Bio-oil)は、バイオマスを熱分解して得られる液体燃料であり、バイオマスエネルギーの一形態です。日本のバイオマスにおいても、バイオマスナフサは重要な位置を占めています。

以下に、バイオマスナフサの重要性を示す要点をまとめました。

  1. エネルギー源の多様化: バイオマスナフサは、化石燃料に比べて二酸化炭素の排出量が低く、再生可能なエネルギー源です。バイオマスナフサの利用により、化石燃料への依存を減らし、エネルギーの多様化を実現できます。
  2. 持続可能な廃棄物処理: バイオマスナフサの原料となるバイオマスは、農業や林業、食品加工産業などの廃棄物や副産物を利用することができます。これにより、廃棄物の処理負荷を減らし、持続可能な廃棄物処理を実現できます。
  3. 熱分解技術の進歩: バイオマスナフサの製造には、バイオマスの熱分解技術が使用されます。この技術は、熱処理や化学反応によってバイオマスを変換し、液体燃料であるバイオマスナフサを得るものです。熱分解技術の進歩により、バイオマスナフサの生産効率が向上しています。
  4. 様々な用途への適用: バイオマスナフサは、発電や熱供給だけでなく、化学工業や交通機関など、様々な分野で利用されることが可能です。そのため、バイオマスナフサの普及は、エネルギー分野だけでなく、産業全体の持続可能性に貢献することが期待されています。

以上の理由から、バイオマスナフサは日本のバイオマスにとって重要なエネルギー源となっています。バイオマスナフサの研究開発や実用化の推進は、バイオマスエネルギーの普及と持続可能な社会の実現に向けた重要な取り組みとなっています。”

さらに、バイオマスナフサにおける日本での課題は何かと尋ねたところ、以下のような回答となった。

“日本におけるバイオマスナフサの課題は以下のようなものがあります。

  1. 技術の成熟度とコスト: バイオマスナフサの製造技術はまだ比較的新しいものであり、その成熟度は高まっていますが、まだ改善の余地があります。また、バイオマスナフサの製造コストも高く、競争力のある価格で提供することが課題です。
  2. 原料供給の安定性: バイオマスナフサの原料となるバイオマスは、農業や林業、食品加工産業の廃棄物や副産物などです。これらの原料の供給は安定しておらず、季節や地域の制約もあります。そのため、安定した原料供給を確保することが課題です。
  3. 持続可能性と環境影響: バイオマスナフサの製造や利用には、土地利用や水資源の使用などの環境影響が関与します。バイオマスの供給においても、森林資源の持続可能な利用やバイオマスの栽培に関する環境配慮が重要です。
  4. 市場開拓と普及促進: バイオマスナフサの市場はまだ小規模であり、普及が進んでいません。バイオマスナフサを利用したシステムや設備の開発、導入支援、普及啓発などが必要です。
  5. 法規制と政策の整備: バイオマスナフサの普及には、適切な法規制と政策の整備が求められます。エネルギー政策や再生可能エネルギーに関する規制、補助金制度の充実などが、バイオマスナフサの発展を支える重要な要素です。

これらの課題に対して、技術開発の推進、原料供給の多様化、持続可能な生産システムの構築、市場育成策の推進、法規制の整備など、幅広い取り組みが必要とされています。”

最後に、バイオマスナフサの課題を解決する方策とはと尋ねたところ、以下のような回答となった。

“バイオマスナフサの課題を解決するためには、以下のような方策が検討されています。

  1. 技術の改善とコスト削減: バイオマスナフサの製造技術の改善を図り、製造プロセスの効率化やコスト削減を目指します。より効率的で経済的な製造方法の開発や、触媒の改良などが重要です。
  2. 原料供給の多様化と安定化: バイオマスナフサの原料供給を多様化し、安定的な供給を確保します。例えば、農業や林業の副産物や廃棄物だけでなく、エネルギー用作物の栽培や専用のバイオマスプラントの建設を促進することで、原料供給のリスクを軽減します。
  3. 持続可能な生産と環境配慮: バイオマスナフサの製造において、持続可能な生産システムの構築と環境配慮が重要です。森林資源の持続的な利用やバイオマスの栽培において、地域の生態系や水資源を保護する取り組みを行います。
  4. 市場育成と普及促進: バイオマスナフサの市場を拡大し、普及を促進するための施策を実施します。バイオマスナフサを利用するシステムや設備の開発支援や導入促進、普及啓発活動、補助金制度の充実などが重要です。
  5. 政策と規制の整備: バイオマスナフサの普及を支援するために、適切な政策や規制の整備が必要です。再生可能エネルギー政策の充実、バイオマスエネルギーに関する研究開発支援、排出削減目標の設定などが含まれます。

これらの方策は、技術開発、原料供給の安定化、持続可能性の確保、市場拡大、政策サポートの領域で取り組まれています。バイオマスナフサの課題解決には、産業界、研究機関、政府、国際機関などの連携が必要です。”

今回ChatGPTを試験的に活用し、バイオマスナフサについて調査した事例を紹介しました。ChatGPTは考えをまとめる時のツールとしては合格点をあげられるのではないかと考えており、回答レベルと日本語の完成度は目を見張るものがあります。今後はキーワード解説を進める時の良き相棒として使いたいと考えております。

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