パームバイオマス再資源化技術開発の新展開 －アジアを視野に入れて－

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1 パームバイオマス再資源化技術開発の新展開 －アジアを視野に入れて－
Malaysia Palm Oil Industry and Biomass Industry Challenger, KIT & UPM! 九州工業大学大学院生命体工学研究科/マレーシアプトラ大学食品生物工学部 白井　義人/モハメッド・アリ・ハッサン GRADUATE SCHOOL OF LIFE SCIENCE AND SYSTEMS ENGINEERING 　　 KYUSHU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 　　　YOSHIHITO SHIRAI FACULYT OF FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOG UNIVERSITY PUTRA MALAYSIA MOHD. ALI HASSAN process FFB 81000t/y CPO 27000t/y POME 40000t/y COD ４ 0000 ppm SS ppm solid waste （EFB） 14500t/y water methane 　400t/y 15000t/y lagoon （anaerobic pond） solid waste Large amount of （fiber） methane is releaed 14500t/y to the atmosphare. EFB is used for fertilizer to oil palm plantation All the energy for the mill can be supplied by a current palm oil mill cobustio of fiber.

2 中国：13億人、インド：11億人、アメリカ：3億人、 インドネシア：2億3千万人、ブラジル：1億9千万人、
10億人 ５億人 ２億人 ３億人 １億人 100万人 8000 3000 500 1000 1500 2000 世界の人口（67億人） 中国：13億人、インド：11億人、アメリカ：3億人、 インドネシア：2億3千万人、ブラジル：1億9千万人、 パキスタン：1億6千万人、バングラディシュ：1億5千万人、ロシア：1億4千万人 ナイジェリア：1億4千万人、日本：1億3千万人、ヨーロッパ全体：5億人

3 地球の二酸化炭素濃度の変化 産業革命後 に急に増え ている

4 江戸時代(１７世紀～18世紀）の平均寿命（信濃国過去帳より） 女 17.4歳 男 19.8歳 死因 栄養失調、
2009年の 平均寿命 女　86.1歳 男　79.3歳 白井教授大３ 白井教授小４ 白井教授誕生 明治平均寿命 女　4４.3歳 男　42.8歳 江戸時代(１７世紀～18世紀）の平均寿命（信濃国過去帳より） 女　17.4歳 男　19.8歳 死因　栄養失調、 　　　　感染症（結核、腸チフス、天然痘、マラリア（瘧）等） 結核でなくなった作家：正岡子規（34歳）、石川啄木（26歳）、 樋口一葉（24歳）、二葉亭使命（45歳）、森鴎外（60歳）

5 水 食糧 健康 教育 雇用 安全 安心 世界のひとりあたりの年間国民所得の比較 (2004) 日本 400万円 アメリカ 450万円
日本　　　　　　　400万円 アメリカ　　　　　450万円 ドイツ　　　　　　 340万円 ホンコン　　　　　290万円 シンガポール　　280万円 ロシア　　　　　　　40万円 中国　　　　　　　17万円 インド　　　　　　　 7万円 ベトナム　　　　　 6万円　　　　　 ミャンマー 　 ― エチオピア　　　　 1万円 ブラシル　　　　　33万円 インドネシア　　 13万円 タイ 万円 マレーシア　　　　50万円 水 食糧 健康 日本（1967）　月給3万円 →年収50万円（１＄：360円） →1500＄→17万円（今のレート） 教育 雇用 安全 安心

6 バイオマスに関する基本コンセプト 太陽エネルギー以上はできない バイオマス資源を一瞬に使うべきでない！ 食糧かエネルギー・資源か？
太陽エネルギー以上はできない　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 バイオマス資源を一瞬に使うべきでない！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 食糧かエネルギー・資源か？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 エタノール ポリ乳酸 食糧との取り合いなし？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 最終的にエネルギーに！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 バイオマスも2次資源(フィード・ストック）に！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

7 Oil Palm Tree and Fresh Fruit Bunch
マレーシアのパームプランテーションの面積 約400万ha　（マレーシアの国土：3500万ha） 油の収率：　３～５トン/（ha・年）　搾油工場数　約400 1農家の面積：最低４ha

8 油ヤシ実房（Fresh Fruit Bunch: FFB)
油ヤシの実 油ヤシの木 FFBの山

9 空房（Empty Fruit Bunch: EFB）
FFBの蒸煮用トロッコ FFB蒸煮ドラム 空房（Empty Fruit Bunch: EFB） パームオイル工場（Palm Oil Mill）

10 EFBの集積地 パームオイル廃液 （Palm Oil mill Effluent: POME） 油ヤシの実の繊維（Fiber）

11 マレーシアパームオイル産業における物質の流れ
Ｃ Ｐ Ｏ P K POME FFB: fresh fruit bunch （油やし房実 ） 6 00万 t/y 実 繊維 + 油 殻 種 核油 EFB: empty fruit bunch （ヤシ空房） 1440 万 水分含率： 5 % 燃焼エネルギー： 1400kcal/kg ヤシ核油　＋ ヤシ核ケーキ 計300万 380 US$/t 殻: 400万t/y 10% 燃焼エネルギー 4500kcal/kg 繊維: 60 40% 2700 kcal/kg CPO: crude palm oil （粗ヤシ油） 1 00 400 US$/t 蒸煮による 実の分離 搾油工程 洗　浄 水 POME: palm oil mill effluent パームオイル廃液 COD >40000ppm , 2500 万t /y ラグーン（嫌気処理池） メタン 肥　料 スタート

12 CDM Yes 先進工業国 開発途上国 温暖化ガス削減量 共同プロジェクト No クリーン開発メカニズム 境界 空間的
境界　　　　　　　　　　 空間的 　　　　　　　　　　　　　 時間的< 2012 ベースライン　　　　　 検証可能 共同プロジェクト No Yes 温暖化ガス 削減量

13 CDM活用のための全体の流れ ①CDMプロジェクトの計画策定 途上国の持続可能な成長に貢献すること 書面による承認が必要
②投資国、ホスト国の承認が必要 ③CDMプロジェクトの有効化と登録 ④CDMプロジェクトのモニタリング ⑤CERの検証・認証・発行 ⑥CERの分配 途上国の持続可能な成長に貢献すること 書面による承認が必要 プロジェクト設計書による有効化と登録 有効化：指定運営組織（OE）が行う 登録：CDM理事会（EB）が行う CER：認証された排出量削減量 検証・認証はOEが、発行はEBが行う プロジェクト設計書（PDD） ◆ ベースライン：CDMプロジェクトがなかった場合に排出されていたであろう温暖化ガス 　　　　　　　　　　排出量の予測シナリオ ◆ クレジット期間、◆ モニタリング計画、◆ プロジェクトの境界、◆ 環境影響分析 ◆ 利害関係者からのコメント ◆ 公的資金の活用に関する情報：ODAの流用でないという先進工業国の確認書が必要 ベースライン設定・モニタリングに対する新たな方法 　　　　　　　　　　　　　　　　EBに属するMeth Panelに審査申請し、承認されねばならない

14 (30000t-CO2/y) 6000t-CO2/y FELDA社 Serting Hilir工場バイオマス発電と温暖化ガス削減
総バイオガス排出量 　　600万m3/年 この工場からの総メタン排出量 1500t/y (30000t-CO2/y) 現在の自家発電能力1.3ＭＷ Biogas (Methane+CO2) POME m3/y FFB 360000t/y mill mill Biogas (Methane+CO2) digesting tanks no biogas (30%) shell FFB x 0.066 = 24000t/y EFB FFB x 0.24 = 86400t/y Fiber FFB x 0.1 = 36000t/y CPO 65000t/y facultative pond モデル工場での試算結果 EFBによる発電能力2.4MW （21０００ＭＷｈ） 6000t-CO2/y 総温暖化ガス排出量　＝　 = 36000t-CO2/y

15 FELDA社本社近くから望むツインタワー
（マレーシア最大のパームオイル企業） 本社（クアラルンプール） 左より　FELDA社顧問　渡辺氏 （前マレーシア日本人会事務局長） 白井、Subash統括工場長兼R&D部長 （FELDA社カウンターパート） Mohamed Ali 教授（UPMカウンターパート） FELDA社本社近くから望むツインタワー

16 Kuala Lumpur Serting Hilir FELDA社のパームオイル搾油工場の所在地 Kuala Lumpur
International Airport (KLIA) Serting Hilir 水平のラインは FELDA社のパーム オイル工場の所在 地を示す。FELDA社 はマレーシア全土に ７２工場をもつ。

17 国際産学連携共同研究 21000MWh 6000MWh 九州工業大学（KIT)・マレーシアプトラ大学（UPM)・FELDA社による
　　　国際産学連携共同研究 現地での建設見積もり２千３百万円 　　(メタン発酵槽、スクラバー、ガス貯留 　　　タンク、その他関連機器含む) 　　　日本の設計により滞留時間は10日 　　　に短縮される(現在20日). 500m3メタン発酵システム KITとUPMが協力して Serting Hilir工場に設置 バイオマス火力発電 21000MWh (2400kW) 高圧蒸気 t (120000Gcal) Biogas (Methane+CO2) POME m3/Sep mill FFB 360000t/y メタン発酵 6000MWh (650kW) 高圧蒸気 20000t (20000Gcal) Biogas (Methane+CO2) digesting tanks no biogas (30%) EFB FFB x 0.24 = 86400t/y Fiber FFB x 0.1 = 36000t/y CPO 65000t/y facultative pond

18 国際産学連携共同研究 九州工業大学（KIT)・マレーシアプトラ大学（UPM)・FELDA社による EFB(炭素成分) セルロース 30%
　　　国際産学連携共同研究 現地での建設見積もり2千3百万円 　　(メタン発酵槽、スクラバー、ガス貯留 　　　タンク、その他関連機器含む) 　　　日本の設計により滞留時間は10日 　　　に短縮される(現在20日). EFB(炭素成分) セルロース　　　　　30% ヘミセルロース　　 30% リグニン % 500m3メタン発酵システム バイオマス資源 (潜在生産量) セルロース : 10000t/y リグニン : 10000t/y 六単糖 : 11000t/y 五単糖 : 11000t/y 乳酸 : 22000t/y ポリ乳酸 : 20000t/y KITとUPMが協力して Serting Hilir工場に設置 Biogas (Methane+CO2) POME m3/Sep mill FFB 360000t/y 有機酸発酵 酢酸　　　　　　　: 800t/y プロピオン酸　 : 400t/y 酪酸　　　　　　　: 400t/y Biogas (Methane+CO2) digesting tanks no biogas (30%) EFB FFB x 0.24 = 86400t/y Fiber FFB x 0.1 = 36000t/y CPO 65000t/y facultative pond

19 -みんなの力で環境にやさしく豊な社会の実現を-
生ゴミ革命-21世紀の循環社会について- -みんなの力で環境にやさしく豊な社会の実現を- 響灘エコタウン 平成15年11月7日 （九工大院生命体）白井　義人 実証試験施設内部 文部科学省「生活者ニーズ対応研究」生ゴミ生分解性プラスチック化仮設実証試験施設

20 生ゴミの糖化 肥料 100 kg 生ゴミ 50 kg 300 g 水 生ゴミの糖化 150 kg 50 kg 残渣 固液分離 糖化液
グルコアミラーゼ 生ゴミの糖化 肥料 150 kg 50 kg 残渣 固液分離 糖化液 100 kg

21 100 kg ポリ乳酸 5 kg 72Mcal/5=14.4Mcal/kgPL 生ゴミ糖化液からポリ乳酸の生産フロー図 生ゴミ糖化液
発酵 ここがデンプン糖化液 に変われば通常の ポリ乳酸生産 精製 100 kg 生ゴミ糖化液 重合 乳酸発酵 15 Mcal 5 kg 残渣 固液分離 水 65 kg （飼料添加物） 95 kg 濃縮 アンモニア 19 Mcal 30 kg 3 kg 残渣 エステル化 （リン資源） ゴミ焼却 排熱 10 Mcal 蒸留 ブタノ－ル 8 Mcal 8 kg 90% 乳酸 加水分解 10 Mcal ラクチド 重合 ポリ乳酸 5 kg 10 Mcal 72Mcal/5=14.4Mcal/kgPL

22 2001年北九州博覧祭会場の生ゴミから つくられたポリ乳酸ペレット ビデオ

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25 A：我が国で5万トン／年規模のポリ乳酸をつくった場合のポリ乳酸製造原価（設備償却期間）
原料費 エネル ギー費 設備償却費 エネル ギー費 原料費 原料費 設備償却費 原料費 A：我が国で5万トン／年規模のポリ乳酸をつくった場合のポリ乳酸製造原価（設備償却期間） B：我が国で5万トン／年規模のポリ乳酸をつくった場合のポリ乳酸製造原価（設備償却完了後） C：マレーシアで5万トン／年規模のポリ乳酸をつくった場合のポリ乳酸製造原価（設備償却期間） D：マレーシアで5万トン／年規模のポリ乳酸をつくった場合のポリ乳酸製造原価（設備償却完了後）

26 野外実験が許可されているSeting Hilir工場のプラント建設予定地
左から3人はこのテーマで九工大 博士課程進学を希望しているUPM 化学工学科の助手と講師 白井、UPM滞在中の白井研究室 のM2ふたり KIT・UPM 　Methane fermenta- tion system for UPM and KIT Power Boiler Sign board indicat- ing collaboration between UPM & KIT

27 マレーシアパームオイル産業の廃棄物利用による新事業
ＣＤＭによりラグーン を工場用地にし、廃 棄物発電で電気を 格安で供給する 更地になる ＣＤＭにより温暖化ガスの削減 ができるばかりでなく地域的な 公害の防止（ラグーンからの悪 臭の防止）と雇用増やす（企業 誘致により）ことができる ＣＤＭ事業により広大なラグーン を閉めて更地にする ＣＤＭ事業により更地に進出し てきた企業に電気を提供する 森林伐採によるプランテーションの開発はすべきでないしもはや経済的 に合わない。一方、今後もパームオイルの需要は増え続けるため、都市 や他産業とパームオイル産業の共生は今後必須になる。

28 バイオマス産業としてのパームオイル産業の ADVANTAGES!! Business as Usual (BaU)
・CDMによる広大な敷 　地とバイオエネルギー ・低いカントリーリスク ・優秀な労働力（英語力） ・相手企業の資本力 ・環境と経済の両立 　をイメージ発信できる BaUとして すべての工場から 輸出港までロジ 　の問題がない BaUとして 季節性なく安定してバイオ マスが集まる 資源 エネルギー BaUとして、わずか１工場に年５万トンを越える均質のバイオマス廃棄物が流通している