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バイオエタノールの生産量は世界的に増加傾向
バイオエタノールは、世界中で持続可能なエネルギー源として注目を集めています。
その生産量においてアメリカが世界をリードしており、年間約6,240万キロリットル（2025年実績）を生産、これは世界全体の約54%を占めています。次いでブラジル、ヨーロッパが生産量を担っている状況です。
バイオエタノールを含む、世界全体のバイオ燃料の生産量は、需要とともに2000年以降急速に成長してきました。2020年以降は新型コロナウイルスの世界的流行により、移動制限や経済活動の停滞が起こったことから、バイオ燃料自体の需要が一時的に減少しましたが、再生可能エネルギーへの需要増加や環境規制の強化により、特にアメリカのバイオエタノールの生産量は2021年から2025年に向けて再び増加し続けています。
（参考：RFA U.S. Ethanol Production Set a Record in 2025, New Data Showより）
国際エネルギー機関（IEA）の予測によれば、世界のバイオ燃料の生産量は成長を続けており、2026年までに2019年比で約25%増加する見通しです。この成長は、従来の自動車用燃料に加え、航空機用のSAF（持続可能な航空燃料）などの新たな需要が寄与していると考えられています。
植物に含まれる糖分やでんぷんがバイオエタノールに
バイオエタノールの原料について詳しく見ていきましょう。
主な原料は以下の3つです：
- トウモロコシ：特にアメリカで広く使用されています。トウモロコシに含まれるでんぷんを糖化し、発酵させてエタノールを生産します。
- サトウキビ：ブラジルなど熱帯地域で主に使用されます。サトウキビに含まれるショ糖を直接発酵させて生産します。
- 小麦：ヨーロッパなどで使用されています。小麦のでんぷんを糖化して発酵させます。
これらの作物に含まれる糖分やでんぷんが、バイオエタノール生産の材料となります。
私たちが日常的に接するアルコール飲料に含まれるエタノールも、実はバイオエタノールの一種です。
例えば、日本酒は米を原料とし、ビールは大麦を原料としていますが、これらも植物由来のエタノール、つまりバイオエタノールです。
トウモロコシが原料の場合の、バイオエタノールの一連の製造プロセスは以下の通りです：
- 粉砕（ふんさい）：細かく砕いて「下ごしらえ」
トウモロコシなどの原料を細かく砕き、水を加えて「スラリー」と呼ばれるおかゆのようなドロドロの状態にします。原料を細かくして表面積を広げることで、次の工程をスムーズに進めるための下準備です。 - 糖化（とうか）：酵素で「糖」に変える
ドロドロになった液体に、「アミラーゼ」という酵素を加えます。酵素を使って、植物の主成分であるでんぷんを小さくて甘い「糖」に分解します。 - 発酵（はっこう）：「酵母」の力でアルコールを生み出す
糖が溶け込んだ液体に、今度は「酵母」を加えます。酵母は糖を食べて分解し、その副産物として「アルコール（エタノール）」と「二酸化炭素」を作り出します。ビールやワインといったお酒を造るのと同じプロセスです。 - 蒸留（じょうりゅう）：温度の違いを利用してアルコールだけを集める
発酵が終わった液体を加熱します。水は100℃で沸騰しますが、アルコールは約78℃という低い温度で沸騰して蒸気になります。この沸騰する沸点の違いを利用し、先に蒸発してきたアルコールの蒸気だけを集めて冷やすことで、アルコール濃度を高めます。 - 脱水（だっすい）：水分を絞り切る
燃料として使うためには、残っているわずかな水分も完全に取り除く必要があります。そこで、「分子篩（ぶんしふるい）」という特殊なフィルターを通します。これは水分子だけをキャッチする技術です。これにより限界まで水分を取り除き、純度99.5%以上という、高濃度のバイオエタノールが完成します。
下記の図の通り、粉砕した後のドロドロの液体が、最後には透き通るアルコール（バイオエタノール）に生成されます。
バイオエタノール生産過程で生成される有用な併産物
バイオエタノールの生産過程では、主製品のバイオエタノール以外にも有用な併産物が生成されます。特にトウモロコシを原料とした場合、
以下の2つの重要な併産物が得られ、それぞれ異なる産業で有効活用されています。
1. ジスチラーズグレイン（Distillers Grains）：
バイオエタノールの製造過程で生まれる代表的な併産物が、ジスチラーズグレインです。
これは、トウモロコシからエタノールの元となるでんぷんだけを取り出した後に残る固形物（絞りかす）を指します。一般的に絞りかすと聞くと不要なもののように思われがちですが、実は全く逆です。エタノールに変換されたでんぷんが抜け落ちたことで、残ったタンパク質や良質な油分といった大切な栄養素が凝縮され、付加価値の高い資源へと生まれ変わります。
このジスチラーズグレインは、牛や豚、鶏などを健康に育てるための家畜用飼料（エサ）として活躍しています。栄養満点でありながら安価で手に入るため、畜産農家の「飼料コスト」を大幅に削減できる手段として重宝されています。
2. 二酸化炭素（CO₂）：
もう一つの重要な併産物が「二酸化炭素（CO₂）」です。
これは製造プロセスの「発酵」工程において、酵母が糖を食べてアルコールを生み出す際に発生する気体（ガス）です。CO₂と聞くと、工場の煙突から出る排気ガスを想像される方も多いですが、バイオエタノール工場から生まれるものは全く性質が異なります。
トウモロコシと、自然界にいる微生物の働きから生み出されるため、不純物がほとんど混ざっていない極めて純度が高くクリーンなガスであるのが最大の特徴です。このガスは専用の設備で回収され「炭酸飲料」や「ドライアイス」の原料として活躍しています。
これらの併産物の活用により、バイオエタノール生産の経済性が向上し、同時に資源の無駄を減らすことができます。
例えば、10万キロリットルのエタノール生産がされれば、10万トンのジスチラーズグレインが同時に生産され、家畜飼料原料として利用することが可能となります。
トウモロコシからエタノールを生産する際に、併産物としてジスチラーズグレインが作られ、それが畜産業で使用されることで、間接的にたんぱく質の供給にも貢献しています。
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