バイオマスの 有効活用技術を 条件不利地域の 活性化の一助に 技術創生コース 工学研究科 松村 幸彦 教授 地球にやさしい自然エネルギー、バイオマスの最先端研究

バイオマスの技術開発でエネルギー問題の解決に挑む

松村先生は主に、バイオマスの研究を進めている。バイオマスとは、草や木、海藻などの動植物がつくり出す有機物のことで、これをうまく使ってエネルギーやマテリアルをつくり出そうという研究である。

「化石燃料を使うと二酸化炭素が増えたり、化石燃料自体がいずれは枯渇してしまうということもありますね。これは、そうしたことに対応しようという研究なんです。バイオマスは再生可能資源です。草や木ですから、太陽の光があれば二酸化炭素を吸収しながら育ちます。燃やす時に二酸化炭素が出ても、再生する過程で吸ってくれるので、二酸化炭素が原因となる地球温暖化対策にも貢献してくれるんです」と松村先生は言う。

このようなバイオマスだが、上手に活用していくための技術開発はまだ途上であり、さまざまな方法が研究されているが、先生の研究室では、「超臨界水ガス化」という方法に取り組んでいる。

「バイオマスを超臨界水という高温高圧の状態の水の中に入れると、あっという間に分解して、気体になってしまうんですよ。この気体には、水素やメタンといった燃えるガスが含まれているので、それをエネルギーとして活用するということを考えています」。

また、別な方法として、バイオマスをグツグツ煮るというやり方もあるそうだ。

「うまく煮てやると、草や木は、セルロース・ヘミセルロース・リグニンの3種のうち、セルロースだけが残るんです。それを酵素処理や微生物処理によって糖に変え、糖からエタノールをつくることができるんですよ」。こうして取り出されたものがバイオエタノールと呼ばれるものだ。

先生の研究室では、バイオマスの効率の良いガス化の方法や簡易な装置での利用法など、さまざまな観点から技術開発を進めている。

バイオマスの活用に向けた必要最低限の基礎知識を学ぶ

先生が担当する教育科目に、「バイオマスユーティライゼーション」という英語の講義がある。バイオマスを使う時には、資源・変換・利用という3つの段階が必要だが、このうち、変換と利用について学ぶ内容だ。現在、専門の先生2名と一緒に、計3名で担当して進めている。

「私が担当しているのは、変換のなかでも熱化学的変換という分野です。変換にはこのほか、微生物を使った生物化学的変換というものもあり、それは他の先生にお願いしていまして、最後にどう使っていくかという利用の部分を私が講義しています」。

この講義の目的は、バイオマスが効率よくクリーンに利用されるためには、どういった方法があり、それらの原理や効率性はどうなのかといったことについて詳しく知っておくことにある。

「バイオマスという資源は、特に発展途上国などに多いんですが、せっかくのバイオマスが非常に効率の悪い形でしか使われていないんです。そこで、例えばこれをガス化してやれば、有効利用につながっていく。そういうことをまず知識として知るということが必要なんです」と先生。

そのため、本講義では、複雑な数式や化学的な用語はできるだけ抑えて、必要最小限の解説をしていく。工学のバックグラウンドがなくとも、たおやかプログラムの文化創生や社会創生の学生にも十分理解できる内容となっている。

基礎をしっかり持ったうえで、多様な視点を得る機会を

松村先生が指導する本プログラムの学生のひとりはいま、オンサイト・チームプロジェクトに取り組んでいる。これは、実際に学生が不利益地域に行き、その地域のためになるようなシステムあるいは技術などを、3つのコースの学生がチームを組んで検討し、導入に向けて実践していくというものだ。

ターゲットとなった地域は広島県の北広島町。ここで彼らは、トマト栽培とその残渣(ざんさ)を有効利用することを考えているという。

「なかでも私の指導学生が考えているのは、トマトを育てたあとにどうしても出てくる残渣を高温高圧の水でガス化してエネルギー利用すること。これをただ導入するというだけでなく、この技術を使った場合に、システムとしてその地域にどんなメリットがあるのか、問題点はないのかといったことを、3分野の視点から考えていきます」と先生。

さらに、いま進んでいるプロジェクト案は、これらに「地域の振興」といったメリットを考え併せて、サイクリングツアーをここに組み合わせるというものとのこと。
「彼女はタイから環境を学びにやってきたんですが、3年目にたおやかプログラムに編入しました。とても優秀でがんばりやさんです」と先生も顔をほころばせる。

先生はたおやかプログラムについても、大いに意義のあることと賛同を寄せる。
「私自身、これまでも学融合といった動きには参加したことがありますので、同様に、自分とは違う分野のひととうまく共同してやっていくというのは、極めて重要なプログラムだと考えています。その時に大事なことは、ふたつあると思うんです。ひとつには、自分がある分野でのしっかりとした実力を持つということ。こうした基礎がしっかりないままだと、なんの力もつかないのではと思います。そしてもうひとつは、いろんな価値観を理解できるということ。それぞれ相手が何が大事だと考えていて、自分は大事だと考えていることと併せて考える、そうした視点が持てるような学生を育てることが、このプログラムの趣旨なんだろうと思っています」。

プログラムが進行するいま、学生の成長にも大変期待しているとのこと。

「アイデアを出し、自分たちで物事を進めていくというのはいい経験になるはずです。共同でやるなかで、意思疎通の訓練にもなるでしょう。今後は、これを評価し、まとめていく作業になりますが、基本的には学生たちを信頼しています。きっといい成果を得て、彼らにとっても手応えのあるプログラムになっていると思いますよ」。

松村 幸彦 教授
マツムラ ユキヒコ

工学研究科 機械物理工学専攻

1993.4~1997.3 東京大学 助手
1994.5~1996.3 ハワイ大学 客員研究員
1997.4~2001.3 東京大学 助教授
2001.4.1~2007.3.31 広島大学大学院工学研究科 助教授
2007.4.1~ 広島大学大学院工学研究科 教授