生物学

5分でわかる「バイオマス」元家庭教師がわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。今回は環境に関することを学ぶ時によく登場する「バイオマス」について解説するぞ。

環境問題の話題でよく耳にするのが「地球温暖化」「新エネルギー」という言葉だ。地球温暖化は温室効果ガスが地球を包み込んで熱が逃げないようにすることで起きている。温室効果ガスとしてよく聞くのが二酸化炭素だろう。石油や石炭などの化石燃料を使えば使うほど、二酸化炭素が発生する。車を動かすのに欠かせないガソリンも石油由来のエネルギーで、二酸化炭素の発生源となっている。

そこで、石油や石炭にかわル新エネルギーとして注目されているバイオマスについて、大学での研究テーマがバイオ燃料を効率よく作るための前処理だったというたかはしふみかが解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

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ライター/たかはし ふみか

国立大学で化学を学びながら家庭教師のバイトをしていたリケジョ。研究テーマを有機合成とバイオ燃料で迷い、高校時代の恩師の「新エネルギーには先がある」という言葉でテーマを決めた。環境に関する研究をするならばとeco検定を取得。

そもそも「バイオマス」とは

バイオマスとは簡単に説明すると「生物が由来の生産できる資源」のことです。2002年に日本政府が定め2006年に見直された「バイオマス・ニッポン総合戦略」では、「再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」とされています。

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バイオマス資源には大きく2つの特徴があります。「再生可能であること、そして「カーボンニュートラル」で二酸化炭素の排出量を削減できるということです。

「再生可能」なエネルギー資源

「再生可能」なエネルギー資源

image by Study-Z編集部

現在資源のメインである石油や石炭といった化石燃料は何憶年、何万年という膨大な時間をかけて自然のなかで作られたものです。そのため人間が簡単に生産することはできず、使い続ければいずれ枯渇してしまいます。そこでもっと短いスパンで生成できるエネルギー資源が必要となりました。それがバイオマスです。

バイオマス資源にはいくつか種類があります。木材の使えない部分、下水汚泥、家畜の排泄物など廃棄されてしまうようなものが多いことが特徴です。資源が豊富にあり、さらに資源を育てるのに時間がかからないことがバイオマス資源の利点であり、「再生可能」というのが大切なキーワードとなっています。バイオマスは燃料問題を解決できるうえに一般家庭や酪農家から排出された不要なものを原材料とすることで廃棄物も減らせる一石二鳥な資源なのですね。

バイオマスを学ぶために知っておきたい基礎知識

バイオマスについて学ぶには、環境に関するさまざまなキーワードが欠かせません。そこで環境に関する用語の確認をしていきましょう。

カーボンニュートラル

カーボンニュートラル

image by Study-Z編集部

化石燃料をつかうと二酸化炭素など様々な気体が発生します。すると地球はどんどん二酸化炭素などの温室効果ガスに包まれていってしまうのです。一方、バイオマス由来の燃料を使った場合、二酸化炭素が排出されても光合成によって再び植物に取り込まれます。そして、またバイオマス資源として燃料になることができるのです。このように炭素を燃料、二酸化炭素、植物と循環させることをカーボンニュートラルといいます。

例えばバイオマスを利用したエネルギーのひとつであるバイオエタノール。エタノールを燃やすと二酸化炭素と水が発生します。この二酸化炭素は光合成によって再び植物となり、そしてまたバイオマスとして新たな資源となるのです。

地球温暖化とは?

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よくニュースで聞く地球温暖化。地球温暖化とは温室効果ガスが地球を覆って赤外線が大気圏外に逃げるのを防ぎ、地球全体の気温を上げてしまう事です。温室効果ガスが地球を暖めているビニールハウス、と考えるとわかりやすいですね、

地球温暖化が進むと地球上のいろいろな地域で生態系や天候に影響が与えられ、さらに北極南極の氷を溶かして海面が上昇してしまいます。温暖化の影響は人気観光地にもおよび、2019年にはイタリアのベネチアの街が深刻な水没被害に遭ってニュースとなっていました。

温室効果ガスとはどんなガス?

温室効果ガスとして知られているものに以下のものがあります。

・二酸化炭素

・メタン

・フロン

・一酸化二窒素

・水蒸気

温室効果ガスいえば二酸化炭素を思い浮かべる人が多いでしょう。水が温室効果ガスと聞いて不思議に思う人もいるかもしれません。しかし水蒸気は最も温室効果が高いと言われています、

環境に関わる会議

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1980年代後半から地球温暖化が徐々に知られてきました。そして1995年から毎年、国連気候変動枠組条約締約国会議COP)が開催されています。3回目のCOP3は京都で開かれ、「京都議定書」が採択されました。

2015年に採択されたパリ協定は、21世紀後半には世界全体の温室効果ガスを実質0にし、産業革命前よりも気温上昇を2度未満(可能な限り1.5度未満)というものです。詳細や具体的な数値は環境省や経済産業省の資源エネルギー庁などで確認することができます。

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環境に関わるワードは現代社会など他の科目で出てくることがある。基本的な言葉をきちんと理解して説明できるようになれば論文や記述式問題の対策にも繋がるぞ。

又COPは毎年行われ、目標や現状の報告などがあるからその都度、新しいデータを確認しておけ。

バイオマスの課題

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バイオマスには植物由来の資源も多くあります。植物といえば材木やわらのような食べられないものから、米やサトウキビなどの食べえうことができるものまでいろいろありますね。しかし人が食べることができる植物を資源とすると、今度は食糧不足の問題が加速してしまいます。そこで、「非可食部をどうやって活用するか」がバイオマス資源の課題となっているのです。

サトウキビの身は食べることができますが、茎や葉は食べることができません。この固くて食べることのできない非可食部はグルコースが連なったセルロースからできています。このセルロースをいかにうまく加工できるかがバイオマス燃料生産の鍵となっているのです。また、製造及び利用のためのコスト削減も大きな課題となっています。

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環境問題は様々な見方やデータがあり、これが必ず正しいとは正直言いづらい。同じ大学学部の教授でも研究内容によって温暖化やバイオマスの活用について意見が別れることがある。

これからまだまだ研究されていくテーマだからこそ、自分で調べて理解し自分の言葉で説明できるようにしておけ。そしてニュースで今の情報を確認することも大切だ。

こらからの新しい社会にクリーンなエネルギーを!

環境問題は生物だけでなく、化学や公民を学ぶ上でも正しく理解しておきたいキーワードです。特に理工系に進みたい人は環境問題や資源開発に関する研究に携わる可能性もあるでしょう。また、実際にバイオマス燃料を利用する機会も出てくると思います。

バイオマスはまず生物由来で再生可能であることを覚えてください。特に植物由来のものはカーボンニュートラルで二酸化炭素の量を減らすことができます。

これからの未来を担うエネルギーであるバイオマス燃料。様々な活用方法があり、これからも新たな技術が開発されていくでしょう。本やインターネットを上手に使った新しい情報を確認してくださいね、

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