バイオエタノール生産に適したテンサイ栽培法のエネルギー効率

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要約

エネルギー効率の観点から、バイオエタノール生産に適したテンサイの栽培法は、簡易耕、多収系統の利用、根冠部収穫である。これらの方法を組み合わせることにより、エネルギー効率はさらに向上し、現行栽培法に対して26%の改善が期待できる。

キーワード:テンサイ、バイオエタノール、エネルギー効率、栽培法
担当:北海道農研・寒地温暖化研究チーム、機能性利用研究北海道サブチーム、寒地バイオマス研究チーム、根圏域研究チーム
代表連絡先:電話011-857-9260、電子メールseika-narch@naro.affrc.go.jp
区分:バイオマス、北海道農業・畑作
分類:研究・参考

背景・ねらい

バイオエタノール生産、利用の目的は、化石燃料の消費量を抑制し、化石エネルギー資源の保護や地球温暖化防止に役立てることにある。その効果を高めるためには、原料作物の栽培、収穫物の輸送、原料からエタノールへの変換工程など、あらゆる作業工程において、エネルギー収支の改善に有効な技術を新たに導入する必要がある。ショ糖生産のために確立されている現行のテンサイ栽培法を改め、エネルギー効率の観点から、バイオエタノール生産に適した栽培法を提案する。

成果の内容・特徴

現行栽培法に対して、収穫部バイオマス(菜根)収量およびショ糖収量は、直播、殺菌剤無施用で有意に低下し、多収系統の利用、根冠部収穫(図1)では、有意に増加する(表1)。
現行技術において、砂糖収量から推定されるエタノール収量は6.55 kL ha^-1である(表2)。エタノール収量は、直播、殺菌剤無施用では、それぞれ5.51、4.51 kL ha^-1に低下し、多収系統の利用、根冠部収穫で、7.33、7.39 kL ha^-1に増加する。
直播では、加温ハウスでの育苗作業の省略、菜根収量の低下、簡易耕では、プラウ耕起の省略、殺菌剤無施用では、菜根収量の低下により、トラクター作業、収穫物輸送でのエネルギー投入量が低下する(表2)。資材消費に伴うエネルギー投入量は、殺菌剤無施用で、殺菌剤の消費量が皆無となり低下するが、直播では、除草剤散布が1回増えるため、増加する。
直播、殺菌剤無施用では、エネルギー投入量が減少するが、それ以上にエタノール収量が低下するため、エネルギー効率(エタノール1Lの生産に必要なエネルギー投入量)は、現行技術(5.82 MJ ^-1)よりも、それぞれ18、34%低下する(図2)。一方、簡易耕、多収系統の利用、根冠部収穫では、それぞれ8、10、10%改善する。
簡易耕、多収系統の利用、根冠部収穫を組み合わせる場合、エタノール収量およびエネルギー投入量は、それぞれ8.72 kL ha^-1および37.5 GJ ha^-1と推定され、現行栽培法に対して26%のエネルギー効率の改善が期待される(図2)。