化石ではなくうんちから天然ガス？ このBYUバクテリアはそれを実現する可能性がある

Jul 22, 2023

再生可能エネルギーの次のブレークスルーはうんこかもしれない。

ブリガム・ヤング大学で開拓された新しい科学技術は、動物や人間の排泄物を、化石燃料から天然ガスの代替として使用できるエネルギーに変換できる可能性を指摘しています。

排泄物をエネルギーに変えるというのは新しいアイデアではありません。 文明は何世紀にもわたって嫌気性消化を利用してきました。 しかし、BYU の科学者ジャロン・ハンセン氏とザック・アンデルード氏が 10 年以上研究してきた方法は、廃棄物を大規模な実行可能なエネルギー生産者にする上での重要な前進を示しています。

彼らの研究の鍵となるのは、酸素がなく、170度を超える温度という極端な条件下でも繁殖し、廃棄物をより小さな分子に分解することに優れたバクテリアの特別なカクテルです。 そのため、ロシアの温泉で原木を消化するために一生を費やした可能性のある細菌が、酪農場の巨大なタンクの中で肥料を食べて活動することができるようになったのだ。

「私たちは、いくつかの大きな問題の解決に実際に役立つよう、世の中では目にすることのできない小さなものの力を利用しています」と微生物生態学教授のアーデルルド氏は語った。

同氏は、この画期的な進歩が、化石燃料からの移行と人間と動物が生み出す大量の廃棄物の処理という2つの困難な課題に取り組むのに役立つ可能性があると述べた。

1 頭の乳牛は毎日 100 ポンドの肥料を生産でき、大規模な酪農場では一度に 10,000 頭以上の牛を飼育できます。 そしてハンセン氏は、このプロセスにより廃棄物を環境の脅威から強力な潜在的エネルギー源に変えることができると述べた。

「私たちは、小さなコミュニティに電力を供給するのに十分なガスを生成することについて話し合っています」とBYUの化学部門長のハンセン氏は語った。 「私たちは数百キロワット相当の電力について話しています。」

同氏によれば、歴史的に見て、酪農場における嫌気性消化では牛の排泄物の 40% しかエネルギーに変えることができない可能性があるという。 このバクテリアで前処理すると、効率レベルが 80% に向上し、農場や埋め立て地に送らなければならない残留廃棄物の量が減少しました。

速度も速くなります。 廃棄物からエネルギーを抽出するのに 1 か月かかりましたが、現在では 1 週間もかからない可能性があります。

「これらの細菌はただ働きます」とハンセン氏は言う。 「彼らにうんちを与えている限り、彼らはメタンガスを発生させます。」

このプロセスでは、消化によって生成されたメタンを捕捉し、燃焼してエネルギーを生成し、二酸化炭素を排出します。 廃棄物が埋め立て地や農場のうんちラグーンに放置されれば、熱を閉じ込める二酸化炭素の25倍強力なガスであるメタンがさらに大気中に放出され、気候変動がさらに加速する可能性がある。

このプロセスでは、既存のインフラストラクチャー（炉、給湯器、ストーブに供給する家庭への天然ガス配管）も利用して、広く使用されている化石燃料を、掘削を必要としないより再生可能な燃料に置き換えます。 太陽光や風力のようなゼロエミッションソリューションではないかもしれないが、夜間や静かな日にこれらのエネルギー源を補うには良い選択肢となり得る、と同氏は述べた。

アメリカ人がトイレを流し、チーズやアイスクリームを買っている限り、エネルギー源は補充され続けるだろう。

「再生可能ですが、必ずしも環境に優しいわけではありません」とアンデルド氏は言う。 「同時に、私たちの社会が抱える廃棄物という大きな問題にも取り組んでいます。」

ハンセン氏とアーデルード氏の研究は、すでにウィスコンシン州とインディアナ州の酪農場で現実世界に応用されています。

カリフォルニアのトリニティ・リニューアブル社のラリー・バックル氏は、この新しい細菌プロセスを使用してウィスコンシン州のパイロットプロジェクトを設計しました。 同氏は、エネルギー生産量を50％増加させながら、消化時間を20日から3日に短縮したと述べた。 また、残った少量の固形廃棄物はバクテリアが働く高温で低温殺菌されているため、処分する場所を見つけるのが簡単になります。

彼は現在、同じ農場に、1 日あたり 150,000 ガロンの肥料を処理するパイロット施設の大型バージョンを建設中です。 彼は、これが彼のチームエンジニアにとって最後の同様のプロジェクトになるとは思っていません。