トリエタノール

トレエタノールは、木から作られるエタノール燃料（より正確にはセルロースエタノール）です。^[1]

バイオ燃料は、化石燃料に代わるエネルギーを見つける競争における有力候補です。トレエタノールの支持者は、サトウキビやトウモロコシなどのより一般的なエタノール源と比較した場合、そのエネルギー収量は生産に必要なエネルギーよりも高いと主張しています。^[2]

セルロースエタノールは、植物の大部分を占めるリグノセルロースバイオマスを使用して生産されます。 ^[3]本質的に植物材料の中心にあるのはセルロースであり、これは単純な炭水化物糖に分解できます。これらの糖を抽出した後、発酵させてアルコールにすることができ、これがエタノールと呼ばれます。^[3]セルロースエタノールを製造する最も広く使用され、有望な方法は、セルロース分解プロセスと呼ばれます。このプロセスは、前処理されたリグノセルロース材料の加水分解で構成されています。次に、酵素を使用してセルロースをグルコースに分解します。このグルコースは、発酵および蒸留されます。^[2]上記の前処理ステップは、セルロースエタノールを処理する際に必要です。なぜなら、グルコース（糖）は、トウモロコシやサトウキビなどの他のエタノール源の場合のように簡単に入手できないためです。むしろ、木材のセルロースを、それを包むヘミセルロースとリグニンから分離する必要があります。

前処理には、物理​​的、化学的、生物学的の 3 つの種類があります。物理的処理では、木材の粒子サイズを物理的に小さくします。これは、チッピング、グラインディングなどによって実現できます。生物学的処理では、微生物を使用して木材を分解します。このタイプは、物理的前処理に比べてはるかに少ないエネルギー消費量であるため、好ましいと考えられていますが、生物学的方法は工業レベルに拡張可能であることが証明されていません。化学的方法は、アルカリ性または酸性の媒体を使用して、木材繊維内のセルロースにアクセスしやすくします。これは最も効率的であり、エネルギーコストが最も低いことが証明されています。^[4]

森林の樹木は、炭素隔離、酸素の生成、生物多様性の促進などの機能を果たしながら、陸上バイオマス全体の 90% 以上を占めています。樹木は一年中成長し、肥料や水の使用が大幅に少なく、食用作物(トウモロコシなど) よりもはるかに多くの炭水化物(エタノールの化学的前駆物質)を含んでいるため、エタノールの有望な供給源です。^{[引用が必要]}

ポプラ、ヤナギ、ユーカリの木は、トレエタノールの製造過程で好まれる材料として浮上しています。^[5]これは、これらの木が世界の多くの地域で急速に成長する能力があるためです。^[6]

トリエタノールは、将来的に住宅に電力を供給することが約束されているエネルギー源ではありませんが、燃焼エンジンが使用される用途で活用することができます。米国のエネルギー消費の約85％は、天然ガス、石炭、石油などの化石燃料から生産されています。中国、インド、その他の急速に発展している国々が化石燃料の需要を増やしているため、世界の総エネルギー使用量は今後20年間で57％増加すると予想されています。^[2]米国だけでも、輸送だけで年間1400億ガロンの燃料を使用していると推定されています。^[7]トリエタノールは通常の燃料と混合できるだけでなく、改造されたエンジンで直接燃焼させて温室効果ガスの排出を大幅に削減することもできます。^[2]

セルロース系エタノールは、森林バイオマスから生産できる環境に優しく再生可能な輸送燃料です。樹木は一年中生育し、肥料や水の使用量が食用作物に比べてはるかに少なく、炭水化物（エタノールの化学前駆体）をはるかに多く含んでいるため、特に有望な原料です。^[8]また、トウモロコシ由来のエタノールと比較すると、セルロース系バイオ燃料は生育に同量の肥料、農薬、エネルギー、水を必要としません。^[9]このタイプのエタノールの最も重要な特性は、他のすべてのタイプのエタノールと同様に再生可能であることです。エタノールをもっと生産したい場合や生産する必要がある場合は、木をもっと育てるだけです。^[1]

トリエタノールを含むあらゆる種類のバイオ燃料の開発は、石油への依存を減らそうとしている国々、特にニュージーランドやスウェーデンのように石油のほとんどを輸入し、農地や森林地帯も豊富にある国々にとって重要となる可能性がある。^{[1] [10]}

重要な問題は、トレエタノールがトウモロコシ由来のエタノールのようなより一般的な形態のエタノールよりも優れた代替品であるかどうかです。 Hoover, F.、および Abraham, J. (2009) による記事の一般的なコンセンサスは、ほとんどの形態のセルロース エタノールはトウモロコシ由来のエタノールよりも高いエネルギー出力を生成し、より持続可能である可能性があるということです。 彼らはまた、セルロース エタノールは、たとえばトウモロコシ由来のエタノールよりも測定単位あたりで必ずしも多くのエネルギーを生成するわけではないが、製造に必要なエネルギー入力がはるかに少ないため、処理終了時にはるかに高い正味エネルギー収量をもたらす可能性があると指摘しています。 リグノセルロース バイオマスが従来のバイオ燃料源よりもはるかに高い生産性収量を持つという調査結果は、Papini, A.、および Simeone, M. (2010) によって裏付けられています。

責任ある林業慣行は、繊維の伐採後に森林の再生が許されるため、温室効果ガスを排出しません。このため、木材は本質的にカーボン ニュートラルなエネルギー源であると考えられます。^[要出典]

トレエタノールが現在のエタノールの代替品になる可能性は十分にあるように思われますが、細胞壁内の硬いセルロースとヘミセルロースを分解して糖を分離するのに余分な処理が必要になるという欠点があります。^[1] 前述の製造セクションで説明したように、樹木バイオマスに含まれるリグノセルロースからエタノールを生成するには、「前処理」という追加の手順が必要です。この前処理にはまだ多くのエネルギーが必要であり、トレエタノールをその労力に見合うものにするには不十分です。

そうは言っても、多くの人は、潜在的な利点が短期的な欠点をはるかに上回ると考えています。^{[1] [2]}樹木バイオマスを栽培するプロセスは、エタノール用のトウモロコシやサトウキビを栽培するのに比べてエネルギー効率が良いです。しかし、樹木を育てるにはトウモロコシを育てるよりも時間がかかり、持続​​可能性と輪作に関する正確な研究（成長の早い樹木であっても）には長い時間の取り組みが必要であり、これまでそのような研究を見つけるのは困難でした。加工工場の建設、その後の栽培および加工段階の改良を含むこのプロセスには、少なくとも10年かかると推定されています。^[11]

セルロースエタノールの加工におけるもう一つの欠点は、加工から生じる廃棄物や副産物についてほとんど知られていないことです。一部の人にとって特に懸念されるのは、前処理の生物学的方法です。カビ、バクテリア、酵母、生物毒素、これらの微生物、酵素、その他の化学物質によって生成されるアレルゲンなどの廃棄物が、使用可能なエタノールとほぼ同じ量（またはそれ以上）生成される可能性があると推定されています。^[12]

• エコロジー
• 環境保護
• 生息地の保全
• 天然資源
• 再生可能資源
• 持続可能性

• 成長の早い木々は将来のエネルギー源として定着する可能性があります。[1]
• ポプラの木: 代替エネルギー源の進歩
• DOE合同ゲノム研究所が2008年のゲノム配列決定のターゲットを発表米国DOE合同ゲノム研究所がバイオマスエネルギー作物の候補としてユーカリの配列を決定する