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バイオマスカーボンイノベーション事業化~概念

本事業は、もみ殻を原料とした、植物由来の「高機能バイオマスカーボン」(以降「高機能バイオカーボン」と略す)を生産するものです。
カーボンは、通常、化石燃料由来(石油、天然ガス、石炭など)の原料から生成され、その用途は、ゴム製品や樹脂製品の強化剤、インクや塗料の顔料、ゴムや樹脂の導電性付与材など多様です。

本事業のもみ殻を原料とした「高機能バイオカーボン」は、長年研究し実用化にこぎつけた、「プラズマ発生装置」を活用した独自の特許製法で生成されます。
粒子径(粒の大きさ)、ストラクチャー(粒子のつながり)、表面性状(官能基)などの特性は、化石燃料由来のものと異なり、新たな用途の開拓が期待できます。
原料のもみ殻は、コメの脱穀時に発生し、多くは無償であるいは低価格で販売されており、本事業で有効活用し、付加価値を高めることにより、日本の農業の振興にも寄与できるものと考えます。

ナノカ株式会社バイオマスカーボンホームページ


バイオマスカーボン イノベーション事業化

本事業は、里山の新時代を創生し、
~宝の山を活かすこと~


~日本初、世界初の技術、イノベーションによる「農業革命」で、「コメ」の価格より、「モミガラ」の価格の方が高いという時代が到来します。産業の中心となる素材こそ、カーボンであり、 「バイオマス・カーボン」は新時代を創ります・・



21世紀は炭素の時代
 時代とともに材料の主役も変わります。19世紀は鉄,20世紀はシリコンがつくった世紀といわれています。21世紀、その主役としてフラーレンやナノチューブに代表されるナノカーボンに期待が集まっています。

バイオマスカーボンとは

バイオマスとは、生物資源(bio)の量(mass)を表す概念で、「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」です。バイオマスの種類は主に「廃棄物や未利用のもの」、「資源作物」に大別されます。

  • カーボンとは炭素のことで元素記号はCで表します。 炭素は地球上に14番目に多く存在する原子で地上や海中には主に炭酸ガスとして、地中には主に岩石、石炭、石油として、そして生物の中には いろいろな有機物の形で存在しています。
  • バイオ・カーボンは、植物由来のカーボン(炭)であり、木材の炭焼きや籾殻などの植物残差等を燃焼させたのといえます。昔から木炭、灰など人の営みに不可欠なものです。
  • 現代のカーボンは、通常、化石燃料由来(石油、天然ガス、石炭など)の原料から生成され、その用途は、ゴム製品や樹脂製品の強化剤、インクや塗料の顔料、ゴムや樹脂の導電性付与材など多様です。工業生産で製品化される「ものづくり」の原料・素材として無くてはならないものです。
  • 現行の化石燃料由来のカーボン原料は枯渇性資源であり、生成に膨大なエネルギーが必要です。SGDs(持続可能な開発目標)が提唱されている昨今、循環型資源への代替えを時代は求めています。
  • バイオカーボン素材は、非枯渇資源であり、環境保全、循環型経済、経済合理性に貢献できる素材です。

収益性をイメージしてみよう

「コメ」の価格より、「モミガラ」の価格の方が高い~収入源が高まる
「間伐材」の原料化で山の手入れや森林資源の再生に取り組める

 バイオマス資源(非枯渇資源)の利用は地球温暖化に影響する二酸化炭素の排出抑制にもつながるほか、農山間地では新たな雇用を生み、若者の定住化や地域経済の活性化も期待できる。山間過疎地を含めた地方の創生を展望した取り組みとなります。
  間伐材は福島第一原発の事故後、火力発電所の稼働が相次いで需要が高まったが、安価で引き取られているのが実情。国内生産量約200万トンと推定されるもみ殻も、焼却処分されるか、トン当たり10円程度で買い取られるのがせいぜいだ。間伐材やもみ殻が高付加価値の素材を生産する原料となり、高値で取引されるようになれば、林業者は売却益で山の手入れや森林資源の再生に取り組める。稲作農家も米以外の収入源を確保できる。

  • 玄米の重量の20~25%がもみ殻の重量といわれています。
  • もみ殻1㎥から約40%バイオマス・カーボンが生成できます。
  • 木材では1㎥から約25%バイオマス・カーボンが生成できます。
  • バイオマス・カーボンの品質により~単価は1Kg-5,000~10,000円といわれています。
  • 超高品質カーボンは、単価1Kg-10~100万を目指すことが可能です。

バイオカーボン事業化の目標

地域経済の活性化並びに経済的基盤再構築を成し遂げること
地域の雇用創出と循環型経済運営を標榜とした社会的共生事業にする

  • 本技術を用いて、付加価値の高いもみ殻、木材からの高機能材料としてのバイオカーボン製造の企業化を行います。
  • 米づくりで発生するもみ殻や森林からの間伐材の有効利用により農山間地の農林業の付加価値化を図ります。農林業者を総合的に高い収益型業種に変えてきます。
  • 有機カーボン製造拠点をもみ殻集積地、間伐材集積地近くに建設し、遊休施設の活用を図りながら、地域と連携・協業化した事業体を作ります。
  • 地域が有機的な繋がりで、コモン(共通の、共同の、公共の~町や村の共有地、公有地、囲い込まれない草地や荒れ地)を再生する。遊休施設の維持・活用を図り、カーボン事業への関連事業化を模索・開拓しつつ、地域全体・全住民が共生できる事業化にしなけらばならない。
  • バイオマスカーボン生産を通じ、日本に古来よりある無限資源を利用し、米作や林業生産と並行し、先端技術と融合した生産活動での経済合理性を確立すること。以後、派生する新産業創出を促し、地域経済の活性化並びに経済的基盤再構築を成し遂げる,/span>ことである。そのためには(条件として)地域帰趨への自覚、古来の伝統・文化を継承できる側面を担保し、何よりも地域の雇用創出と循環型経済運営を標榜とした社会的共生事業にすること,/span>である。

高機能バイオカーボンの特性

その特性は、新たな需要や用途の開拓が期待できます
先端産業の産物である炭素繊維、燃料電池、リチウム電池、パワー半導体等々・・

  • バイオマス・カーボンは鉱物資源を原料にしたカーボンよりも微粒子の細孔が多く高機能カーボンとして評価されています。~粒子径(粒の大きさ)、ストラクチャー(粒子のつながり)、官能基(表面性状) などの特性が異なり、 それによる導電性、BET値(比表面積)などの性能が格段に優れています。その特性は、新たな需要や用途の開拓が期待できます。
  • もみ殻からのバイオマス・カーボンは、石油・石炭系カーボンに比べ、品質、 コスト等比較にならないほど驚異的な素材であることが証明されています。~製造にかかるエネルギー消費が少なく、排気ガスや排水が出ないなど、環境負荷が少ない製法で生産できます。
  • 先端産業の産物である炭素繊維、燃料電池、リチウム電池、パワー半導体等々は、その中心となる素材はカ ーボンであり、なかでもバイオマス・カーボンが最も優れた素材といわれています。
  • 本事業は、もみ殻を原料とした、植物由来の「高機能バイオマスカーボン」を生産するものです。~国内の低利用資源のもみ殻から、高付加価値製品を作り出すことで、国内資源の有効活用を図ると共に、農業を含む、地域産業の振興・活性化に寄与できます。

技術の概要

低温熱分解(エネルギーコストが小さい)、高品質(優位性)
コンパクト化(設置面積小、小資本、重厚長大とならない)

  • 事業で導入する中心となる技術は、植物を材料にしたカーボンブラックの製造シ ステムです。システムの核である技術は~急速熱分解装置(PLASMAN)です。~この技術はプラズマを利用した熱分解装置でバイオ原料を瞬時にカーボン化することができます。縦型装置で設置面積が少なく重厚長大とはなりません。~小資本で実現可能です。
  • この技術は石油由来のカーボン製造炉の場合と比較し、低温度で生成でき、温度コントロールも容易であり、カーボン品質の均質化が可能です。将来的には、付加価値の高いカーボン製品が可能である。 本技術は特許技術であり、国内の有機物質すなわち、もみ殻、木材チップ等を原料とし、プラズマ発生装置による急速熱分解にて木材チップをカーボン化するものです。開発したプラズマ発生装置で原料にマイクロ波・赤外線を当て、自己発熱による急速熱分解でカーボンを生成します。
  • 一般用途のバイオカーボンの製造は、粉砕・整粒→半炭化・急速熱分解→粉砕・整粒の3工程となる。高機能カーボンの製造は、さらに1㎛以下の粒子にする超微細化工程、及び導電性、BET値、蓄電特性等の向上による優れた特性を与える賦活処理工程を組む。カーボングラファイト(黒鉛)製造には高温度(1200~1800℃)での黒鉛化処理をする。ナノカーボンは工程複数化と賦活処理を付加する。・・・・多様な製法ノウハウがある。

バイオマスカーボン生産とマネジメント

優れた素材だけに、時間軸でその価値が認識されれば急速に市場が形成される
高機能化への進捗が速ければ 売上高は急カーブを描くことになり、収益は飛躍的に伸長します

  • 初期稼働はカーボンブラック主体の生産から始める。 これは比較的に低単価なカーボンと云える。本来目標とするものは品質に優れたナノカーボンである。バイオカーボンは世に初めて出る特異な素材であることから、市場に参入浸透していくには時間が必要である。優れた素材だけに、時間軸でその価値が認識されれば急速に市場が形成されるはずである。 生産がグラファイト~ナノカーボンへシフトすれば、コストパフォーマンスでは重厚長大に比べ比較にならないほど優位である。利益率は 50%~70%まで期待で きる。(拡大)設備投資も自らの利益で生み出せて行けると予測しています。
  • 原料提供者、生産システム提供企業、バイオカーボン取引企業等々の協力・協調・連携のもとでバイオマスカーボン生産が順調に進むことを前提とすれば、 創業~5年間では、生産するバイオカーボンの高品質化(高機能化への開発度)の推移によって売上、利益内容が変わり、財務構造が決まります。高機能化への進捗が速ければ 売上高は急カーブを描くことになり、収益は飛躍的に伸長します。 設備投資額と研究開発費の規模に比例するといえます。カーボンブラック~ナノカーボンへ生産比率が高まれば、生産設備と開発費を累進的に高めることができ本事業は躍動的に成長します。

事業化による」収益還元フロー

カーボン事業は高付加価値生産であり高収益が期待できます。収益を如何に自治体、農林業者、地域住民へ分配・還元して行くか、地場産業・企業への協業支援・投資をして行くかが命題となります。



フロー図

 バイオカーボン生産(素材)から、素材を原料とした製品企画開発~製品製造~販売展開を通じて地場産業化を図る。製品開発企業、製造企業、販売企業への協業支援

 バイオマスカーボン生産だけに止まらず、バイオカーボン素材を生かした製品開発、マーケティングを行うことが肝要である。本生産事業体は、地場企業や地場起業者へ素材と資本提供を通じ地域ベンチャーを起業させる。
 地域での「知の集積事業」とする試みである。知に着眼して付加価値を上げ、知的財産と質の高い雇用を創出する目的を掲げる。知的財産分野(製品開発、マーケティング、デザイン)、ソフトウェアー事業でもある。

事業化のメリット1~籾殻カーボン

地域産業化された場合

  1. 安定的な農業収入の確立
  2. 農業後継者の安定的な」確保
  3. 農業従事者の増加
  4. 若年層、高齢者の就業率アップ
  5. 農業の魅力アップ
  6. 地域人口の増加
  7. 雇用環境の大幅な改善
  8. 村おこし・町おこしへの貢献度大
  9. 地域間格差の解消
  10. 過疎地(限界集落)の解消
  11. 地産地消の地場産業の創出
  12. 他産業への貢献度・影響度大
  13. 新たな産業の創出
  14. 他業種の積極的な進出
  15. 無尽蔵な循環型資源の安定的供給・確保
  16. 地球温暖化防止への貢献度大
  17. 経済波及効果等による行政
  18. (市・町・村)側のメリット

事業化のメリット1~木材カーボン

地域産業化された場合

  1. 水源保全(涵養)・(水質)・(生物)・(動物)
  2. 生物多様性
  3. 間伐材の有効利用
  4. 森林の荒廃化(緑の砂漠化)防止、森林の再生
  5. 森林の育成による本来の林業の活性化
  6. 木材自給率の向上(リサイクル資源の確保)
  7. 雇用の確保
  8. 地域間格差の解消
  9. 限界集落(廃村)の防止
  10. 村おこし、町おこし
  11. CO2 を排出しない代替エネルギー技術の確立
  12. 地球温暖化での CO2 削減への著しい貢献
  13. エネルギー安全保障面
  14. バイオマスカーボン化事業の普及による新産業の創(産業の活性化)
  15. バイオマスカーボンオイル化事業の普及による新産業の創出(産業の活性化)