リンゴの芯をエネルギーとして活用するには？　生ごみ処理について解説

生ごみを資源として活用するために

ハンク・グリーン氏：水曜日の午後3時ごろ、午後のスランプに陥って疲れが出ることありますよね。多分、夜更かしして、『バフィー ～恋する十字架～』のシーズン4を見ていたからというだけではないでしょう。あなたの体にエネルギーが足りなくて、リンゴを軽いおやつに食べたりすると思います。

私たちは、エネルギーを得るために食べ物を食べるわけですが、リンゴの芯をただ捨てる代わりに、生ごみ処理機にいれてみましょう。そうすれば、芯にまだ残っている多くのエネルギーをほかのなにかに役立てることができるかもしれません。

実際に、埋立地に捨てられる生ごみは、たくさんの問題を引き起こします。リンゴの芯は分解されるまでに長い時間かかりますし、バクテリアはメタンガスに変わります。

メタンガスは温室ガスで、より多くの二酸化炭素を貯め込むで問題です。しかし、科学者たちは、生ごみの分解する過程を利用し、実際に使えるエネルギーを作り出せたらどうだろうと考えました。地球にやさしく、大きな収入を得られる可能性があるとすれば、みんなにとって、大変有益なことです。しかし、それは簡単なことではありませんでした。

最初の難関は、生ごみ自体を集めるところにありました。再利用のプログラムは浸透しているとはいえ、多くの人に捨てる前に、持ち帰りの容器から生ごみ分別させたり、飲食店に生ごみを分けてに出すように促したりすることは簡単でありません。

多くの都市は、企業やレストランに決まった量しかごみを出せないように指示するなど、徐々に動きはでていますが、ごみがきちんと分別されたとしても、それをどこかで処理しなければなりませんし、どのように処理するのかが問題であることは言うまでもありません。

まず、都市は汚物処理システムを使おうと考えました。以前にも、このチャンネルで、トイレや洗面所の水がどこに流れていくかをご紹介しましたね。

汚水の一部は最終的に、嫌気的消化施設へ流れます。ここには基本的に、汚水と 特別処理された微生物の大きなタンクがありますが、タンクにはごく少量の酸素しかありません。

通常、微生物は化学反応で汚水を 分解し二酸化炭素を作り出します。しかし、二酸化炭素を作り出すには酸素が必要で、十分な酸素がない場合にはほかの要素を使ってどうにか分解しようとします。そうすることにより、微生物は代わりにメタンガスを発生させるのです。処理場はそのメタンガスを集め、燃料に変えることができるので、私たちにとってはより有益です。

リンゴの芯が排水管を通って、下水を流れ、バクテリアがより多くのメタンガスを作り出すことができる汚水処理場に行きつけばと考えたので、最初は市はただ単に、生ごみをこの汚水に混ぜました。

しかし、生ごみをメタンガスに変えるのにはあまり効果がないと気づき、企業が生ごみを扱う特別な処理場を建設し始めました。これらの処理場は地元の公共事業会社と取引し、処理の際に発生した余分な燃料を熱や電気、または圧縮された天然ガスというかたちで売りました。多く売れれば利益になるという仕組みです。

しかし、それでもメタンガスは理想の燃料とは言えませんでした。ガスを運んだり、燃やしたりするには、まずガスを圧縮しなければなりませんが、そうするには燃料とさらなるエネルギーを必要とし、効率が悪かったのです。

メタンガスは発電所で使うのには適していましたが、例えば車の燃料にするなどの目的で、圧縮天然ガスにすることは困難でした。ですから、現在多くの企業は、生ごみをより有益な燃料に変えることを研究しています。それが、エタノールです。

そう、みなさんが飲むテキーラのなかに入っているあのエタノール。とうもろこしの精製所のように長年にわたって、エタノールを産出している工場はたくさんあります。

もっとも一般的な方法は、酵素を使ってセルロースを砂糖に変え、酵母をを使って砂糖をアルコールと二酸化炭素に変えるというものです。これらの工場は生の材料か原料を使っているので、化学反応を調節しやすいのですが、見当のつかない混ぜこぜになった生ごみからエタノールを作り出すというのは、もっと複雑です。

しかし、すでにほかのごみを使ってエタノールを生成している生物精製所は存在します。カナダのエドモントンにある精製所は去年に稼働を始めました。

その精製所は都市固形廃棄物として知られる再生や分解不可能なごみを集めます。そして精製所で、リサイクルできないプラスチックや固い段ボールなど、燃料の材料として使えるごみを分別します。材料は高熱と熱い砂、蒸気と酸素を使って、一酸化炭素と水素からなるシンガスと呼ばれるものに気体化されます。

触媒によって化学反応に拍車をかけ、シンガスはメタノールやエタノールへと変わります。企業はいまだに、工場規模で生ごみから燃料を生み出す技術を試してはいませんが、取り組もうと努力はしています。

メタノールやエタノールのような 再生可能な燃料を使用する方法を発展させるにしたがって、世界中の科学者や技術者が、生ごみのような未知の資源をうまく利用しようと研究していくことでしょう。