バイオエタノールに対する批判が高まっています。アメリカでは近年バイオエタノールを増産する政策へと急激に舵を切り、国内で生産されるトウモロコシの20％をエタノール生産に振り向けています。2007年はこれによって2000万キロリットルのエタノールが生産されましたが、アメリカ政府はさらに2017年にはその生産高を1.3億キロリットルまで引き上げると発表しています。

　こうしたトウモロコシからのバイオエタノール生産は種々問題を含んでいますが、中でも最大のものは食料との競合です。トウモロコシは人間の食料としてはもちろん家畜の飼料としても重要で、意外にも日本でもその消費量はコメの倍近くにも上ります。そのトウモロコシが燃料生産に奪われてしまったのですから、牛肉や豚肉の価格も当然上昇します。また農家はそれまで他の作物を作っていた土地を、儲かるトウモロコシ栽培へと振り向けるので、大豆などの価格も一斉に上昇しました。これに折からの原油高も加わり、世界の食品価格は高騰の一路を辿っています。このあたりはアメリカ及び国際社会の政治的思惑が大いに絡んでいるともいわれます。

　いずれにしろバイオエタノールは食料との競合という問題を抱えており、このまま行けば車と人間が食料を奪い合うという図式になりかねません。しかし世の中には、食料とバッティングしない大量のエタノール源が眠っています。少し詳しい方ならおわかりでしょう、それはセルロースです。

　現在のバイオエタノールはまずトウモロコシからデンプンを取り出し、それを酵素で短く切って糖を作り、酵母を作用させてエタノールとしています。要は糖さえ取れればエタノールを作るのは大変に簡単で、酒の生産と全く同じことです。
　ところで以前にも書いた通り、デンプンとセルロースはいずれもブドウ糖が長く一列につながったものです。ただしそのつながり方が違い、デンプンではα-結合によって階段状につながり、セルロースではβ-結合によって直線的に連結しているのです。ただこれだけの違いが、両者の性質に決定的な差をもたらします。

マルトース

セロビオース





（左はデンプンのつながり方、右はセルロースのつながり方）

　セルロースでは隣同士の糖、鎖同士が水素結合で結ばれ、分解されにくいしっかりした繊維を作ります。対してデンプンではこのような水素結合を作らないので、種々の酵素の作用で簡単に分解されます。セルロースからできた木材や紙があんなにも丈夫なのはこの水素結合のおかげであり、逆にエネルギーとしての活用を阻んでいるのもまたこの水素結合のせいであるということになります。

　とはいえセルロースの丈夫な鎖を破壊する手だてが、全くないわけではありません。ロシアでは、強酸で処理するという力業でセルロースの糖化を行っています。しかしこの方法は酸の生産にコストがかかり、処理に困る廃棄物が大量に出るのであまり地球に優しい（グリーンな）やり方とはいえません。

　現在、地球環境産業技術研究機構（RITE）と本田技研が共同でこのセルロースを分解する細菌を作り出し、生産プラントを稼働させるところまで研究を進めています。これがうまくいけばセルロースは無尽蔵といっていいほどありますし、二酸化炭素削減効果も大きいと考えられますので、大変将来が楽しみな技術です。

　また海藻から得られる、フコイダンやアルギン酸などの多糖類をもとにエタノールを生産する技術も検討されています（こちら）。日本は耕地が狭くとも広大な海を持っていますから、こちらも大いに期待したいところです。

　ただ――、ケミストの端くれである筆者がやや残念に思うのは、この方面の研究に対して有機化学者の貢献が少ないようであることです。セルロースでもフコイダンでもよいですが、多糖類を効率的に分解する触媒の開発などはできないのでしょうか？これだけ触媒設計の技術が進歩しているのだから、化学屋が総力を挙げれば微生物に負けない触媒が何かできそうにも思うのですが……。

　他にも二酸化炭素の固定化であるとか、新しいバイオ燃料の開発とか、有機化学の力でできることはいろいろとありそうにも思えます。近年は生物学との融合が盛んに行われていますが、こちらの方向でも世界に貢献できることは大いにありそうに思えます。いかがなものでしょうか。