利用微生物的力量從垃圾中提取資源

科技 03-23

有一家日本公司正在從日常的可燃垃圾中提取乙醇，開發新的生物煉製技術。

在日本，可燃性垃圾基本上通過焚燒進行處理。每年的處理量約達6000萬噸，換算成熱量，相當於約20萬兆卡路里。資源貧乏的日本，很早就開始關注垃圾作為資源的潛能，截至目前官民聯手，從各種各樣的垃圾中生產燃料和原料，進行了研究開發，但因成本和穩定供給等課題，尚未能進入實用化。積水化學工業株式會社開發出的生物煉製技術正在努力實現日本的長年夢想。

生物煉製指的是，利用微生物的力量，從某種物質中獲得其他物質的技術，積水化學利用這種技術，確立了從垃圾中生產乙醇的手法。這是一項除了金屬等不燃性垃圾，幾乎能夠從所有的垃圾中製造乙醇的創新性技術。

積水化學的BR項目負責人岩佐航一郎談道：「2008年，我們著手開開發從垃圾中製造工業原料。一般家庭排放的垃圾的量和內容會因不同季節和地區而出現變動，這成了障礙，讓我們花費了10年的歲月才確立了技術。」

從垃圾中製造乙醇，首先要在低氧狀態下使垃圾自燃至分子單位，分解後變成氣體。氣體大部分為一氧化碳和氫氣，因此通過讓喜歡這種環境的微生物進行新陳代謝來生產乙醇。

積水化學最初的課題是，尋找適合這種構造的微生物。該公司還與美國的生物風投公司 LanzaTech 進行共同開發，選擇最佳的微生物來生產乙醇。接下來的問題是，由於原材料含有很多雜物，很難讓微生物的活性總是保持穩定狀態。通過不斷摸索，該公司最終通過實時監控氣體的狀態，做了下列嘗試：使用各種過濾器清除微生物不需要的成分；如果養分不充分，就添加微生物的營養成分；垃圾量較少時，就讓微生物暫時休眠等，把課題一個個解決掉。並且，即便是收集自家庭和工廠等尚未分類的垃圾，通過甄選活性度較高的微生物，也能夠以極高的變換效率成功製造出穩定的乙醇。

岩佐談道：「如果只是重視效率，利用轉基因技術也可製造滿足目的的微生物。但是，對環境是否有影響就不知道了。我們還是始終堅持使用自然界中存在的微生物。」

製造出來的乙醇，可簡單變換為塑料的材料-乙烯。目前，日本製造的塑料等化學品的原材料大部分源自原油中精鍊出的揮髮油，但這些都有可能變成垃圾的源頭。

由於該技術不焚燒垃圾，因此能夠抑制二氧化碳的排放也是一個很大的優點。據積水化學的估算，與傳統的垃圾焚燒爐排放的CO2量相比較，通過阻止焚燒，可減少22%，而且利用該技術來代替源自石油的乙醇製造，還可減少113%，合計起來可減少135%的CO2。

2014年，埼玉縣大里郡寄居町的垃圾處理設施中附設的試驗性機械設備，已實現年產兩萬公升的乙醇，質量上也沒有問題。積水化學計劃在2019年，與國內的任一自治體聯手合作，實現該技術的事業化。

岩佐談道：「不僅提供技術，我們還想與國內外的自治體、垃圾處理企業、以及機械設備廠商和化學品廠商等構建廣泛的合作體制。」

實現資源循環型社會的夢想，正試圖肩負著又一個現實意義。