Борьба с глобальным потеплением без ущерба для продовольственных ресурсов. Мировое сообщество уже достаточно давно предпринимает попытки по сокращению выбросов парниковых газов в атмосферу, однако не все они успешны. Поэтому многие люди надеются, что биотопливо может стать если не панацеей, то, по крайней мере, частью решения этой проблемы. Биотопливо растительного происхождения имеет такое преимущество перед традиционными источниками топлива, которое можно назвать как «углеродо-нейтральность». То есть количество углекислого газа, который образуется при сгорании этого вида топлива, равно тому, которое растения поглощают из атмосферы во время своего роста. Биоэтанол, получаемый из таких сельскохозяйственных культур как кукуруза и сахарный тростник, является на сегодняшний момент основным видом биотоплива. Проблема заключается в том, что это продовольственное сырье, поэтому его использование может привести к риску уменьшения запасов продовольствия и взвинтить цены на продукты питания. Чтобы решить эту проблему научные исследователи по всей Японии работают над созданием биотоплива из непродовольственных ресурсов и несъедобных частей пищевых культур.
Биотопливо из отходов. Рис – главный и основополагающий продукт питания для японцев, его выращивают в каждом без исключения регионе страны. В процессе сбора урожая остается огромное количество рисовой соломы, большинство которой затем сжигают. Если найти способ превратить рисовую солому в биотопливо, то она станет очень ценным ресурсом, но эта задача включает в себя несколько проблем. Одна из них – солома очень объемная и громоздкая, что делает очень затратным ее сбор и транспортировку. К тому же рисовая солома состоит в основном из целлюлозы, которую очень тяжело расщепить химическим путем и превратить в биотопливо. Для того чтобы преодолеть эти трудности Министерство сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии начало активно развивать направление по производству японских видов биотоплива.
Министерство осуществляет финансирование научных проектов, которые нацелены на поиск методов получения биотоплива из частей растений, не идущих в пищу, как в случае с рисовой соломой. В 2008 году финансирование получили два проекта: один на Хоккайдо, проводимый корпорацией Тайсэй и пивной компанией Саппоро-биру, а второй в префектуре Хёго, за который взялись компания Мицубиси-дзюкогё и местная префектуральная Ассоциация по развитию окружающей среды. Кроме травянистых растений, Министерство ищет способы производства биотоплива из древесины, например, из той, которая отбраковывается во время прореживания лесов. Поставлена задача достичь к 2030 году объема производства из этих ресурсов в 6 миллионов килолитров биотоплива ежегодно.
Многообещающие инновационные технологии. Между тем в Научно-исследовательском институте промышленности на Хоккайдо сфокусировали свое внимание на кукурузе, а именно на несъедобных частях растения – стеблях и листьях. В то время как биоэтанол уже получают непосредственно из кукурузных зерен, эффективность производства может значительно увеличиться, если и другие части растения, содержащие целлюлозу, подвергать обработке. С этой целью работники института работают над поиском методов ускорения расщепления целлюлозы, проводя эксперименты с ферментами и исследуя физические процессы размельчения и нагревания. Директор этого исследовательского проекта отмечает: «Если мы добьемся успеха с субпродуктами кукурузы, то, скорее всего, мы сможем применить те же методы к рисовой соломе и другим формам растительной биомассы».
Также развивается проект по созданию биотоплива из травы, выращиваемой на полях для гольфа. Профессор Такамидзава Кадзухиро и другие исследователи из университета префектуры Гифу разработали технологию по расщеплению целлюлозы, используя химическое соединение двух видов ферментов. Применение этого метода позволяет более эффективно производить этанол из побегов травы, нежели из сахарного тростника. По их оценкам количество травы, собранное за год со стандартного поля для гольфа с восемнадцатью лунками, достаточно для производства этанола, чтобы заправлять два автомобиля в течение одного года. Владельцы гольф-площадок ежегодно тратят миллионы иен, чтобы утилизировать постриженную траву, поэтому этот остроумный метод способен в одно мгновение решить их проблему и уже привлек интерес со стороны гольф-клубов.