ブラジルにおける燃料エタノールの生産・利用その現状と評価

ブラジルにおける燃料エタノールの生産・利用
その現状と評価
−
LCA 手法によるサトウキビからの燃料エタノールの Well-to-Wheel 評価
茨城大学農学部
小林
久
−
はじめに
再生産可能燃料の活用に対する重要性は，原油価格の高騰，地球温暖化対策などの観点
から強く認識されるところとなり，とくにアメリカ，EU，日本を始めとする先進国におい
て，近年この種の再生可能エネルギー活用に対して注目が集まっている．
今後の世界規模のエネルギー需給を考える場合，枯渇する可能性のある燃料を地球上の
限られた場所からグローバルな取引きを経てローカルの需要地に供給するより，再生可能
エネルギーの供給源を可能な限りローカルに確保する方向を指向することが，おそらく妥
当な道筋であろう．一方で，最末端まで行き届いている地球規模〜国家規模の石油系燃料
供給システムを，一気に最末端を核とする分散型燃料供給システムに転換することは，こ
れまたおそらく不可能であろう．半世紀〜1 世紀先に確立してほしい社会として，ローカ
ル・再生可能資源供給を基調とする社会を望むのであれば，再生可能資源の輸送・貯蔵形
態やシステム，実用段階の処理スケールや施設配置，エネルギーの利用制約や補完システ
ム，発生する環境社会問題，求められる経済的インセンティブなどは，社会的な試行や実
験，あるいはモデル的なインフラ整備などの段階を経ながら，徐々に完成度を高めてゆく
必要があるだろう．
われわれは，果てしなく続いてきた過去の踏み台を上って現在を生きている．未来世代
もまた，現在〜未来直前までの踏み台を上ることで，未来を生きるはずである．そう考え
ると，現在のグローバル・枯渇性資源供給体系を，理想とするローカル・再生可能資源供
給体系に転換するためには，どうしても中間段階として，グローバル・再生可能資源供給
体系への一時的ステップアップが不可欠であるように思える．グローバル・再生可能資源
供給体系は，訪れるべきローカル・再生可能資源供給体系が定着するためのさまざまな課
題の試行的解決やインフラ整備を促すに違いない．あるべき未来の姿を描くだけでなく，
まず一歩，踏み台を上るべきだと私は思う．踏み出す一歩は，方向が間違っていないこと
を確かめた上で，あまり無理をせず，できるだけ楽に，現行のシステムを最大限活かし，
しかしすばやく始めた方がよい．
ブラジルのサトウキビ産業は，5 百万 ha にも及ぶサトウキビ栽培を背景に，製糖業，燃
料アルコール生産，電力生産までに及ぶ複合産業部門となっている．ブラジルのサトウキ
ビ産業は，経済性・供給ポテンシャル・社会システムなどの点において，再生可能エネル
ギー生産の最先端に位置しているといえる．ここでは，あるべき未来の姿を描きつつ，現
在から未来までの軌道は検討できるのかを意識して，踏み出す一歩を見つめるためにブラ
ジルのサトウキビ産業の現状を整理・評価する．
なお，副題とした「LCA 手法によるサトウキビからの燃料エタノールの Well-to-Wheel 評
価」に相当する部分は，”Assessment of greenhouse gas emissions in the production and use of
fuel ethanol in Brazil”（ブラジルにおける燃料エタノールの生産・利用による温室効果ガス
排出の分析，サンパウロ州環境局，2004）を全面的に参照したものである．
目
次
ブラジルのサトウキビ産業と燃料エタノールの生産の現状
1.サトウキビ産業の概要
2.サトウキビ生産
3.燃料エタノール生産
ブラジルにおける燃料エタノールの利用の現状
燃料エタノール生産・利用における温室効果ガス排出の削減効果
1.分析の要約
2.背景と目的
3.排出量推計の枠組みと手順
4.排出量の推計結果と評価
ブラジルのサトウキビ産業と燃料エタノールの生産の現状
1.サトウキビ産業
ブラジルは世界最大のサトウキビおよび砂糖生産国であり，石油代替燃料として燃料エ
タノールを使用している国である．1970 年代半ばの石油危機以来，ブラジルではガソリ
ンを代替する燃料アルコールの利用促進政策を展開し，サトウキビ産業は規模，構造お
よび収益性において大きな変容と遂げてきた．現在のサトウキビ産業は，図１のように
圧搾業者が自己所有農地（または賃借農地）で原料となるサトウキビを 5 百万 ha にも及
び栽培し，自己所有の工場で製糖，燃料用アルコール生産，サトウキビの圧搾残さ「バ
ガス（ba gaço）」を燃料とした電力生産までを行う農業〜工業部門に跨る分野をカバー
する複合的な産業部門となっている．サトウキビ産業は，GNP の 3.5％を占め，７万人の
農業従事者を含め，サトウキビ産業の直接的・間接的な雇用は 360 万人に及ぶとされ，こ
とに地方部では重要な雇用の場を提供している．このように，サトウキビ産業は，ブラジ
ルにおいて主要産業の一つと位置づけられている．
主産物である砂糖は，重量ベースで原料サトウキビの 10％強生産され，単位面積当たり
の生産量は 8.5 t／ha と見積もられる．もうひとつの主産物である燃料エタノールは，1t の
サトウキビから約 80 L 生産することができるので，単位面積当たりの生産量は 6.4 KL／ha
となる．ブラジルにおける砂糖の年間生産量は 2.4 千万 t で，全世界供給量の 15％を占める．
また，燃料エタノールの年間生産量は 1.45 千 KL（2003 年/2004 年）で，3 百万台のアルコ
ール車および 1,500 万台の一般自動車に，それぞれ含水アルコール燃料と 20%-25%アルコ
ール混合ガソリンを供給している．製品の買い取り価格により変動するものの，原料サト
ウキビは概ね 50％弱が砂糖生産に，50％強が燃料用エタノール生産に使われている．
2003年全国作付け面積
2003年全国作付け面積
約5百万㌶が精糖、アル
約5百万㌶が精糖、アル
コールに活用
コールに活用
2002年実績
2002年実績
364百万トン収穫
364百万トン収穫
サトウキビ１㌶耕作
サトウキビ収穫
単収80トン
サトウキビはかま
（将来製糖化する
技術進行中）
副産物
上質糖分
グリセロール
その他
バガソ
（発電用燃料として活用）
ブラジル火力発電燃料の
約50%の燃料源
部分的には動物餌としても
活用
ANIDRO：ガソリン自動車燃料の25%混合(総消費量；850万KL）
HIDRATADO：アルコール燃料車用（総消費量600万KL)
砂糖
(約8.5トン/㌶）
2003年実績
2003年実績
サトウキビ出荷量の推定50%
サトウキビ出荷量の推定50%
にて24百万トン生産
にて24百万トン生産
（世界総生産量の15%相当）
（世界総生産量の15%相当）
アルコール
単収6.4KL/㌶
2003年実績
2003年実績
サトウキビ出荷量の推定50%
サトウキビ出荷量の推定50%
にて14.5百万KL生産
にて14.5百万KL生産
ビニョト
サトウキビ作付け肥料とし
て活用
ブラジル砂糖キビ産業の現況
図 1 ブラジルのサトウキビ産業
副産物の「バガス」は，60％が発電用ボイラーの燃料として使われる．バガスを燃料と
する発電は，水力発電以外のブラジル国の電力生産の 50%以上を占め，年間 10 億 kwh 以
上の電力を供給している．製糖工場内でバガス発電を行なう場合，蒸気は工場内の機械の
動力源にもなる．残りの 40％の「バガス」は，切断機，脱繊維機や搾り機などの製糖･エタ
ノール生産装置などの駆動力を得るための蒸気ボイラーの燃料として使われる．
表 1 砂糖・アルコール産業の製品・副製品
主製品
- 砂糖
- 無水アルコール
- 含水アルコール
２次製品
- 火力(バガス)
副製品
バガス
- Hydrolized Bagasse(畜産およびアルコール)
- 紙
- 薬品
- Furfurol (化学工業や薬品産業)
メラソ
- Levedura
- Mel
- Ácido cítrico
- Ácido lático
- Glumato monossódico
エタノール 2 次製品 - Alcoóis Superiores
- Aldeídeos
- Polietileno
- Estireno
- Cetona
- Acetaldeído
- Poliestireno
- Ácido acético
- Éter
- Acetona
残留物
ヴィニョト
- 肥料
- dextrana, xantan, sorbitol, glicerol, antifúngicos
穂先
- 畜産
- アルコール
はかま
- アルコール
他製品の投入材
化学繊維，塗装，ﾆｽ，ﾎﾞﾄﾙ，管，溶剤，ﾌﾟﾗｽﾁｯｸ等
表 1 のように，サトウキビはアルコールと砂糖生産，バガス発電以外にも，化学繊維，
塗装，ニス，瓶・管，溶剤，プラスチック等などの各種化学製品・薬品の原料として使わ
れている．これは，サトウキビが石油系化学製品群を代替できる可能性も秘めていること
を示している．
2.サトウキビ生産
ブラジル地理統計資料院（IBGE）によると，ブラジルにおるサトウキビの栽培面積は 510
万 ha で，生産量は 3 億 6 千 440 万 t に及ぶ（表 2）．平均収量は，表 2 のように 71 ton/ha
であるが，南部，東南部および中西部では生産性が高く，主産地のサンパウロ州，パラナ
州やゴイアス州では 80 ton/ha である．
表 2 ブラジルの砂糖キビ生産(2002)
地域/州
北部
Rondônia
Acre
Amazonas
Roraima
Pará
Amapá
Tocantins
東北部
Maranhão
Piauí
Ceará
Rio Grande do Norte
Paraíba
Pernambuco
Alagoas
Sergipe
Bahia
東南部
Minas Gerais
Espírito Santo
Rio de Janeiro
São Paulo
南部
Paraná
Santa Catarina
Rio Grande do Sul
中西部
Mato Grosso do Sul
Mato Grosso
Goiás
Distrito Federal
全国
生産
(t)
794,672
15,730
11,432
244,165
1,082
368,712
1,750
151,801
59,725,897
1,407,183
409,295
1,668,718
2,846,239
4,985,127
17,626,183
25,170,606
1,165,378
4,447,168
241,149,595
18,230,733
2,996,217
7,215,278
212,707,367
29,814,531
28,083,023
656,208
1,075,300
32,906,321
8,575,190
12,642,258
11,674,140
14,733
364,391,016
(出典: IBGE – Produção Agrícola Municipal 2002)
収穫面積
(ha)
13,279
210
305
4,237
359
5,320
85
2,763
1,096,827
23,109
7,700
33,974
48,980
98,897
348,217
437,979
17,584
80,387
3,146,810
277,897
47,751
160,212
2,660,950
409,298
358,874
17,422
33,002
434,271
112,100
176,746
145,069
356
5,100,485
平均生産性
(ton/ha)
59.84
74.90
37.48
57.63
3.01
69.31
20.59
54.94
54.45
60.89
53.16
49.12
58.11
50.41
50.62
57.47
66.27
55.32
76.63
65.60
62.75
45.04
79.94
72.84
78.25
37.67
32.58
75.77
76.50
71.53
80.47
41.38
71.44
生産量が多いサンパウロ州，パラナ州，アラゴアス州のサトウキビ生産量は，全生産量
に対してそれぞれ 58.4％，7.7%，6.9%を占め，3 州で 73％を占めている．ただし，近年中
西部の生産量が増加傾向を示している．
IBGE によると，ブラジルで 2002 年に砂糖キビを生産したのは 3,504 の市であった．しか
し，このうちの 2,504 市で生産される量は全生産量に対してわずか 1％に過ぎず，残りの
１,000 市で 99％が生産されている．このように，ブラジルにおけるサトウキビ生産は地域
的に大きく偏り，生産性の観点から次のように，3 グループに分類することができる．
低生産性グループ：38 ton/ha，約 2,500 市が該当
中生産性グループ：60 ton/ha，約 600 市が該当
高生産性グループ：73 ton/ha)，約 400 市が該当
ブラジルにおける全サトウキビ生産量の 88％は高生産性グループの 400 市で集中的に生
産され，さらに 70％は多くが南部，東南部に位置する 222 市で生産されている（図 2，表 3）．
高生産性グループに分類される市には，通常サトウキビ圧搾工場が立地し，砂糖と燃料エ
タノール生産も盛んである．
Î
Î
Maceió
Î
Î
Î
Brasília
Î
Campo Grande
Rio de Janeiro
São Paulo
Legenda
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R
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･
c
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n
u
M
Î
Î
Curitiba
Î
1
200km
Portos de Exportação
出典:
Base cartográfica integrada digital do Brasil ao milionésimo, IBGE 2003
Malha municipal digital do Brasil – 2001, IBGE/DGC/DECAR
Produção Agrícola Municipal – 2002, IBGE
作成: PCI – Pacific Consultants International
図 2 サトウキビ生産量上位 200 市の分布
表 3 市レベルの砂糖キビ生産(2002)
年生産量
500 千 t 以上
300〜500 千 t
200〜300 千 t
100〜200 千 t
100 千 t 以下
計
市の数
222
107
70
134
2,971
3,504
生産(t)
242,494,422
42,389,735
17,392,489
19,692,257
22,426,519
344,395,422
面積(ha)
3,303,455
605,016
276,682
302,056
437,468
4,924,677
平均生産性
73
70
63
65
51
70
計(%)
70%
12%
5%
6%
7%
100%
生産量順にグループ化，出典: IBGE – Produção Agrícola Municipal (2002)
植民地時代に，東北部のゾナダマタ地域で始まったサトウキビ栽培は，次第に東南部に
主生産地を移しながら安定的に成長してきた．現在の主生産地である東南部の生産量と栽
培面積は，それぞれ 1980 年代に 9 千 280 万 ton/年，152.6 万 ha から 1 億 6 千 240 万 ton/年，
235.7 万 ha まで増加し，2002 年には 2 億 4 千万 ton/年，314.7 万 ha まで増加している（表 4，
表 5）．
表 4 砂糖キビ生産 (ton)
地域
北部
東北部
中西部
東南部
南部
全国
1981
441,075
53,133,423
2,611,241
92,844,204
6,894,166
155,924,109
1990
784,048
71,689,378
14,126,298
162,444,052
13,630,374
262,674,150
1995
724,865
60,658,799
19,576,648
201,051,837
21,687,348
303,699,497
2000
915,508
58,856,060
24,481,317
217,208,153
24,659,973
326,121,011
2001
873,597
59,895,213
28,941,954
225,469,366
29,101,672
344,281,802
2002
794,672
59,725,897
32,906,321
241,149,595
29,814,531
364,391,016
(出典: IBGE – Produção Agrícola Municipal)
表 5 収穫面積 (ha)
地域
北部
東北部
中西部
東南部
南部
全国
1981
9,513
1,109,278
56,330
1,525,987
124,771
2,825,879
1990
15,753
1,476,795
215,983
2,357,091
206,980
4,272,602
1995
14,131
1,246,516
278,490
2,728,496
291,429
4,559,062
2000
15,794
1,061,489
373,396
2,978,611
375,221
4,804,511
2001
14,956
1,090,229
396,412
3,069,811
386,186
4,957,594
2002
13,279
1,096,827
434,271
3,146,810
409,298
5,100,485
(出典: IBGE – Produção Agrícola Municipal)
生産性は，北部・東北部に比較して，南部，東南部および中西部で目覚しく向上してい
る．これは，北部・東北部が傾斜地形と降雨量が少ないという自然制約に加えて，生産者
が技術的な改良に対して積極的でないこと，南部と東南部が「消費地に近い」ことなどに
影響されていると考えられる．
2001/2002 年の全国の平均生産性は 71.4 ton/ha であったが，北部，東北部では 60 ton/ha 以
下，東南部，南部では 70 ton/ha 以上であった（表 6）．また，生産性が高い上位 35 市の生
産性は 100 ton/ha を超える一方で，40 ton/ha にも及ばない市は 1,415 もあり，生産性におい
ても地域的な偏りが顕著といえる（表 7）．
表 6 生産性 (ton/ha)
地域
北部
東北部
中西部
東南部
南部
全国
1981
46.37
47.90
46.36
60.84
55.25
55.18
1990
49.77
48.54
65.40
68.92
65.85
61.48
1995
51.30
48.66
70.30
73.69
74.42
66.61
2000
57.97
55.45
65.56
72.92
65.72
67.88
2001
58.41
54.94
73.01
73.45
75.36
69.45
2002
59.84
54.45
75.77
76.63
72.84
71.44
(出典: IBGE – Produção Agrícola Municipal)
表 7 平均生産性別の生産量と収穫面積
生産性別
市の数
100 ton/ha以上
99.9~90
89.9~80
79.9~70
69.9~60
59.9~50
49.9~40
39.9~30
30以下
Total
35
80
259
306
339
412
1459
694
721
4,305
平均生産性
(ton/ha)
102.2
91.6
81.5
73.1
64.0
52.5
43.3
31.5
22.7
69.9
(出典: IBGE – Produção Agrícola Municipal 2002)
3.燃料エタノール生産
ブラジルの商業用燃料エタノール生産は国家アルコール計画(Proálcool)と共に 70 年代に
開始された．当初は少量のエタノール生産を行う約 100 の工場が，主に東北部と São Paulo
州に設置された．Proálcool の開始によってサトウキビ圧搾・製糖工場は，エタノール生産
を行うことを条件に，より大きい施設設置のための融資を受けることができたため，次第
に大規模な工場が設置されるようになり，12 万〜18 万 L/日の生産能力をもつ工場が一般的
となった．
その後，ブラジルの多くのサトウキビ圧搾工場は，砂糖，含水エタノールと無水エタノ
ールを同時に生産するようになり，製糖・エタノール併産ラインをもつような汎用的な大
規模システムの構築が促進された．現在，ブラジルには 284 のエタノール生産工場があり，
そのうち 234 は含水エタノールと無水エタノールの両方を生産している．
ブラジルにおける燃料エタノールの年間生産総量は約 12 百万 KL で，1990 年代からほぼ
一定に保たれている．しかし，アルコール車の減少により含水エタノールの生産が減少し，
無水エタノールの生産が増加する傾向にある（表 8）．
ブラジル最大のエタノール生産量 15.5 百万 KL／年（北部・東北部：2.2 百万 KL，南部：
13.3 百万 KL）は 97/98 年に記録されているが，その後の砂糖の世界的需要増加によりエタ
ノール生産はやや減少している．
表 8 砂糖キビ製品の生産の進展
収穫時期
砂糖キビ生産 (t)
砂糖 (千 sacos de 50kg)
無水アルコール (千 m³)
含水アルコール (千 m³)
90/91
222,429,160
147,306.89
1,286.57
10,228.58
95/96
251,357,654
251,784.17
2,999.30
9,584.09
00/01
257,591,809
324,785.35
5,620.96
5,754.29
01/02
281,042,145
368,393.12
6,287.28
4,915.76
出典: UNICA（2003）
州別の無水および含水エタノール生産量の推移は表 9 のとおりで，最大の生産地サンパ
ウロ州では，全生産量の 60％以上を生産している．以下，パラナ州，マットグロッソ州な
どの南部，中西部の州がこれに続いている．
表 9 州別の燃料エタノール生産の推移(千 m3)
州
Acre
Amazonas
Pará
Rondônia
Tocantins
北部
Alagoas
Bahia
Ceará
Maranhão
Paraíba
Pernambuco
Piauí
Rio Grande do Norte
Sergipe
東北部
Espirito Santo
Minas Gerais
Rio de Janeiro
São Paulo
東南部
Goiás
Mato Grosso do Sul
Mato Grosso
中西部
Paraná
Rio Grande do Sul
Santa Catarina
南部
計
出典: UNICA（2003）
90/91
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無水エタノール
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含水エタノール
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