能源

生質與永續材料/能源電子報 2024/01

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發行日期:2024年01月22日
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AIST等啟動生物資源循環BIL研究,使有機廢棄物循環利用,解決食品產業廢棄物問題
日本產業技術總合研究所(AIST)與新潟縣長岡市、長岡工業大學正式展開「長岡產總研生物資源循環橋接創新實驗室(NAGAOKA AIST-BIL)」的研究活動,今後將共同進行以「包括有機廢棄物在內之生物資源循環利用」為主題的研究開發,以及長岡市與週邊地區之食品、生物質相關企業的支援活動。
AIST與區域核心大學、自治體等合作,推動以產業技術研發、橋接機能為重點之創新據點「橋接創新實驗室(Bridge Innovation Laboratory; BIL)」的設置,並展開與創造新產業、振興地方經濟相關的共創活動,NAGAOKA AIST-BIL即為其推動計畫之一。
今後NAGAOKA AIST-BIL預計投入的研究主題包括以酒糟等日本酒製造殘渣的機能性評價、米菓製造廢水(高濃度洗米水)的有效利用,以及利用污泥之生物製劑開發。
長岡市及其周邊地區是日本酒釀造、米菓製造等以米為中心之食品相關產業的集中地,包括16家日本酒釀酒廠、米菓大廠皆坐落於此。透過啟動NAGAOKA AIST-BIL,將可望透過生物質相關研究開發與研究成果的商業化,加速促進新產業的創建。回目錄
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Daicel 確立生質丁二烯連續合成法,以及選擇性生產丁醇、四氫呋喃的製程,將進一步推動量產
日本Daicel計畫在2030年前達到生質丁二烯(Butadiene)商業化之目標。起始原料採用植物油製造生質燃料過程中產生的殘渣,目前產學合作的連續合成技術開發已接近尾聲,因此著手進行量產化相關評估,並預計於2025年在兵庫縣建置實證工廠。有鑑於石腦油裂解裝置的減少、氣體裂解裝置的普及等因素,預期日本國內C4化學品將有所短缺,因此Daicel將積極發展合成橡膠原料的對外銷售事業。
Daicel將生質柴油製造過程的副產物—廢甘油視為有潛力的原料,透過微生物發酵將其轉換為丁四醇(Erythritol),並藉由氫化觸媒合成C4化學品。雖然主要目標是丁二烯,但Daicel計畫藉此建立一項透過精確的結構控制選擇性生產丁醇(Butanol)、四氫呋喃(THF)等物質的一貫製程。
目前Daicel已實現了以滴流床反應器連續合成丁二烯,並於下游製程聚合丁二烯橡膠(BR)。今後商業化的目標將針對橡膠製造商展開丁二烯銷售,除橡膠原料之外,Daicel亦計畫應用於丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)樹脂等的原料利用。另在內部生產方面,預期可適用於脂環族環氧化合物的原料用途。而丁二醇類(Butanediol)則應用於聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、胺甲酸乙酯樹脂(Urethane)等用途。回目錄
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三菱化學 Bio PBS取得JBPA海洋生物降解性認證,其生質含量為25%,可在海中安全降解
日本三菱化學於日前發表旗下植物由來生物降解性樹脂「Bio PBS」已取得日本生質塑膠協會(JBPA)的「海洋生物降解生質塑膠」認證,確認「Bio PBS」在海洋中可生物降解且具安全性,生質來源的成分則含有25%以上。
JBPA在2023年7月開始推行「海洋生物降解性塑膠識別表示制度」,期藉此讓使用者更容易識別產品特徵,進而形成健全的市場。取得認證的產品可以使用認證標誌,並且可對消費者訴求該產品符合JBPA標準。繼先前已展開之「生物降解性塑膠」、「生質塑膠」之後,「海洋生物降解性塑膠識別表示制度」是JBPA推作的第三個識別表示系統。
三菱化學此次取得海洋生物降解性認證的製品「Bio PBS FD92」,原料為聚丁二酸/己二酸(Polybutylene Succinate Adipate; PBSA)。回目錄
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帝人擴大100%植物原料聚碳酸酯之應用開發,可用於太陽眼鏡鏡片,並將推動化學回收
日本帝人積極展開有助於減少二氧化碳排放之聚碳酸酯(PC)的應用開發,近來應用質量平衡法(Mass Balance)的100%植物性PC獲採用於太陽眼鏡鏡片,且無須變更加工條件,品質亦與既有產品相當。
帝人致力於可減少碳足跡之材料的應用提案,生質PC為其實現此一目標的手段之一,除此之外,帝人亦將重點放在回收再利用以及可減少製程與使用過程中能源消耗之材料開發。
在生質PC方面,目前帝人另有多件進入試作階段的開發專案,今後將進一步推動在化學回收的實用化,期擴大機能性PC的應用範疇。回目錄
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歐美化工大廠投入天然萃取物在化妝保養品之應用,稻穀、棕櫚、藻類均成為產品原料
歐美主要化學大廠積極擴大以天然成分為原料製成之化妝品,原料種類多樣化,例如美國Dow使用稻殼,德國LANXESS、美國Momentive Performance Materials採用棕櫚植物,荷蘭DSM、德國Evonik Industries則利用了藻類。
Dow推出的化妝品用粉末採用稻殼由來的二氧化矽,與水性、油性成分皆能容易混和,可望適用於防曬製品。另有混合了玉米澱粉的唇彩製品。
LANXESS則將旗下物質保護劑(MPP)事業部門的部分製品做為化妝品成分展開推廣,可望利用於防止化妝品成分變質的用途。成分中採用了從棕櫚糖、RSPO認證之棕櫚油、玉米萃取成分等生物質。
由於歐洲對於洗髮精等沖洗產品中使用之環狀矽氧烷相關法規的管制,植物性產品需求漸增。有機矽製造商Momentive Performance Materials即推出以椰子油、棕櫚油為基礎的化妝品成分。
此外,隨著植物材料種類的增加,藻類也越來越受到關注。DSM Firmenich指出,在個人護理領域方面,浮游植物等微細藻類的市場規模將在2031年達到7,650萬美元,約為2021年規模的1.5倍。回目錄
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三菱化學將以植物原料中之木質素產品取代酚醛樹脂做為接著劑,進一步開拓結構材料市場
隨著從減少溫室氣體(GHG)排放與利用國產資源的觀點,日本推動森林資源活用的趨勢漸起,三菱化學將以含有木質素之植物性接著劑進軍中高層木造建築材料市場,期透過環境友善型接著劑以因應不斷增長的需求。
三菱化學開發的生質接著劑,以植物成分的木質素取代住宅用膠合板中接著劑原料中的酚醛樹脂(50%),預計2024年達到實用化,並計劃推出環境友善型「綠色膠合板」,展開商業樣品的測試評估,藉此擴大結構材料市場的事業佈局。
此外,三菱化學計畫擴大應用植物性接著劑,推出厚度為50 mm等級之「超厚合板(Cross Layered Plywood; CLP)」。隨著市場的擴大,三菱化學認為高生產性、可透過延伸膠合板生產的CLP將比直交集成板(Cross Laminated Timber; CLT)更具有優勢,今後將與其他業者合作,進一步推動規格創建與市場開拓。回目錄
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AOI 以蓖麻油為原料製作生質管材,生質含量70%,較石化製品減排70%且具相同性能
為因應全球日益深刻的環境議題與永續發展趨勢,日本接頭、管路等流體控制設備製造商AOI積極拓展生質原料管材的銷售。
AOI利用以蓖麻籽精製之氨基十一酸(Aminoundecanoic Acid)為原料,製成高機能聚合物「聚醯胺11」,以此製作生質管材(Tube),性能上與其他使用石油原料的產品並無差異,且可減少70%管材製造過程中排放的溫室氣體。
AOI的生質管材在約45年前即已推出,近年來由於環境意識的提升而漸受關注。目前旗下尼龍管材「AMIDFLEX」、「SUPERFLEX」、阻燃管、多芯管已獲得日本有機資源協會的生質標章認定(生物質含量70%)。另有胺甲酸乙酯(Urethane)軟管以及外層使用尼龍、內層使用具有優異耐化學性之氟樹脂的多層管等製品已提出生質標章認證申請。
有鑑於生質化的需求將持續增加,今後AOI除了加速產品開發之外,並計畫建立廢棄管材的回收體制。回目錄
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三義漆器店將量產 PLA生物降解性塑膠餐具,並應用可降解的漆器技術,擴大產品開發
日本三義漆器店計畫自於2024年4月開始量產以植物原料聚乳酸(PLA)製成的酒杯,目前亦已建立厚度為0.53mm之極薄射出成型技術。另將推出在PLA塗佈色漆之漆面製品品牌「IZ EARTH」。製品在土壤中約3年可分解為水與二氧化碳,今後將以低環境負荷為訴求,擴大銷售推廣。
三義漆器店積極開發以PLA成型品塗漆後製作各種杯器,由於技術建構已趨於成熟,今後將推動量產化。由於三義漆器店位於日本著名四大漆器之一「會津漆器」的福島縣會津地區,未來計劃以PLA杯器為素材,並利用傳統的會津漆器技術,推出手繪PLA漆器品牌。回目錄
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Medaarch 以PLA材料開發3D列印家具,原料為玉米、甘蔗與木薯,具生物降解與碳中和特性
聚乳酸(PLA)為具有生物降解性之生質塑膠,可透過微生物的力量分解,且做為促進碳中和之塑膠替代材料而受到關注。義大利Medaarch則推出一項採用聚乳酸材料,透過3D列印製造之環境友善家具品牌「Mediterranea」。
Medaarch的聚乳酸製造從原料的選擇開始,採用玉米、甘蔗、木薯等生物質,這些原料經過自然發酵後變成乳酸,成為聚乳酸的基礎。由此形成的乳酸分子經過聚合形成聚合物,製作出長鏈聚乳酸。而在壓出成形製程中,長鏈聚乳酸被切斷成小顆粒以利於下一階段的加工,投入3D列印之用。回目錄
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Secoma 將擴產以廢棄食用油製成之生質燃料,用於集團運輸,預估年使用量160萬公升
日本連鎖便利商店經營業者Secoma,將旗下店鋪產生的廢棄食用油精煉製成生質柴油燃料(BDF),並已應用於集團下物流貨車的燃料用途。另預計2024年春季將BDF的產能提高一倍,且供應至其他企業,藉此完全消耗每年產生的160萬公升廢食用油。
Secoma旗下門市販售炸物等商品,產生大量廢食用油,其中北海道1,000多家店鋪每年廢食用油數量達約160萬公升。Secoma自2020年即已將集團下8輛4公噸物流貨車以BDF取代柴油。由於機油比平常更容易變質,Secoma透過提高換油頻率以解決此問題。BDF具有隨溫度下降而凝固的特性,因此冬季未予以使用。Secoma亦已於2023年將導入BDF的車輛數量擴大到28輛。
另一方面,Secom也已開始向其他企業供應BDF,並與日本航空(JAL)、豐田通商合作,在新千歲機場內展開了BDF應用於貨物運輸拖車的實證實驗,確認在3.5個月中合計使用約2,000公升BDF,減少5.24公噸的二氧化碳排放。
日本航空表示,BDF具有無須改造現有柴油車即可使用的優點,且可望為能源的區域循環有所貢獻。目前日本航空已在成田機場等北海道以外的機場全年使用BDF,並將展開冬季在新千歲機場利用BDF的方法評估。回目錄
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日本業者將蕎麥殼製成生質焦炭,節省耗能乾燥過程以降低成本,並建立日產能 1公噸之設備
日本AIR WATER與北海道幌加内町、JFE条鋼等合作,利用蕎麥殼製作生質焦炭(Bio Coke)。一般蕎麥殼大多被視為農業廢棄物或堆肥予以處理,但透過將其再資源化後能用於能源用途,將可望藉此促進地區的脫碳化。
北海道幌加內町的蕎麥年產量超過2,900公噸,蕎麥種植面積與產量均為日本第一。過去蕎麥殼皆做為農業廢棄物處理,但透過將其回收再製成生質焦炭,不僅可以有效活用未利用的資源,亦將有助於減少煤炭的使用量。
此次製造實證的重點在於實現生質焦炭的低成本生產。為省略造成製造成本壓力的乾燥工序,AIR WATER等計畫開發出以不需以乾燥蕎麥殼為原料,無須經由乾燥過程的製造方法。今後製造的生質焦炭直徑為60 mm、長度60 mm,與煤焦尺寸相同,以便於進行利用。另於實證期間,亦將建構生質焦炭日產能1公噸之製造體制。
此外,生產的生質焦炭樣品將取代JFE条鋼的電爐所使用之煤焦進行運用,或是利用於幌加內町內公共設施的熱水鍋爐燃料等用途。回目錄
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UniBio 透過基因設計開發出從植物生成大量膠原蛋白之技術,可望適用於醫療用途並降低成本
從事生物技術相關研究開發的日本UniBio,開發一項在植物體內產生大量膠原蛋白的技術,可望利用於醫療用膠原蛋白的生產。若能實現植物性醫療用膠原蛋白的實用化,將可有助於降低過敏反應的風險,並確保原料的穩定供應。
膠原蛋白是一種纖維狀的蛋白質,可做為生物體細胞的支架發揮其機能性,然而植物並未具備生成膠原蛋白的能力。UniBio則透過基因資訊設計,成功開發在植物內部產生大量膠原蛋白的基礎技術。生成膠原蛋白的植物經過採收、研磨、萃取、精製等過程後,可以製作出相當於人型膠原蛋白的膠原蛋白。
UniBio計劃將產出的膠原蛋白利用做為醫療用膠原蛋白原料。醫療用膠原蛋白廣泛應用於人造皮膚、人工骨骼等再生醫學領域,目前原料主要來自牛、豬等動物,但仍有引發人體過敏反應的風險。此外,飼料價格高漲造成的價格波動、家畜傳染病蔓延等亦導致穩定供應的問題。
與動物性膠原蛋白相比,使用植物性膠原蛋白可以降低過敏風險,且植物可以穩定栽培,達到穩定供應之目的。此外,由於屬於動物性產品相關法規、品質管理的範圍之外,可望更易於輸出或降低製造成本。回目錄
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20221007-TBSM生質與永續材料產業協會-成立大會

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