森林から先端材料を作る、世界が認めた日本の実力

2015年マルクス・ヴァーレンベリ賞が東大の磯貝明教授ら3人に

　森林のノーベル賞と言われるマルクス・ヴァーレンベリ賞を、日本人が初めて受賞することになった。スウェーデンのマルクス・ヴァーレンベリ財団が、2015年の受賞者を東京大学の磯貝明教授と齋藤継之准教授、そしてフランス国立科学研究所植物高分子研究所の西山義春上級研究員に授与すると発表したのである。

　この賞の存在は日本ではほとんど知られてこなかった。実際、受賞者の決定を発表した記者会見場には私を含めて数人の記者しかおらず、大手メディアはいなかったようである。

　しかし今回、磯貝教授をはじめ日本人が3人受賞した意義は極めて大きい。

　とりわけ、国内で消費するエネルギーのほとんどを海外からの輸入に頼ってきた日本にとって、日本が実は世界でも類まれな森林というエネルギー資源大国であるだけでなく、その森林資源を最先端の構造・機能材料として使う研究で世界のリーダー的役割を担っていることがはっきり示されたからである。

　磯貝教授たちが今回受賞することになったセルロースナノファイバーの研究についてはJBpressでもたびたびご紹介してきた。木から取り出した非常に強靭なミクロの繊維は、環境に極めて優しいだけでなく、先端的な構造・機能材料として様々な用途が考えられている。

　時計の針を思い切って先に進めてしまえば、石油などから作られている私たちの身の回りにある製品が森林を原料とする製品に置き換わっている可能性がある。それほどに期待の新素材なのである。

　木から様々な製品が作られるということは、空気中の二酸化炭素で製品を作ることと言い換えることもできる。つまり、製品を作れば作るほど空気中の二酸化炭素を減らすことになる。地球温暖化対策の究極の形と言ってもいい。

　その最先端研究の現状と未来について磯貝教授にインタビューした。なお、インタビューには同賞の選考委員会シニアアドバイザーを務められている藤原秀樹・カーボンニュートラル資源研究所代表にも同席いただいた。藤原さんがJBpressの寄稿者の1人でもあることはご承知の通り。

森林から生まれる「環境に優しい先端材料」

川嶋　マルクス・ヴァーレンベリ賞の受賞は、日本、そしてアジアで初めてという快挙ですが、磯貝先生は予感はあったのですか。

磯貝　いや、全くありませんでした。実用化までにはまだまだ時間がかかるものなので・・・。

藤原　そもそもこの賞は、実用化されている、そして受賞者本人が現役であるという2つの条件を満たすことが必要でした。ただ、2013年からは先駆的・学術的な研究にも対象が広がっています。

　磯貝先生たちの研究は、既にいくつかの企業がTEMPO酸化セルロースナノファイバー製造のパイロットプラントを建てるところまできています。ですから、学術的な研究成果であると同時に実用化の一歩を踏み出していると見なされたのではないでしょうか。

川嶋　今回の受賞対象になった研究は一見地味ですが、国土の6割以上が森林である日本にとって非常に大きなインパクトがあるのではないかと思います。

　以前、藤原さんにも『“資源大国日本”がリードする次世代繊維』という記事を寄稿していただきましたが、まさに日本が資源国になる可能性がある。

磯貝　ナノセルロースは、再生可能な資源であるバイオマスを利用することで化石資源の使用量を削減したり、生分解性があるので廃棄物量を削減できるなどのメリットがあり、従来のナノ材料に代わり得る素材であると認識されつつあります。

　日本には豊富な針葉樹がありますが、あまり使われずに放置されている場合が多いですよね。でも、これまで紙製品などに使われてきたセルロースを効率的にナノ化することで、森林資源から継続的に先端材料を生み出せるようになります。

　また、バイオマスを燃やすと、せっかく植物が二酸化炭素を蓄積したものが大気中に戻ってしまいますが、先端材料として蓄積すれば低炭素社会、温暖化の防止、循環社会の構築に貢献できると思っています。

産業界もナノセルロースの応用に本腰

川嶋　これは日本企業にとってもチャンスですね。

磯貝　日本の製紙産業がバイオリファイナリー、つまり生物材料を利用する総合化学メーカーに変貌しようという意思を表明されていますし、いろいろな企業が製品開発に取り組んでくださるなど、何とかこれを実用化したいという非常に強い意欲を感じています。

　実際、2010年から始まった花王、凸版印刷、日本製紙の3社によるTEMPO酸化セルロースナノファイバーを用いた製品の共同開発は今も続いていますが、出口が見えてきているものがあります。

　まだ具体的にお話しはできませんが、たまたま技術者がこれでやってみようかなというもので、私は少々懐疑的でしたが、これが上手くいっている場合があるんですよ。

　他の例としては、タイヤの補強剤としてカーボンブラックという主に化石燃料由来のものが使われています。カーボンブラックは非常に優れたもので、代替できるものがなかったんですが、セルロースナノファイバーではそれと同じくらいの特性が出る。

　そこで、カーボンブラックの何割かを生物由来のナノセルロースに取り替えるという応用が考えられています。ただ、コストやプロセスなどの課題がありますので、そんなに簡単なことじゃありません。

　安全性の問題もあります。今は10回実験して9回成功したというレベルですが、99.999％以上の成功率というところまでいかないと実用化には至らないですから。

　そういう意味でハードルはまだまだ高いですが、チャンピオンデータと言うか、良いデータだけを見ると、希望が湧くような結果が結構出ているという状況です。

　また幸運なことに、日本には様々なナノ材料の研究者がたくさんいるんですね。多くは日本独自の技術なので。ただ、安全性やコスト面での課題があるため、まだ出口があまりないんです。

　それらの研究者の皆さんとの情報交換から、ナノセルロースを検討してくださることになり、実用化につながりそうなデータを出していただいているケースが多くあります。


川嶋　ナノセルロースの応用研究をする人が増え始めているんですね。産業界、学術界ともに研究が活発化することで、ナノセルロースのおもしろい用途が見つかると期待できますね。

磯貝　カーボンファイバーにしても光触媒にしても、初めは既存の市場の何割かを新しい素材に取り替えられないかというところから出発したけれど、現実にはその過程で見つかった全く違う分野で実用化されたりする。

　ですから、技術者の方が継続的に新しい分野への応用展開にチャレンジすることがとても重要です。私たち大学のメンバーとしては、その過程で出てくる課題を解決するために、基礎的な研究でお手伝いをしたいと思っています。

日本的経営がアドバンテージに？

川嶋　先ほど、日本の製紙産業がバイオリファイナリー企業への転換を図っているという話がありました。海外の製紙メーカーも同じような条件にあると思いますが、実際のところはどうなんでしょうか。

磯貝　海外でナノセルロースを何に使うんですかと聞くと、段ボールや紙容器の材料の一部として使えないか検討していると言うんですね。

藤原　海外の製紙メーカーは段ボールや紙容器に使われる板紙の将来を信じているんですよ。というのは、欧米では段ボールの生産量はあまり減っていません。印刷・出版用紙、新聞用紙などはIT化でかなり減っていますが。

　米国の板紙は非常に丈夫で、何でもかんでも板紙を使うから1人あたりの板紙使用量が多い。スウェーデン、フィンランドはバージンパルプというリサイクルしていない段ボールが多いんですが、供給量が増えている。

　なぜかと言うと飲料や化粧品用のパッケージの需要が大きい中国に輸出しているからです。それに、東欧などがEU圏に加わることで板紙の使用量が増えている。

　中国はどうかと言うと、自国の古紙だけでなく日本や米国や欧州から古紙を買って段ボールをつくっている。だから段ボールを輸出する能力はほとんどありません。

川嶋　と言うことは、板紙は中国などの新興国でまだ伸びるということで、欧米の製紙メーカーはここを頑張ろうと思っているんですね。日本のメーカーはさすがにもう伸びないと。

藤原　日本の場合は輸出するほど安くできない。それにこれから人口が減りますからね。輸出のできない閉じた市場で使用量は減っていくということで将来は見えている。

　印刷用紙も同じです。90％ぐらいが国内生産で、それがだんだん減っていく。だから日本は紙の将来を信じられないんです。

磯貝　私の印象では、日本と海外では企業の状況が全然違って、米国も北欧も、利益の出ないところは工場を閉鎖してレイオフして、常に利益を確保するようになっている。

　だから、ナノセルロースを先が分からないような応用分野に使うことが承認されないんでしょう。これを研究したいと言っても、まだ市場がないんだから自分のところでつくっているものに使いなさいと。そこで、段ボールは少し伸びているから段ボールに入れてみようと。

　そのかわりミッションはきついと思いますよ。値段を安くして、かつナノセルロースを入れた効果をちゃんと出さないと、このプロジェクトはおしまいって言われかねないんですね。

　それに対して日本の企業は雇用をなるべく維持しようとする。となると、リスクはあっても新しい分野の開拓にチャレンジすることが必要になる。紙も板紙もそんなに大きく伸びる可能性は少ないですから。

川嶋　日本的経営にはプラスマイナスいろいろな面がありますが、すぐに利益を出して株主に還元することができなくても、今いる従業員を維持して、資金を投入して、10年後、20年後に花咲くものをつくろうということですね。

新しい先端材料で世界のトップへ

川嶋　JBpressでは日本のナノセルロース研究で磯貝先生と並ぶ存在の、京都大学の矢野浩之先生にも寄稿していただいています。

　矢野先生の記事『政府もようやく気づき始めた資源大国ニッポン』では、2014年6月のアベノミクスの成長戦略『「日本再興戦略」改訂2014』にナノセルロースが取り上げられるなど、政府や関係省庁も急速に動き出したとありますね。

磯貝　経済産業省の主導で、オ―ルジャパンで何とか実用化の期間を短くしようと動き出しています。

　経産省は素材を提供する製紙産業と、そことは接点のなかった化学メーカーや自動車メーカーなどの出口に近い分野をつなぐ役割を担っていて、先端概念・マテリアルを森林産業につなげる努力をされています。

　日本再興戦略の件もそうですが、昨夏に「ナノセルロース推進関係省庁連絡会議」が立ち上がったのも、経産省の渡邊政嘉課長（製造産業局・紙業服飾品課）が自ら京大の矢野先生と関係省庁に足を運んで説明されたことが大きかったと思います。

　さまざまな分野の人が情報交換をする場を提供する一方で、省庁連絡会議は資金的な援助を行います。2013年10月に稼働が開始された日本製紙のTEMPO酸化セルロースナノファイバー実証プラントにも経産省からの援助がありました。

　そうすると企業としても100％自分で投資するリスクを軽減できる。数十億円規模の予算を、経産省、環境省、農水省で用意していて、企業からいい提案があればサポートしますよ、という状況です。

川嶋　産官学が一体となって、新しい先端材料を世界に先駆けて実用化するための道筋が整ってきていると。今回のマルクス・ヴァーレンベリ賞の受賞で、いっそう弾みがつきますね。

磯貝　いまナノセルロースの応用研究に苦労しながら取り組んでいる方たちがたくさんいらっしゃるので、私と齋藤先生、西山先生が受賞したことで、その方たちが少しでも勇気づけられれば嬉しいですね。

　私たちには何か出口の分野で直接アドバイスできることはないんですよ。ただ、研究開発に携わる方たちが、もうやめようかなと思うのを、いやもうちょっと頑張ろうと思ってくだされば、すべてではなくても、いくつかの検討が結局実用化につながるんだと思います。

　繰り返しになりますが、カーボンファイバーも飛行機に使われるようになるまで40年かかったように、新しいシーズが実用化に結び付くには極めて長い時間が必要です。

　ナノセルロースも、まだ海のものとも山のものとも分からないですが、100社を超える企業が日本製紙のつくったTEMPO酸化セルロースナノファイバーを使ってくださっていますし、関係省庁も含めてこれを一つの技術シーズにしていこうという意気込みが感じられるんですね。

　そういうことでは、何らかのイノベーションにつながってほしいし、つながるんじゃないかと期待しているところです。

筆者：川嶋 諭


出典：
http://news.livedoor.com/article/detail/10240262/