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Bloom Biomass Utilization開発中

回収した藻類バイオマスとカキ殻を「資源」へ
Bloom Biomass Utilization

副産物を価値ある資源に

Bloomoの水浄化プロセスで回収される藻類バイオマスおよびカキ養殖で副産する大量のカキ殻は、適切な装置と評価手法があれば、付加価値の高い資源になる。水産飼料・土壌改良材・建築資材・肥料原料への多段階の変換と、LCA/MRV に基づく炭素収支の定量評価により、水圏バイオマスを循環経済に組み込む。

Why This Matters

バイオマス有効利用が今求められる理由

藻類バイオマス側の課題

  • 産業規模での収益性はハーベスティングとドライング工程のコストに支配される。遠心分離は回収率≥90%だが 0.8–1.2 kWh/m³、噴霧乾燥は≥3 MJ/kg を要する[1]
  • ポルトガルの 1 ha の工業規模の培養(Nannochloropsis oceanica、遠心分離+凍結乾燥)を想定した試算では、バイオマスの生産コストは 53.32 €/kg DW とされている[2]。収穫・脱水のコストが総コストの大きな割合を占めることも報告されている[3]
  • 飼料に藻類をどこまで使えるかは魚種によって大きく異なると報告されており、魚種ごとの設計と加工プロセスが性能を左右する[4]

カキ殻側の課題

  • 東アジア・東南アジアで年間 600–800 万トンのマリカルチャー廃棄物が発生。台湾だけで年約 220 万トン[5]
  • 可食部に対し殻が生体重の 約70% を占め、養殖規模拡大に伴い処理コストが増大[6]
  • カキ殻の約95%はCaCO₃であり[6]、コンクリートの細骨材や土壌改良材としての利用が報告されているが[6][11]、事業者による LCA 定量評価の例は少ない

科学的留保: カキ殻と炭素固定について

貝殻をつくる石灰化(Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O)では CO₂ も放出される。養殖二枚貝の殻の形成は、呼吸と石灰化を含めると CO₂ の放出源になり、炭素取引の対象にはできないとする研究がある[7]。一方、石灰化に伴う炭素の流れを LCA に組み込み、わずかな正味の吸収と評価した例もある[8]。長期利用(100年以上の資材化等)と適切な LCA 境界設定がなければ、炭素固定を単純に謳うことはできない。Novelgenは ISO 14040/14044 に沿った LCA の境界条件の下でのみ、炭素の価値を評価する方針で開発を進めている。

Novelgenのアプローチ

Novelgenは、現場(陸上養殖場、下水処理場、沿岸漁港)で藻類バイオマスとカキ殻を一体処理する装置群を開発中である。Bloomoと連結した後工程として固液分離→乾燥→粉砕/粒度調整を連続で行い、用途ごとに最適なプロセス条件を選べる設計を目指している。

飼料用

高純度・高タンパク質維持を前提とした加工条件

バイオ炭

熱分解前提の水分管理・乾燥工程設計

土壌改良材

粒度・pH 調整によりカキ殻との複合製剤化

さらに Bloomo Cloud Service で処理量・投入エネルギー・CO₂ の取り込み量を連続記録し、ISO 14040/14044 に沿った LCA と、将来の炭素クレジットの算定に使える MRV データを事業者に提供することを開発目標としている(適用できる方法論は検討中)。

Technical Features

技術仕様・主要指標

各数値は出典を明記しています。研究知見 / 開発目標 は学術文献値/Novelgen開発目標値を示します。

藻類バイオマス処理

研究知見

0.3–0.4%

DW

PBR出口バイオマス濃度

[3]

研究知見

15–25%

固形分

脱水後スラリー

[3]

研究知見

<5%

水分

最終乾燥後(輸送要件)

[3]

研究知見

0.8–1.2

kWh/m³

遠心分離エネルギー

[1]

研究知見

≈0.8–1.0

kWh/kg

噴霧乾燥エネルギー

[1]

研究知見

40–70

wt%

タンパク質含量

[9]

研究知見

≈1.83

t CO₂/t DW

CO₂取り込みの理論値(正味の削減量ではない)

[10]

藻類バイオマス処理の指標(詳細)

指標値区分出典
PBR出口バイオマス濃度0.3–0.4% DW(閉鎖系)研究知見[3]
脱水後スラリー固形分15–25%研究知見[3]
最終乾燥水分<5%(長期保存・輸送要件)研究知見[3]
遠心分離エネルギー0.8–1.2 kWh/m³研究知見[1]
噴霧乾燥エネルギー約 0.8–1.0 kWh/kg研究知見[1]
藻類タンパク質含量40–70 wt%(Chlorella 51–58%, Spirulina 60–71%, Arthrospira 70%)研究知見[9]
CO₂取り込みの理論値(光合成)バイオマス 1 t(乾燥重量)あたり約 1.83 t CO₂(炭素含量 50% を仮定した化学量論値。総量であり、正味の削減量ではない)研究知見[10]

カキ殻資源化

研究知見

≈95%

CaCO₃

炭酸カルシウム含有率

[6]

研究知見

≈70%

生体重比

殻が占める割合

[6]

研究知見

750–2,250

kg/ha

カキ殻粉末の施用量(5年試験)

[11]

カキ殻資源化の指標(詳細)

指標値区分出典
炭酸カルシウム含有率約 95%研究知見[6]
生体重に占める殻比率約 70%研究知見[6]
カキ殻粉末の施用量(既往)750–2,250 kg/ha(酸性の赤色土の畑、5年間の試験)研究知見[11]
Use Cases

バリューストリーム:3つの資源化経路

Biomass circulation flow

排水・養殖排水NH₄⁺ · PO₄³⁻ · CO₂カキ養殖カキ殻副産600–800 万 t/年(東アジア全体)Bloomo 培養N・P・CO₂ の取り込み光合成バイオマス生産固液分離脱水・粉砕・粒度調整(回収バイオマス処理装置)STREAM A水産・家畜飼料養殖用水で育てた藻類に限る / 仔稚魚・二枚貝種苗用 / RAS 併設型STREAM Bバイオマテリアルカキ殻 CaCO₃(建材) / バイオ炭(土壌改良材)CO₂ 鉱物化(CaO 経路)※ LCA 境界評価を前提とするSTREAM C窒素・リン肥料液肥 / ペレット肥料 / 下水処理統合型資源回収

※ 回収バイオマス処理装置は開発中です。フロー図は設計コンセプトを示します。用途は育てた水の由来と法令に応じて決め、下水・工場排水で育てたバイオマスは飼料にしません。

STREAM A

水産・家畜飼料

主な活用形態

  • 仔稚魚・二枚貝種苗向け微粒餌料
  • 配合飼料原料 BtoB 供給
  • RAS 併設型飼料生産
水産養殖業者飼料メーカー陸上養殖 RAS

Bloomo 培養の高タンパク質藻類(40–70 wt%[9])を現場で飼料粒化する装置により、飼料を使う現場で生産できるようにする(開発中)。二枚貝・甲殻類の初期発生段階では微細藻類が直接の栄養源になり、連続供給できるため密度と鮮度を管理しやすい。

Chlorella / Spirulina / Nannochloropsis 等の種類に応じてタンパク質・ω-3 PUFA・カロテノイド組成を選べる[4][9]。RAS 内で養殖排水を Bloomo で処理し、得られたバイオマスを同じ施設内で飼料にすることで、物流を挟まない循環の設計を目指している。

※ 飼料原料としての可能性を示します。特定栄養価・疾病予防効果の保証ではありません。魚種別の適用配合率は文献[4]を参照。飼料に使うのは、養殖用水など飼料に使ってよい原水で育てた藻類に限ります。下水・工場排水で育てたバイオマスは飼料には使わず、肥料・バイオ炭などに回す想定です。いずれも重金属・病原体などの分析と、飼料の安全性の確保及び品質の改善に関する法律・肥料の品質の確保等に関する法律など関係法令への適合を前提とします。

STREAM B

バイオマテリアル(カキ殻複合利用)

主な製品系統

  • 建材向け CaCO₃(コンクリート細骨材代替)
  • 土壌改良材(カキ殻粉末 + 藻類バイオ炭)
  • CO₂ 鉱物化原料(CaO 経路)

粉砕したカキ殻は、コンクリートの細骨材の一部の代替として使えることが報告されている[6]。前処理で、セメントの水和を妨げない粒度・純度を確保する。酸性の赤色土の畑(落花生)にカキ殻粉末を 5 年間施用した試験では、750–2,250 kg/ha の施用で、無施用に比べて収量の低下が緩やかになり、土壌の酸性化と可給態の Cd が抑えられた[11]。藻類のバイオ炭と組み合わせた土壌改良材は、当社の検討課題である。

CO₂ 鉱物化(CaO 経路)は、煅焼で CaO 化し排ガス CO₂ を CaCO₃ として固定するプロセスである[5]。煅焼に使うエネルギーを含めた正味の収支は、LCA で評価する必要がある。

注意:カキ殻の炭素固定の評価は ISO 14040/14044 に準拠した LCA 境界条件の下でのみ行う。石灰化過程での CO₂ 放出を含む正味収支の評価が前提となる。
STREAM C

窒素・リン肥料

主な活用形態

  • 液肥・スラリー肥料(脱水途中スラリー直接利用)
  • 固形化ペレット肥料(圧縮成型)
  • 下水処理統合型資源回収
関連: 下水処理場における資源回収プロセス →

Algal Bloom Capture の窒素同化機能により、被処理水の NH₄⁺・PO₄³⁻ を藻類バイオマス中にタンパク質・ポリリン酸として保持する。窒素の多くを、藻類のタンパク質として回収することをめざす。硝化・脱窒に比べて、N₂ や N₂O として大気に出る量を減らせると考えられるが、藻類自身が出す N₂O[12]やアンモニアの揮散も含めた窒素の収支は、実証で確認する。

下水連携ページ参照

※ 肥料原料としての可能性を示します。肥料の品質の確保等に関する法律に基づく保証成分の表示ではありません。排水由来のバイオマスを肥料にするには、重金属などの分析と同法への適合が必要です。

Market & Positioning

市場機会とポジショニング

3 つの需要

飼料・土壌改良材・建材

藻類バイオマス市場

市場規模の数値は面談でご説明します

水産飼料(魚粉代替)の持続可能性要請、農業用土壌改良材のアニマルフリー需要、建設部材の低炭素化(GX建材)の 3 つの需要が並行して伸びている。

断片化 → 統合化

地域 GX プロジェクト拡大中

カキ殻資源化市場

広島・宮城・岡山等

HIROSHIMA SANDBOX 等の地域 GX プロジェクトが立ち上がっている。カキ殻の処理は、ばらばらの処理から一体的な処理へ移りつつある。

GX / ESG

脱炭素・資源循環要請

規制・制度的追い風

国内の制度

国内の GX 推進法や J-クレジット制度などが、廃棄物から資源への転換のニーズを後押しする。藻類やカキ殻に使えるクレジットの方法論があるかは、検討・確認中である。

ポジショニング(競合比較マトリクス)

高付加価値化

低付加価値化

一体化

断片的

Novelgen

Bloomo 連携 + LCA/MRV

3 Stream 同時対応

既存廃棄物処理

単一用途 / コスト中心

大手化学/飼料メーカー

高付加価値だが単独工程

差別化ポイント: Bloomo 培養との直接連携 / LCA・MRV データの自動記録(炭素の価値の算定に向けて開発中) / 複数ストリーム同時対応。

Development Status

開発・実績ステータス

既存成果(2023–2025)

2023/10

広島県カーボンリサイクル事業

マガキ–微細藻類複合養殖

2023/12

SBIR フェーズ3 基金採択

農林水産省 中小企業イノベーション創出推進事業(牡蠣肥育システムと水産流通 DX)

2024/4

SBIR フェーズ2 採択

閉鎖循環養殖

2025/4

Bloom Oyster テスト出荷

市場提供フェーズ開始

2025

HIROSHIMA SANDBOX 採択

広島県産業振興機構 認定

現在開発中

藻類バイオマス現場脱水・粒度調整装置プロトタイプ(Bloomo 後段)

カキ殻粉砕 × 藻類バイオ炭ブレンド装置

LCA・MRV 連携 Bloomo Cloud Service 拡張

今後のマイルストーン

商業スケール収穫乾燥装置の標準化

炭素クレジットの方法論の適用可能性と LCA の検討

関係法令(肥料・飼料・廃棄物)への適合の確認

※ 記載の成果は公式発表済み情報に基づきます。装置仕様・開発スケジュールは実証進捗により変更の可能性があります。

References

参考文献

  1. Geng Y., et al. "Microalgal biorefineries: a systematic review of technological trade-offs and innovation pathways." Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, 2025, 18, 93. DOI →
  2. Vázquez-Romero B., Perales J.A., Pereira H., Barbosa M., Ruiz J. "Techno-economic assessment of microalgae production, harvesting and drying for food, feed, cosmetics, and agriculture." Science of the Total Environment, 2022, 837, 155742. (1 ha industrial-scale case in southern Portugal, Nannochloropsis oceanica.) DOI →
  3. Fasaei F. et al. "Techno-economic evaluation of microalgae harvesting and dewatering systems." Algal Research, 2018. ScienceDirect →
  4. Siddik M.A.B. et al. "Expanded utilisation of microalgae in global aquafeeds." Reviews in Aquaculture, 2024. DOI →
  5. "Sustainable conversion of oyster shell waste into high-purity calcium carbonate via CO₂ mineralization." Journal of CO₂ Utilization, 2024. ScienceDirect →
  6. Hong Y.-M., Choudhury S.R. "The Substitution Effect of the Fine Aggregate in Concrete with Oyster Shell." Materials, 2024, 17(24), 6148. DOI →
  7. Munari C., Rossetti E., Mistri M. "Shell formation in cultivated bivalves cannot be part of carbon trading systems: a study case with Mytilus galloprovincialis." Marine Environmental Research, 2013, 92, 264–267. DOI →
  8. Martini A., et al. "Environmental performance and shell formation-related carbon flows for mussel farming systems." Science of the Total Environment, 2022, 831, 154891. DOI →
  9. Ahmad A. et al. "An overview of microalgae biomass as a sustainable aquaculture feed ingredient: food security and circular economy." Bioengineered, 2022, 13(4), 9521–9547. DOI →
  10. Stoichiometric estimate (not a literature value): assuming carbon makes up 50% of dry weight, 0.50 × 44.01 / 12.01 ≈ 1.83 t CO₂ per t DW. This is gross photosynthetic uptake, not a net reduction; ash-rich biomass grown in wastewater can contain less carbon.
  11. Li H., Wu Y., Li J., Han T., Liu K., Huang S. "Long-term oyster shell powder applications increase crop yields and control soil acidity and cadmium in red soil drylands." Frontiers in Plant Science, 2025, 16, 1506733. DOI →
  12. Plouviez M., et al. "The biosynthesis of nitrous oxide in the green alga Chlamydomonas reinhardtii." The Plant Journal, 2017, 91(1), 45–56. DOI →

※ 数値は各文献の対象・条件での値で、当社設備の性能値ではありません。

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