（一）背景和目标

    由于人口减少，米消费量下降，土地的平均产量增加等原因，使日本今后上升至38万ha的不耕地恐怕还会增加。在弃耕地轮作栽培作物，可避免连作障碍和土地浸蚀现象。如果种植可以生产乙醇的作物，将成为防止地球暖化及石油枯竭的对策。因此，研究了两种稻秸，稻壳能量转换系统，解明从水稻生产生物乙醇系统的能量收支。其一是让稻秸，稻壳气化发电，从粗米生产乙醇的乙醇、电力联产系统。气化发电提供乙醇生产中必须的电力和蒸汽，剩余电力出售给电力公司。其二是用加水分解使稻秸，稻壳糖化，将糖化过程的副产品木质气化，补充作为乙醇转换中必要的能源的生物乙醇优先系统，如图1。

（1）乙醇、电力联产系统

（2）乙醇优先系统

图1从水稻生产乙醇系统过程

（二）研究方法

    投入农业生产的能量从“米及麦类的生产费”和产业有关表以及能量平衡表推算的能量单耗求得。生物质生产量用多收米粮的3年平均粗米收量825kg/8.25kg/10a的值。稻秸和稻壳发生量从对粗米的干物重基准的副产物比（1.2，0.22）算出。在乙醇生产过程的投入能量，粗米以全淀粉多的物质原料一玉米的数据为基准推算。稻秸、稻壳以纤维素原料——柳枝稷的数据为基础推算。乙醇生产量从原料的各种成分计算乙醇的理论可能收量。糖化率、发酵效率，精制效率相乘，计算出乙醇生产量。计算结果，从1000kg粗米可生产434L乙醇，从1000kg稻秸生产250L ，从100kg稻壳生产220L乙醇。利用气化发电的热电联产，发电的效率30%，输电端效率24%，热回收效率50%。结果适用于该研究系统。

（三）结果和考察

    能量收支以从乙醇生产量和剩余电力合计的产出能，扣除农业生产和生物质转换过程投入能量值为定义。  系统（1）和（2）的能量收支都为正数，从能量生产性的观点看，很清楚，多收米，水稻生物乙醇生产系统是完全可能的。系统（1）的能量收支是12.9GJ/10a，比系统（2）的1.5GJ/10a的数值大。这是由于在（2）所产出的乙醇为（1）的约2倍，而在乙醇生产中所必要的电力及蒸汽量也变多。从乙醇优先的系统（2），大概是10a生产707L乙醇。根据2006年日本全国弃耕地为38万ha，如果用（2）系统生产的乙醇纯产量可推算为266万KL。现在日本的汽油消费量约为6000万KL，利用弃耕地种稻生产生物乙醇，完全可全量供给了所需用的乙醇。