Research press release

生物工学:魚粉の代用品としてのメタン由来タンパク質の費用対効果の評価

Nature Sustainability

Biotechnology: Cost effectiveness of methane-derived protein as fishmeal assessed

米国では、産業によって排出されたメタンから細菌を用いてタンパク質を生成することが、魚粉の費用対効果の高い代替となる可能性がある。このことを示した経済分析について報告する論文が、Nature Sustainability に掲載される。

米国各地の埋め立て地、汚水処理場、石油産業やガス産業などから排出され広がったメタンは、全球的気候変動の大きな要因の1つである。メタン資化菌と呼ばれる特定のタイプの細菌は、産業によって排出されたメタンを捉えてタンパク質に変換でき、得られたタンパク質は、栄養価が高く、動物の飼料として使用できる。

今回、Sahar El Abbadiたちは、メタン資化菌を用いて微生物タンパク質(魚の飼料として割合を限定して認可されている材料)を作る際の年間コストを見積もる、技術経済モデルを開発した。Abbadiたちは、このコストをいくつかのカテゴリーに分け、冷却などに使用する電力が主要な投入資本であることを明らかにした。捕捉された廃棄メタンからの魚粉代用品の生産は、コスト競争力があると予想された。言い換えると、現在の技術コストにおいて、魚粉(1メートルトン当たり1600ドル)と同等かより低い価格で、全世界の魚粉市場の14%に相当するメタン由来タンパク質を、米国単独で生産できる可能性があり、冷却費や必要労働量などの生産過程のコストを20%削減すれば、生産高を増やして全世界の魚粉の総需要を満たすことができる可能性がある。

関連するNews & Viewsでは、Richard Cottrellが、かなり多額の先行投資の可能性を考慮する必要性や、このシステムがメタンの削減を超えて環境や社会に及ぼす全体的影響などの未解決の課題を強調している。しかしCottrellは、「Abbadiたちは、産業メタンを使った細菌の生産が、気候変動に取り組みながら、動物飼料(ひいてはヒトの食料)の持続可能な生産を維持するのに役立つことを強く訴えている」と結論付けている。

Using bacteria to produce protein from industrial methane emissions in the United States could represent a cost-effective alternative to fishmeal, according to an economic analysis published in Nature Sustainability.

Methane emitted and flared from industrial sources — such as landfills, wastewater treatment plants and the oil and gas industry — across the US is a major contributor to global climate change. Certain types of bacteria — known as methanotrophs — can capture and transform industrial methane emissions into protein. This protein has a favourable nutritional value and can be used as animal feed.

Sahar El Abbadi and colleagues developed a techno-economic model to estimate the annualized cost of using methanotrophic bacteria to produce single cell protein — an ingredient approved for fish feed at limited percentages. The authors disaggregate the costs into several categories, revealing that the main input is electricity for cooling and other uses. Producing a fishmeal substitute from captured waste methane is predicted to be cost-competitive. In other words, at current technology costs, the US alone could produce enough methane-derived protein to be equivalent to 14% of the global fishmeal market at equal or lower prices than fishmeal (approximately US$1,600 per metric ton). Reducing costs in the process, such as cooling or labour requirements, by 20% could increase this volume to satisfy total global demand for fishmeal.

In an associated News & Views article, Richard Cottrell underlines outstanding challenges, such as the need to consider potential, sizeable upfront investments or the overall environmental and social impacts of this system beyond methane reductions. However, he concludes that the authors “make a compelling case that producing bacteria using industrial methane could help to support sustainable animal feed (and thus human food) production while taking action on climate change.”

doi: 10.1038/s41893-021-00796-2

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