酪農の盛んな北海道では，乳牛1頭あたり1日約65kgものふん尿が排出されます。これまでは悪臭や処理負担の要因とされてきましたが，実はふん尿から得られるバイオガスは，再生可能エネルギーとして大きな可能性を秘めています。私たちの研究は，この「ふん尿」という有用な資源を地域のエネルギー循環に活かし，酪農・環境・エネルギーの三位一体の課題解決につなげることを目指しています。
　バイオガスは微生物によるメタン発酵によって生成され，発電や熱利用に活用できます（図1）。天候に左右されず安定して得られる点が特長であり，再生可能エネルギーの中でも制御可能な電源として注目されています。近年では発電にとどまらず，燃料や水素など多様な形に変換することも可能で，将来のエネルギー供給の幅を広げる資源といえます。このように，バイオガスは「地域に根ざした再エネ」であると同時に，ヨーロッパを中心に国際的に導入が進むツールであり，温室効果ガス削減とエネルギー安全保障の両面から重要性が高まっています。
　本研究では，ふん尿を効率よくエネルギーに変換する仕組みづくりに加え，電力需要に合わせて発電量を調整する技術や，IoTを活用した牛舎環境とエネルギーデータの統合解析にも取り組んでいます（図2）。これにより，酪農家の労働負担を軽減し，エネルギー利用の最適化や環境負荷の低減を実現します。また，メタン発酵後に残る消化液は，液肥や堆肥として農地に還元可能で，エネルギーと肥料を同時に供給できる点は，循環型農業を支える重要な仕組みです。すなわち「良い餌を牛に与え，ふん尿をエネルギーと肥料に変え，再び農地へ返す」という循環が成立します。このように，ふん尿を出発点としてエネルギー・資源・環境を結びつける「持続可能な循環」を地域に根付かせることが，私たちの研究の大きな特長です。

図1　バイオガスプラント

図2　スマート統合システム