著者紹介

【中原剣】
株式会社ちとせ研究所　取締役　光合成事業統括　博士(バイオサイエンス)

2003 年奈良先端科学技術大学院大学博士課程修了。光合成の研究で博士号を取得。光合成と社会の関係を実地として学ぶため、ワイナリー立ち上げや宮大工など様々な仕事を通じ、衣・食・住の各仕事に従事する。
2006 年ちとせ研究所（旧ネオ・モルガン研究所）に入社。光合成バイオマスを起点とする研究開発プロジェクトの企画、運営を主導し、2011 年にバイオマス生産事業部を設立。
2012 年より現職。光合成から始まる循環の流れを事業として社会に還元し、永続的な循環型社会の構築を目指している。
監修、及び第1章1節・3節、第2章、第3 章1節を担当。

【尾張智美】
株式会社ちとせ研究所　研究開発部　バイオエンジニア　博士（生物科学）

2006 年東邦大学理学部生物学科卒業。2009 年東京大学修士課程修了、2016 年筑波大学で博士号取得。大学時代は微細藻類の基礎研究を行う。
2013 年ちとせ研究所（旧ネオ・モルガン研究所）に入社。研究開発部で国内外での微細藻類取得の戦略作成から現地サンプリング、培養評価に従事。また東邦大学において非常勤講師として藻類学を担当している。
主に第3章3節を担当。

【星野孝仁】
株式会社ちとせ研究所　藻類活用本部　本部長　博士(農業工学)

2001 年東京大学農学部生物システム工学科卒業。2010 年アリゾナ大学にて博士課程終了後、2015年までアリゾナ大学にて上級研究員として微細藻類バイオマス大量生産を目的としたフォトバイオリアクターの開発・研究に携わる。
2015 年ちとせ研究所（旧ネオ・モルガン研究所）に入社。藻類関係の事業開発関連職を担当する。
主に第1章2節、第3 章1節を担当。

【川原田雄希】
株式会社ちとせ研究所　Tech & Biz Development Div. Researcher

2012 年東京大学農学部卒業。教職を経てホーエンハイム大学大学院（ドイツ）、さらにルーベンカトリック大学大学院（ベルギー）でバイオエコノミー及びその関連の技術や政策等を学ぶ。
2019 年にちとせ研究所に入社し、事業開発関連職を担当する。
主に第3 章2節を担当。

目次

第一章　藻類ビジネスの背景～バイオマス生産の現状と藻類の利点～

第1節　藻類バイオマスを取り巻く現状
1．藻類産業構築にむけて
2．藻類バイオマス生産の現状と問題点

第2節　光合成の観点からみたバイオマス生産
1．光合成のメカニズム
2．光合成のエネルギー変換効率
　2.1 理論最大値
　2.2 実測値
3．光合成によるバイオマス生産量と収量

第3節　藻類培養のメリット
1．藻類の特徴
　1.1 産業展開の広さ
　1.2 使う水資源の少なさ
　1.3 対応可能な土地の多さ
　1.4 生産性の高さ
2 藻類と人類の歴史
　2.1 藻類とは
　2.2 藻類と人類の関わり
　2.3 藻類利用の歴史

第二章　藻類の産業利用の現状と展望

第1節　藻類の産業利用
1．藻類の産業展開戦略
　1.1 レッド領域
　1.2 グリーン領域
　1.3 ホワイト領域
2．藻類産業のロードマップ
3．藻類を利用した様々な事業分野・商業利用の詳細と展望
　3.1 色素分野
　　3.1.1 カロテノイド
　　3.1.2 色素タンパク質
　3.2 脂質分野
　　3.2.1 脂質の分類
　　3.2.2 油脂の分類
　　3.2.3 油脂源としての藻類
　　3.2.4 オメガ3(高度不飽和脂肪酸)
　　3.2.5 DHA・EPA
　　3.2.6 高オレイン油
　　3.2.7 植物性バター
　　3.2.8 炭化水素
　3.3 食品分野
　　3.3.1 健康食品
　3.4 水産飼料分野
　　3.4.1 水産養殖
　　3.4.2 養殖業の構造
　　3.4.3 種苗生産と藻類

第2節　藻類を利用した新規事業立ち上げ・展開
1．新規事業シーズとしての藻類のポテンシャル
2．藻類の産業構造
　2.1 個別分業モデル
　2.2 加工・販売融合モデル
　2.3 生産・加工融合モデル
　2.4 一気通貫モデル
3．藻類種の選択
4．モデルケース1：株式会社タベルモの取り組み(『すでに市場ありの種』)
　4.1 差別化を生み出した研究開発
　4.2 タベルモ社の販売戦略
　4.3 タベルモ社の参入モデル
　4.4 タベルモ社の今後の展開
5．モデルケース2：株式会社ユーグレナの取り組み(『まだ市場なしの種』)
　5.1 ユーグレナ社の沿革
　5.2 ユーグレナ社の販売戦略
　5.3 ユーグレナ社の参入モデル
　5.4 ユーグレナ社の今後の展開

第3節　世界の藻類研究開発動向(米国、EU 圏、日本)
1．米国の藻類研究開発動向
　1.1 米国の研究政策と研究体制図
　　1.1.1 米国の研究政策
　　1.1.2 米国の研究体制
　1.2 米国の研究開発動向
　1.3 米国の各研究開発プロジェクトの概要
2．EU 圏の藻類研究開発動向
　2.1 EU圏の研究政策と研究体制図
　　2.1.1 EU における藻類研究政策
　　2.1.2 藻類燃料研究の研究体制
　2.2 EU圏の研究開発動向
　2.3 EU圏の各研究開発プロジェクトの概要
　　2.3.1 EUにおける燃料用途の藻類研究プロジェクト
　　2.3.2 EUにおける燃料以外の藻類研究プロジェクト
3．日本の藻類研究開発動向
　3.1 日本の研究政策と研究体制図
　　3.1.1 日本における藻類研究の歴史
　　3.1.2 藻類燃料研究から見る日本の研究政策と研究体制
　3.2 日本の研究開発動向
　3.3 日本の各研究開発プロジェクトの概要
　　3.3.1 藻類燃料関連プロジェクト
　　3.3.2 日本における燃料以外の藻類関連プロジェクト
4．日米欧の研究開発戦略比較と日本の展望
　4.1 日米欧の研究予算の比較
　　4.1.1 燃料関連の藻類研究予算の動き
　　4.1.2 燃料以外の藻類研究予算の動き
　4.2 日米欧の戦略比較
　4.3 日本が目指すべき方向

第三章　ビジネス応用に向けた藻類の培養と生産

第1節　藻類バイオマス生産における工業プロセス
1．藻体の大量培養の工程
　1.1 藻類の大量培養の歴史概要
　1.2 培養システムの分類
　1.3 開放系培養システム
　　1.3.1 自然湖沼・粗放型
　　1.3.2 円形ポンド型
　　1.3.3 レースウェイポンド型
　　1.3.4 カスケード型
　1.4 閉鎖系培養システム　
　　1.4.1 カラム型
　　1.4.2 サーペンティン(一筆書き)型
　　1.4.3 マニフォールド(多岐菅)型
　　1.4.4 フラットパネル型
　　1.4.5 フレキシブルフィルム型
　　1.4.6 担持体型
　　1.4.7 浮遊型
　　1.4.8 屋内タンク型
2．藻体の回収技術
3．藻体の乾燥技術
4．藻体からの抽出技術

第2節　藻類バイオマス生産事業の経済性
―Techno-Economical Assessment(TEA) 概論―
1．TEA の概要
2．TEA の仕組み
3．分析に必要な数値の設定
　3.1 分析の手順
　3.2 資本コストの試算
　3.3 コスト係数
　3.4 スケール係数
　3.5 オペレーションコスト(OPEX)の試算
　　3.5.1 トップダウン方式
　　3.5.2 ボトムアップ方式
4．経済分析
　4.1 キャッシュフローの推定
　4.2 資本の時間割引とは
　4.3 費用便益分析による賞味現在価値(NPV)・内部利益率(IRR)の考え方
　4.4 長期借入金の返済
　4.5 感度分析

第3節　藻類研究に利用される手法のまとめ
1 藻類種の探索・単離
　1.1 サンプリング
　　1.1.1 サンプリングに必要な道具
　　1.1.2 サンプリングの実施
　　1.1.3 野外サンプルの保管方法
　1.2 粗培養
　　1.2.1 粗培養で用いる培地
　　1.2.2 液体培地粗培養
　　1.2.3 寒天培地粗培養
　1.3 単離・株化
　　1.3.1 ピペット洗浄法による単離・株化
　　1.3.2 寒天培地単離法による単離・株化
　1.4 株の同定
　　1.4.1 形態分類学的同定
　　1.4.2 分子系統学的同定
　1.5 特許出願時の藻類株の寄託
　1.6 藻類株保存機関からの購入
2．藻類の評価
　2.1 評価培養における滅菌設備
　2.2 評価培養における設定項目
　　2.2.1 光条件
　　2.2.2 温度条件
　　2.2.3 通気条件
　　2.2.4 攪拌条件
　2.3 有用藻類株の選抜
　　2.3.1 藻類に求められる形質
　　2.3.2 高増殖・高バイオマス生産性
3．各種測定
　3.1. 培養環境の測定方法
　　3.1.1 温度(水温、外気温)の測定
　　3.1.2 光強度の測定
　　3.1.3 溶存酸素の測定
　　3.1.4 pHの測定
　3.2 細胞濃度の測定
　　3.2.1 細胞数の測定
　　3.2.2 乾燥重量の測定
　　3.2.3 濁度の測定
　3.3 各種成分の測定方法
　　3.3.1 総脂質量の簡易測定
　　3.3.2 脂質分析
　　3.3.3 タンパク質量測定
　　3.3.4 色素分析
4．藻類の育種
　4.1 突然変異法
　4.2 遺伝子改変技術
　　4.2.1 相同組み換え法
　　4.2.2 RNA 干渉法(RNAi 法)
　　4.2.3 ゲノム編集法
　4.3 遺伝子改変技術に用いる核ゲノムへの外来遺伝子導入法
　　4.3.1 パーティクルガン法
　　4.3.2 ガラスビーズ法
　　4.3.3 エレクトロポレーション法
　　4.3.4 アグロバクテリウム法
　4.4 藻類への育種技術適用の現状
　4.5 藻類育種の今後
5．藻類のスケールアップ培養
　5.1 種藻培養
　5.2 屋外スケールアップ培養