バイオものづくりは、遺伝子技術を活用して微生物や動植物の細胞を使い、化学素材や燃料、医薬品、食品などを生産する技術であり、カーボンニュートラルや循環型社会の実現に貢献する手段として注目されており、政府による大規模な支援も進められています。
本記事では2回にわたり、バイオものづくりの全体像と可能性、日本のバイオ産業の課題について解説します。前編ではバイオものづくりの概要と、その推進を支える基金について紹介しました。後編である今回は、基金のより具体的な支援内容やプロジェクトについて解説します。
バイオ基金による微生物・細胞設計プラットフォームの支援
日本国内でのバイオものづくりの競争力を強化するため、2つの基金事業を活用し、微生物・細胞設計プラットフォーム技術の開発・実証を推進しています。
具体的には、以下の取り組みが行われています。
・CO2を資源として活用できる微生物（水素酸化細菌など）の遺伝子改変等を通じたものづくり基盤の提供
・微細藻類の非遺伝子組み換えゲノム編集等の技術を活用したものづくり基盤の提供
・CO2固定微生物およびデータベースの提供
・未利用資源を活用するためのコリネ菌などの遺伝子改変等によるアップサイクルものづくり基盤の提供
今後は、これらの取り組みから得られた宿主微生物のデータを蓄積しながら、技術を活用する様々な企業との連携を深めていきます。
バイオ基金による大量培養・発酵生産プロセスの支援
バイオ基金による大量培養・発酵生産プロセスの支援では、バイオものづくりの商用化に向けて、大規模な微生物培養技術の確立が重要視されています。特に、灌流培養を取り入れた連続生産システムなどの効率的な培養手法を開発し、日本のバイオ産業の競争力向上を目指しています。
大量生産には、商用前に中規模のプロセス開発が必要ですが、多くの企業はその規模の培養設備を持っていません。そのため、多様な企業が活用できるバイオファウンドリ（培養プロセスを開発できる施設）の整備が重要とされています。また、微生物の改変やロバスト性を高める技術の開発にも注力し、育種から培養・精製・加工までを統合した「統合型バイオファウンドリ」の取り組みを進めています。
さらに、CO2を微生物の原料として活用する際は、ガス発酵培養技術が必要になります。水素・酸素を含む混合ガスを効率的に培養に利用しつつ、安全性を確保するための基準作りも進められています。これらの取り組みを通じて、バイオものづくりの商用化とコスト削減を実現し、持続可能な生産システムの確立を目指しています。
プロジェクトでの企業間連携とルール形成
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が推進するグリーンイノベーション（GI）基金事業1では、CO2吸収技術等の評価・測定方法、ガス発酵の安全基準、ライフサイクルアセスメント（LCA）、国際標準化、ブランディング手法、菌株やデータ共有など、複数のプロジェクト間で共通する協調領域を特定し、企業間の連携を強化しています。今後は、テーマごとに勉強会を開催し、知見の共有や標準化に向けた取り組みを進めていく予定です。
また、バイオものづくり革命推進事業2でも、プロジェクト間の協力を促進し、意欲的な事業者を中心にルール形成を行っていきます。
事例①｜ガス発酵の安全性基準と標準化
微生物によるガス発酵を利用したCO2固定化技術では、安全なガスの取り扱いが重要です。そのため、着火や燃焼の基本的情報、可燃性ガスの安全管理、災害対策などは各プロジェクトの安全指針を共有しています。一方で、各プロジェクトが進める装置やプロセス設計は競争領域とされています。
事例②｜ライフサイクルアセスメント（LCA）の開発と標準化
CO2削減効果を適切に評価するため、プロジェクト間でLCA手法の開発や標準化を進めています。初期段階では調査やデータ収集を行い、協調領域を特定。その後、国際標準化に向けて協調領域におけるLCA手法や標準化の共同開発を行います。
NITEコンソーシアムによるバイオものづくり支援の概要
製品評価技術基盤機構（NITE）は、CO2を活用したバイオものづくりを推進する事業者向けに「NITEコンソーシアム※1」を運営し、菌株やデータの提供を行っています。このコンソーシアムに参加することで、事業者はNITEが保有する菌株やデータプラットフォームを活用し、産業利用や技術開発を進めることが可能になります。
※1 NITEを幹事機関とする計8機関で構成されるコンソーシアム
GIフォーラムの設立とコンソーシアムの活動内容
2024年4月、NITEは「GIフォーラム3」の運用を開始しました。これは、バイオものづくりの推進を目的とし、参加企業や研究機関に対して、菌株や関連データの先行提供を行う取り組みです。GIフォーラムおよびNITEコンソーシアムでは、以下のような連携活動が進められています。
・菌株やデータの先行提供により、企業や研究機関が自社の技術開発・事業化に活用可能
・実証・研究を通じて得られたデータの一部のフィードバックにより、データベースや技術基盤の強化
・CO₂を活用したバイオものづくりに関する勉強会や情報交換会の実施
NITEはこれらの取り組みを通じて、バイオものづくりの社会実装を支えるとともに、新たなビジネス創出を後押ししています。
国内バイオファウンドリ拠点の活用と人材育成
日本では、バイオ技術を活用した生産プロセスの開発や、規模拡大（スケールアップ）の実証、さらに専門人材の育成を目的とした「バイオファウンドリ拠点」を各地に整備しています。これは、NEDOが主導する事業の一環です。
国内バイオファウンドリの拡充と人材育成の課題
国内バイオファウンドリの活用ニーズが急速に高まっています。特に、小型培養槽（最大30L）やパイロット規模の培養槽（最大3,000L）を用いた研究・開発の需要が増加しており、拠点拡充が急務となっています。しかし、これに対応できる施設や人材が不足しているため、利用希望者が増えても受け入れが難しい状況です。
大きな課題のひとつは、遺伝子組換え技術などの規制に対応できるパイロットスケールの実証拠点が国内に不足していることです。多くの企業は、研究開発を進めたくても社内に適切な設備がなく、専門知識を持つ人材もいないため、自社内での技術開発が困難な状況にあります。そのため、バイオ技術を実用化するためには、外部の拠点を活用する必要があります。
また、バイオ分野の人材育成が追いついていないことも大きな問題です。現在、小型培養槽やパイロット培養槽を扱う人材育成プログラムは実施されているものの、受講希望者が多く、全員が受講できない状況です。特に、企業が独自に人材を育成する環境が整っておらず、国内全体でのバイオ技術者の育成が喫緊の課題となっています。
このような背景から、バイオファウンドリの拠点拡充と専門人材の育成を加速させることが、日本のバイオ産業の競争力向上には不可欠です。
バイオ技術の強化と国際連携の重要性
バイオ技術の実用化を加速し、ヘルスケア分野の変化に対応するため、日本は産業・技術基盤の強化が必要です。特に、世界的な供給網の不安定化に備え、主要国と協力しながら企業間の連携を促進し、重要技術や供給網（サプライチェーン）のマッピングを進める必要があります。以下に分野ごとの基盤強化策をまとめました。
バイオものづくり分野
バイオものづくり分野では、微生物設計や大量生産技術等の技術的優位性を確保し、国際的なルール形成を主導することが重要です。日本は、水素酸化細菌など特色ある菌種の開発を進め、競争力を高めるために長期支援を開始します。また、世界でも大量培養・発酵技術が未確立のなか、バイオファウンドリや受託生産の技術開発を強化することで、商用生産を加速し、培養データ等の知見の蓄積を進めます。さらに、食品廃棄物や木質パルプ、工場排出のCO2などを活用した付加価値の高いバイオものづくりの社会実装を目指します。
医療機器や分析装置の分野
日本が技術的優位性を持つ医療機器や分析装置の分野では、機密技術の流出を防ぐための対策が必要です。欧米と並び日本も強みを持つ一方、中国は高価で使用数量が多い一部の医療機器の価格引下げを目的に集中購買制度を導入している。一定価格以下で入札され、国産品が優位となる仕組みとなっている。また、2021年には国産品調達率目標を盛り込んだ「551号文書」を発出し、政府調達での国産品優先を推進。さらに、シーケンサーや電子顕微鏡などの高度な分析装置についても国産化を進めています。これに対し、日本は不公正な施策の改善を申し入れています。
医薬品の供給
医薬品原薬の供給は世界的に中国やインドに依存しており、原材料まで遡ると特に中国への依存が顕著です。この過剰依存構造を正確に分析し、国内のサプライチェーン強化だけでなく、同様の課題を抱える国々との連携強化が求められています。日本では2022年に経済安全保障推進法に基づき、抗菌性物質製剤を特定重要物資に指定し、厚生労働省はβラクタム系抗菌薬4種の安定供給確保のため、事業者認定などの施策を実施しています。
今後の市場創出・拡大の方向性
バイオものづくりは、燃料や基礎化学品のような低コスト大量生産が求められる分野では、バイオプロセスで製造する投資に見合う収益を現時点では得るのが難しい状況です。しかし、革新的な機能や環境負荷の低減といった付加価値が求められる分野では、バイオ製品へのニーズが高まっています。
また、航空燃料の持続可能な航空燃料（SAF）への転換のように、環境規制の強化が新たな市場を生み出し、バイオものづくりの活用につながるケースもあります。
そのため、バイオものづくりの普及に向けては、①まず高付加価値分野に注力し、②低コスト化や量産展開に対応する技術開発を進め、規制や認証などの環境を整備し、③将来的には汎用品を目指すことが重要です。
バイオものづくり分野でのGX施策の活用
「成長志向型カーボンプライシング構想5」に基づき、グリーントランスフォーメーション（GX）の実現に向けて、規制や制度の整備とともに、20兆円規模の先行投資支援を進めていきます。特に、脱炭素に貢献するバイオものづくりの推進に向けて、環境価値を定量化する方法など、バイオ分野特有の課題を整理しながら、GX関連の支援策を具体的に活用できる仕組みを整えていきます。
分野別投資戦略
GXの実現に向けた投資促進策の一環として、「GX実現に向けた専門家ワーキンググループ7」での議論をもとに、分野ごとの投資戦略が公表されました。その中で、化学、紙パルプ、SAFの分野では、バイオマス原料の活用やバイオプロセス転換を方向性の１つとして提示されています。今後、バイオものづくりの投資促進と市場創出を促すため、各産業分野ごとにバイオ転換を促進する課題の掘り下げ、必要なルール整備を進めることが求められています。
バイオものづくりの原料安定供給に向けた検討
日本のバイオものづくりを実用化する上での大きな課題の一つは、安定して低コストで調達できる原料の確保です。これまでのバイオマス資源に加え、食料供給に影響を与えない非可食バイオマスやCO2の直接利用、廃棄物の活用といった新たな原料の利用が求められています。すでに基金を活用した技術開発が進められていますが、これに加えて、原料の環境価値を評価する認証制度や規格化、調達時の環境影響評価手法、関税などの制度的な課題についても検討し、原料の安定供給体制を整えることが重要です。
社会実装加速に向けたバイオコミュニティの活用
内閣府が認定するバイオコミュニティでは、各地域の経済産業局などと連携しながら、バイオものづくりの社会実装を加速させる取り組みが進められています。特に、各コミュニティ間の連携を強化し、成功事例を他地域へ展開することで、より広範な発展を目指しています。さらに、コミュニティ内では人材育成や実証拠点の整備、リスクコミュニケーションの推進も期待されています。
関東・関西のグローバルバイオコミュニティでは、産学官の関係者が集まり、国際市場での競争力強化を目指して連携を深めています。技術開発や標準化に関するワーキンググループを設置し、日本国内だけでなく海外とも連携するハブ機能を担っています。
一方、各地域のバイオコミュニティでは、地域の資源活用や資源循環などの地域特有の課題解決を目指しています。自治体を含む産学官の連携が進められ、地域に根ざしたバイオものづくりの発展が期待されています。
まとめ
2回にわたり、バイオものづくりの発展に向けた取り組みについて考察してきました。
日本では、CO2を活用した微生物技術や培養・発酵技術の開発が進められ、バイオファウンドリの整備も進行中です。しかし、パイロットスケールの施設不足や専門人材の育成が依然として課題となっています。
また、国際競争力を高めるには、標準化や企業間連携が不可欠です。さらに、サプライチェーンの安定化や、原料調達に関する制度整備も求められています。今後、日本がバイオものづくりを成長産業として確立するためには、技術開発と市場形成を両立し、持続可能な生産システムの構築を進める必要があります。政府・自治体・企業・研究機関が連携し、新たな支援策を活用しながら、さらなる発展を目指していくことが重要です。
【出典・参考資料一覧】
- 【1】NEDO「グリーンイノベーション基金事業概要」 ↩︎
- 【2】NEDO「バイオものづくり革命推進事業」 ↩︎
- 【3】NITE「グリーンイノベーションフォーラム（GIフォーラム）」 ↩︎
- 【4】経済産業省「産業構造審議会 商務流通情報分科会 バイオ小委員会 報告書（バイオ政策のアクションプラン）」 ↩︎
- 【5】経済産業省「成長志向型カーボンプライシング構想」 ↩︎
- 【6】経済産業省「産業構造審議会 商務流通情報分科会 バイオ小委員会 報告書（バイオ政策のアクションプラン）」 ↩︎
- 【7】内閣官房「GX実現に向けた専門家ワーキンググループの開催について」 ↩︎
- 【8】経済産業省「産業構造審議会 商務流通情報分科会 バイオ小委員会 報告書（バイオ政策のアクションプラン）」 ↩︎
