熱分解油はバイオ燃料ですか？再生可能エネルギー源としての可能性を理解する

はい、熱分解油はバイオ燃料に分類されます。これは、植物や動物由来の有機物であるバイオマスを熱分解することによって直接得られる液体燃料です。ただし、その化学的特性は従来の化石燃料や他の加工されたバイオ燃料とは大きく異なるため、「バイオ原油」または「バイオオイル」と表現する方がより正確です。

熱分解油はバイオマス由来であるためバイオ燃料ですが、従来の燃料の「ドロップイン」代替品ではありません。その高い密度や酸素含有量などの独自の特性により、効果的に使用するためには特殊な設備やさらなる精製が必要となることがよくあります。

プロセス：バイオマスからバイオ原油へ

熱分解油の生成は、有機物を液体エネルギーキャリアに根本的に再編成する独特の熱化学プロセスです。

プロセスの核となるのは高速熱分解です。バイオマス原料（木材チップ、農業廃棄物、家畜糞尿など）は、通常500°Cから700°Cの高温に急速に加熱されます。

重要なのは、これが酸素のない環境で行われることです。燃焼するのではなく、熱がバイオマスの複雑な有機ポリマーを分解します。

この急速な分解により、3つの主要な生成物が生成されます。それは、熱分解蒸気、非凝縮性の合成ガス、およびバイオチャーと呼ばれる固体の炭素が豊富な物質です。

固体のバイオチャーが分離された後、高温の熱分解蒸気は急速に冷却され凝縮されます。この凝縮された液体が最終製品である熱分解油であり、しばしばバイオ原油と呼ばれる暗く粘稠な液体です。

熱分解油をディーゼル油や暖房油と直接同等視するのはよくある間違いです。その特性は特定の工学的考慮事項を必要とします。

熱分解油は従来の燃料よりも著しく高密度です。その密度は約1.2 g/mlであり、軽油の約0.85 g/mlと比較して高くなっています。これは、より重く、しばしばより粘稠であることを意味し、貯蔵およびポンプの要件に影響を与えます。

重量ベースでは、熱分解油は石油系燃料油よりも著しく少ないエネルギーを含んでいます。燃料油の質量あたりのエネルギー含有量の約42%しかありません。同じ量の熱を生成するには、より多くのキログラムの熱分解油が必要になります。

高密度であるため、体積で測定した場合のエネルギー差はそれほど顕著ではありません。熱分解油は、燃料油の体積あたりのエネルギー含有量の約61%を持っています。これは、燃料タンクや供給システムを設計する上で重要な要素です。

熱分解油の独自の特性は、機器の設計に直接影響を与えます。より軽くて密度の低い化石燃料用に設計された標準的なポンプ、アトマイザー、ノズルは、改造なしでは正しく効率的に機能しない可能性があります。さらに、その酸性度と高い水分含有量は、時間の経過とともに標準的な材料を腐食させる可能性があります。

熱分解油が適切な燃料であるかどうかは、意図された用途と、その独自の特性に適応する意欲に完全に依存します。

主な焦点が工業用暖房である場合：熱分解油は、その高い粘度と異なる燃焼特性に対応するようにシステムが設計または改造されていれば、大型ボイラー、炉、および窯の重油の実行可能な代替品となり得ます。
主な焦点が発電である場合：重油または原油用に設計された特定の定置型エンジンやタービンで直接使用でき、再生可能エネルギー発電への道を提供します。
主な焦点が輸送用燃料の製造である場合：熱分解油を出発点と考えてください。酸素を除去し、安定性を向上させるために、大幅なアップグレードと精製（水素化処理と呼ばれるプロセス）を受ける必要があり、再生可能なディーゼルやガソリンのような「ドロップイン」燃料に変換されます。

最終的に、熱分解油を単純な燃料代替品としてではなく、それが持つ独自のバイオ原油として扱うことが、その可能性を最大限に活用するための鍵となります。