バイオオイルは、バイオマスの熱分解から得られる液体製品である。
このプロセスでは、酸素がない状態でバイオマスを加熱する。
得られた液体は熱分解油とも呼ばれ、一般に暗褐色または黒色である。
密度は1kg/リットル以上である。
バイオオイルには、かなりの量の水（14～33wt%）と酸素化合物が含まれている。
これらの化合物は、従来の燃料油に比べて発熱量が低い一因となっている。
バイオオイルは熱的に不安定で、蒸留が難しい。
このため、さらに処理することなく標準的な内燃機関で直接使用することはできない。
しかし、再生可能な輸送用燃料に改良したり、ボイラー燃料として使用することは可能である。
5つの重要な洞察
1.バイオオイルの組成と特性
バイオオイルは、酸素を含む有機化合物の複雑な混合物である。
バイオオイルは主に、高速熱分解中のセルロース、ヘミセルロース、リグニンの断片化と解重合によって生成される。
バイオマスの急速な加熱と、その後発生する蒸気の急速なクエンチにより、バイオオイルが形成される。
その組成には、酸、アルコール、ケトン、フラン、フェノール、エーテル、エステル、糖、アルデヒド、アルケン、窒素、酸素化合物など、さまざまな有機成分が含まれる。
これらの化合物の存在は、反応性分子やオリゴマー種とともに、その熱不安定性と低発熱価の一因となっている。
2.課題と応用
バイオオイルは熱的に不安定で水分を多く含むため、追加処理を行わずに蒸留や精製を行うことは困難である。
この不安定性は、粘度の上昇、相分離、水分の増加を特徴とするエージングにつながる可能性がある。
このような課題にもかかわらず、バイオオイルはバイオマス原料に比べて密度が高いため、再生可能エネルギー源としての可能性を秘めている。
ボイラー燃料として使用することも、再生可能な輸送用燃料に改良することもできる。
バイオオイルは、固形燃料に比べて取り扱いや貯蔵に優れているため、混焼での利用が特に魅力的である。
3.環境面での利点
バイオオイルの生産からは、土壌改良剤として使用できる副産物であるバイオ炭も得られる。
バイオ炭は、水分、栄養分、農薬の保持能力を高めることで、土壌の質を向上させる。
これにより、水質汚染や土壌浸食を防ぐことができる。
さらに、バイオ炭は炭素を隔離するため、地球規模の気候変動の緩和にも役立つ。
4.まとめ
バイオオイルは、バイオマスの熱分解から得られる、有望だが複雑なバイオ燃料である。
バイオオイルは、再生可能エネルギーへの応用や環境面での利点が期待できる。
熱的不安定性や精製の必要性といった課題はあるものの、バイオオイルは依然として貴重な資源である。
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