バイオオイルは熱分解油としても知られ、バイオマスの熱分解から得られる複雑な暗褐色の液体である。アルコール、アルデヒド、カルボン酸、エステル、フラン、ピラン、ケトン、単糖類、アンヒドロ糖、フェノール化合物などの酸素含有有機化合物が主成分である。このような組成のバイオオイルは、石油ベースの燃料に比べて発熱量が低く、熱的に不安定であるため、さらなる処理を行わずに標準的な内燃機関で直接使用するのには適さない。
組成と製造
バイオオイルは、高速熱分解と呼ばれるプロセスで製造される。このプロセスでは、酸素のない状態でバイオマスを急速に加熱し、その後、発生した蒸気を急速に急冷する。このプロセスでは、バイオマス中のセルロース、ヘミセルロース、リグニンの断片化と解重合が同時に行われる。このプロセスによるバイオオイル収率は、バイオマスの種類や、加熱速度、滞留時間、バイオマスの粒度などの反応条件によって異なるが、通常50wt％から75wt％の範囲である。特性と課題
バイオオイルは水分を多く含み（多くの場合20～30％）、反応性分子や分子量5000以上のオリゴマー種を含む何百もの有機成分を含んでいる。これらの特性は、特に貯蔵や加熱時に不安定になり、老化、粘度上昇、相分離などの問題を引き起こす。酸素含有量が高い（最大40重量％）ため、バイオオイルは石油オイルと混和性がなく、石油オイルよりも発熱量が低い。また、酸性で水よりも密度が高く、固体の無機物や炭素チャーを含むことが多い。
用途とアップグレード
その課題にもかかわらず、バイオオイルはボイラー燃料として使用したり、再生可能な輸送用燃料に改良することができる。エンジンで使用するためには、安定性と発熱量を向上させる改良プロセスが必要である。バイオオイルを農場などの分散規模で生産し、中央精製所に輸送して改良する可能性は、未加工バイオマスの輸送に代わるコスト効率の高い選択肢を提供する。さらに、バイオオイル製造の副産物であるバイオ炭は、土壌改良剤として使用することができ、土壌の質を高め、炭素隔離に貢献する。
