バイオオイルは、熱分解オイルとしても知られ、熱分解のプロセスを通じて生産される液体製品です。熱分解は、バイオマスなどの有機物を低酸素環境で急速に加熱し、発生した蒸気を急速に急冷する。このプロセスによってバイオマスは液化し、汲み上げ、貯蔵、化学的改質が容易になる。
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。バイオオイルの燃料価値は、一般的に石油系燃料の50～70％である。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。しかし、その組成上、バイオオイルは熱的に不安定で、蒸留や精製が難しい。そのため、より高品質なバイオオイルを生産するためのさらなる研究が必要である。その課題にもかかわらず、バイオオイルはバイオマス原料よりも密度が高いため、輸送コスト効率が高い。
バイオオイルにはさまざまな用途がある。ボイラー燃料として使用したり、ガス化工程を経て合成ガスを生成し、バイオディーゼルに変換したりすることができる。バイオオイルは、固形燃料に比べて取り扱い、燃焼、輸送が容易であるため、混焼には特に魅力的である。また、有機化合物や特殊化学品の原料としても利用できる。
バイオオイルは、バイオマスの熱分解から生成される暗褐色の液体である。主に酸素を含む化合物で構成されており、熱的に不安定で発熱量が低いため、エンジン燃料には適さない。バイオオイルは、バイオマスを高速で熱分解する際に、セルロース、ヘミセルロース、リグニンが同時に分解・解重合することで生成される。バイオマス蒸気の急速な加熱と急冷により、バイオオイルが生成される。
バイオオイルには高い含水率と、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、窒素化合物、酸素化合物など数百種類の有機成分が含まれている。また、分子量5000以上の反応性分子やオリゴマー種を含むため、バイオオイルは常温でも不安定である。さらに、熟成によって水分が多くなり、粘度が高くなり、相分離が起こることも、バイオオイルの不安定性を高めている。そのため、バイオオイルはエンジン燃料として使用する前に改良する必要がある。
バイオオイルは、ボイラーや大型エンジンの原料として使用されるだけでなく、水素、化学薬品、電極用バインダー、プラスチックの製造にも使用できる。排出量が少ないため、ボイラーでは炉油の代替燃料としてよく使用される。バイオオイルと従来型燃料の混焼は、エネルギー効率が高く、費用対効果の高い選択肢である。商業プラントでのバイオオイル燃焼には、デュエルブロックシステムなどの特殊なバーナー技術が採用されている。バイオオイルはまた、接触分解による水素製造の潜在的な候補でもある。さらに、いくつかの化学物質や溶剤は、蒸留によって商業規模でバイオオイルから生産することができる。しかし、バイオオイルの大規模商業化には、依然としてコストが大きな障壁となっている。
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