バイオオイルの生産は、バイオマスを主原料としている。バイオマスには、油分を多く含む種子、草、藻類、食品廃棄物、リサイクル不可能なプラスチックなどが含まれる。これらの原料は、熱分解や水熱液化などの方法で処理され、バイオオイルが生産される。
バイオオイル生産について知っておくべき5つのポイント
1.原料としてのバイオマス
バイオマスは、動植物から得られる再生可能な有機物である。バイオオイル製造では、特に炭水化物とリグニンを豊富に含む植物由来の原料を指す。これらの原料には、トウモロコシの茎葉のような農業残渣、木材残渣、専用エネルギー作物などが含まれる。
バイオマスの炭水化物とリグニン成分は極めて重要である。これらは熱分解の過程で分解され、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、アンヒドロ糖など、さまざまな有機化合物を形成する。
2.熱分解:最も一般的な処理方法
熱分解は、バイオオイルを製造する最も一般的な方法である。酸素のない状態で、バイオマスを通常400~600℃の温度で加熱する。このプロセスにより、バイオマスはバイオオイル、バイオ炭、合成ガスに分解される。
熱分解によって生成されるバイオオイルは、酸素を含む化合物の複雑な混合物である。燃料や化学物質として使用するには、さらなる改良が必要である。
3.水熱液化:湿潤原料に有効
水熱液化は、バイオマスをバイオオイルに変換するために、水の存在下で高い圧力と温度(通常約300℃、20MPa)を使用する。この方法は、乾燥や熱分解が困難な湿潤原料に特に有効である。
得られるバイオオイルは、熱分解オイルに比べて安定性が高く、エネルギー密度も高い。
4.さらなるアップグレードと用途
これらのプロセスから生産されたバイオオイルは、多くの場合、水素化分解や水素化分解などの方法によるアップグレードが必要である。これらの方法は、石油精製で使用される方法と同様である。
アップグレードされたバイオオイルは、暖房、発電、輸送において化石燃料の代替として使用することができる。また、さまざまな化学薬品や溶剤に精製したり、電極のバインダーやプラスチックの製造に使用することもできる。
5.経済的考察
バイオマスを高速熱分解してバイオオイルに変換し、ガソリンやディーゼル燃料に改良するコストは、1ガロン当たり3~4ドルと推定される。このコストは、バイオオイル製造の商業的実行可能性と、従来の化石燃料との競争力において重要な要素である。
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