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バイオマス液体化（BtLまたはBMtL ）は、熱化学的経路を介してバイオマスから合成炭化水素燃料を製造する多段階プロセスです。 [1]
主なプロセス
米国農務省とエネルギー省が行った調査によると、米国は食料、動物飼料、輸出に必要なバイオマスの量を減らすことなく、毎年少なくとも13億トンのセルロースバイオマスを生産できるという。 [2]
フィッシャー・トロプシュ法
フィッシャー・トロプシュ法は、ガス化したバイオマスから合成燃料を生産するために使用されます。炭素質材料をガス化し、そのガスを処理して精製合成ガス（一酸化炭素と水素の混合物）を作ります。フィッシャー・トロプシュ法は、合成ガスをディーゼル範囲の炭化水素に重合します。これまでのバイオディーゼルとバイオエタノールの生産では、植物の一部、つまり油、砂糖、デンプン、セルロースしか使用していませんでしたが、BtL生産では植物全体を ガス化して利用できます。
フラッシュ熱分解
フラッシュ熱分解- 350 ～ 550 °C の温度、滞留時間 1 秒未満で バイオオイル (熱分解油)、炭化物、ガスを生成します (無水熱分解とも呼ばれます)。
触媒高速熱分解
触媒高速熱分解は、セルロースを液体バイオ燃料に分解する高速プロセスです。この方法では、セルロースはチャンバー内で1秒未満で500 ℃に加熱され、分子が分解されます。触媒は化学反応を起こし、酸素結合を除去して炭素環を形成します。反応が起こると、水、二酸化炭素、一酸化炭素とともにガソリンが生成されます。[2]
熱分解とガス化
最初にバイオマスは熱分解プロセスを経て熱分解ガスとバイオ炭を生成します。熱分解ガス中の揮発性有機化合物はさらにガス化プロセスを経て水素と一酸化炭素ガスを豊富に含む合成ガスを生成し、さらにメタノール（CH 3 OH）に変換されます。 [3]カーボンニュートラルなバイオ炭は、再生可能電力から生成された水素でエチレンまたはエタノールにさらに変換されるか、大気中の地球温暖化CO 2ガスを削減するための炭素隔離に使用されます。 [要出典]
潜在エネルギー草
エネルギー草から得られる燃料は、グラソリンと呼ばれることもあります。[要出典]
スイッチグラス
スイッチグラスは北アメリカ原産の草本植物で、温暖な気候で自然に育ち、適応能力が広く、発芽が容易なため、成長が早いが、他のエネルギー作物に比べて相対的に収量が低い[4]。
ソルガム
ソルガムは温暖な気候、主に熱帯地域で栽培されています。ソルガムは水をほとんど必要とせず、収穫量が多いため、エネルギー源となる可能性があります。しかし、ソルガムは一年生植物であり、特定の地域での定着が難しく、大量の肥料と農薬を必要とします。 [4]
ミスカンサス
ミスカンザス属はアフリカや南アジアの熱帯地域に自生する。ミスカンザスは高さ3.5メートルまで成長し、1980年代からバイオ燃料として試験されてきた。ミスカンザスを使用する利点は、2年以上生存し、投入量が少なく、余分な灌漑、肥料、農薬を必要としないことである。ミスカンザスの問題は、ある地域に定着するまでに時間がかかることである。 [4]
サトウキビ
サトウキビは熱帯および亜熱帯の灌漑地で育ち、1平方メートルあたり15kgのバイオマスを生産できます。また、サトウキビの搾り汁は伝統的な方法でエタノールを生産するために使用され、残りのバイオマス（バガス、葉、新芽など）は熱分解およびガス化によってカーボンニュートラルなエタノールまたはメタノールに変換できるため、BtLにも適しています。バイオチャーは、化石燃料による炭素排出量を補うため、または大気中のCO 2ガス濃度を減らすために炭素隔離のために生産することもできます。 [引用が必要]
竹
竹は、BtLの原料として使用できる最も成長の早い植物/バイオマスの1つです。ほとんどの竹の種は、暖かく湿った熱帯気候と温暖な温帯気候に自生しています。[5] [より良い情報源が必要]しかし、多くの種は、暑い熱帯地域から涼しい山岳地帯や高地の雲霧林に至るまで、多様な気候に生息しています。[引用が必要]
変更にかかるコスト
燃料費は草の成長速度やその他の要因によって異なります。[2] 2030年の国家目標を達成するために必要な650億ガロンのバイオ燃料を生産できるバイオ工場を建設するには、3,250億ドル（2008年基準）以上の投資が必要になると推定されています。[6]
参照
- バイオマスから混合アルコール燃料へのバイオ変換
- バイオエネルギー
- バイオ燃料
- バイオリキッド
- バイオマス
- バイオマスガス化
- バイオマス暖房システム
- バイオ製品
- バイオリファイナリー
- DMF燃料
- ガスから液体へ
- セルロースエタノール
- 石炭から液体へ
- ガス化
- NExBTL — BtLという名前にもかかわらず、原料は植物全体ではなく植物油です。
- 非食用作物
- 再生可能エネルギー
- 持続可能なエネルギー
- 合成燃料
- 熱分解
- 木質燃料
参考文献
- ^ 「バイオマスから液体への用語」。2017年5月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年8月28日閲覧。
- ^ abc George W. HuberおよびBruce E. Dale (2009 年 7 月)。「ポンプでの Grassoline」。Scientific American。第 301 巻。pp. 52–59。doi : 10.1038/scientificamerican0709-52。
- ^ 「再生可能メタノール」（PDF） 。 2020年12月19日閲覧。
- ^ abc Dale, Bruce E. 「GRASSOLINE IN YOUR TANK: WHY CELLULOSIC ETHANOL IS NEARER THAN YOU THINK」(PDF) 。 2013年11月13日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2013年11月11日閲覧。
- ^ Kitsteiner, John (2014年1月13日). 「パーマカルチャー植物：竹」. tcpermaculture.com . 2017年7月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年7月28日閲覧。
- ^ Dale , BE (2008). 「タンク内のグラッソリン：バイオ燃料に関する神話と現実」。顕微鏡と微量分析。14 (S2): 1484–1485。Bibcode :2008MiMic..14S1484D。doi : 10.1017 / s1431927608088764。S2CID 136854010 。
- Khodakov, Andrei Y.; Chu, Wei; Fongarland, Pascal (2007). 「長鎖炭化水素とクリーン燃料の合成のための新しいコバルトフィッシャートロプシュ触媒の開発の進歩」。Chemical Reviews。107 ( 5 ) : 1692–1744。doi :10.1021/cr050972v。PMID 17488058。