バイオマスから液体へ
ボトルディーゼル

バイオマス液化（BtLまたはBMtL ）は、熱化学的経路でバイオマスから合成炭化水素燃料を生産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の調査によると、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することができる。 [ 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製造するために使用されます。炭素質物質をガス化し、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）を生成します。フィッシャー・トロプシュ法は、合成ガスを重合してディーゼル燃料級の炭化水素を生成します。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、例えば油、砂糖、デンプン、セルロースなどしか使用されていませんでしたが、BtL法では植物全体をガス化して使用することができます。

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、セルロースをチャンバー内で1秒未満で500℃に加熱し、分子を分解します。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。反応後、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

まず、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を豊富に含む合成ガスを生成し、これはさらにメタノール（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を用いてエチレンまたはエタノールに変換されるか、大気中 の地球温暖化の原因となるCO 2ガスを削減するための炭素隔離に使用されます。

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。

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、温暖な気候に自然に生育し、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な収量が低い[ 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を秘めています。しかし、ソルガムは一年生植物であり、特定の地域に定着させるのが難しく、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、アフリカと南アジアの熱帯地域原産です高さ3.5メートルまで成長し、1980年代からバイオ燃料としての試験が行われてきました。ミスカンザスを使用する利点は、2年以上生存し、投入量が少ないため、追加の灌漑、肥料、農薬を必要としないことです。ミスカンザスの問題点は、特定の地域に定着するまでに時間がかかることです。 [ 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栽培され、1平方メートルあたり15kgのバイオマスを生産します。サトウキビはBtLにも適しており、その搾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）は熱分解と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されます。バイオチャーは、化石燃料による炭素排出量を相殺したり、大気中のCO2濃度を 低減したりするための炭素隔離のためにも生産されます

竹

竹は、BtLの原料として利用可能な最も成長の早い植物／バイオマスの一つです。竹の種のほとんどは、温暖で湿潤な熱帯気候および温帯気候に自生しています。[ 5 ]しかし、多くの種は、暑い熱帯地域から涼しい山岳地帯、高地の雲霧林に至るまで、多様な気候帯に生息しています。

変更コスト

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

参考文献

  1. ^ 「バイオマスから液体への転換」 。 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。
  2. ^ a b c George W. HuberとBruce E. Dale (2009年7月). 「Grassoline at the Pump」 . Scientific American . Vol. 301. pp.  52– 59. doi : 10.1038/scientificamerican0709-52 (2025年7月11日非公開).{{cite magazine}}: CS1 maint: DOIは2025年7月時点で非アクティブです（リンク）
  3. ^ 「再生可能メタノール」（PDF） . 2020年12月19日閲覧。
  4. ^ a b c 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)からアーカイブ。 2013年11月11日閲覧。
  5. ^ 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。
  6. ^ Dale, BE (2008). 「タンク内の草地リン：バイオ燃料に関する神話と現実」. Microscopy and Microanalysis . 14 (S2): 1484– 1485. Bibcode : 2008MiMic..14S1484D . doi : 10.1017/s1431927608088764 . S2CID 136854010 . 
  • Khodakov, Andrei Y.; Chu, Wei; Fongarland, Pascal (2007). 「長鎖炭化水素およびクリーン燃料の合成のための新規コバルトフィッシャー・トロプシュ触媒開発の進歩」. Chemical Reviews . 107 (5): 1692– 1744. doi : 10.1021/cr050972v . PMID  17488058 .
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