セルロース系バイオ燃料

セルロース系バイオ燃料

再生可能な原材料に由来するさまざまな種類のバイオ燃料があります。 今日は話します セルロース系バイオ燃料。 このタイプの燃料は、急速に成長する農業残渣、木材、草から得られ、ジェット燃料を含むさまざまなバイオ燃料に変換できます。

この記事では、セルロース系バイオ燃料とは何か、そしてそれらがどのような特性を持っているかについて説明します。

セルロース系バイオ燃料とは

セルローサ

今日の社会にとって、私たちが石油圏から抜け出さなければならないことは明らかであるはずです。 この化石燃料への依存は、国家、経済、または環境の安全に耐え難いリスクをもたらします。 しかし、現在の経済モデルはこれらの使用を止めていません 化石燃料。 再生可能エネルギーの新しい供給源を見つけるためには、これが大気中への温室効果ガス排出の主な発生源であるため、世界の車両群を推進できる新しいエージェントを発見する必要があります。

野菜である、またはこれまでに野菜であったものから、バイオ燃料を実際に蒸留することができます。 第一世代のものは、主にトウモロコシと大豆、サトウキビとビートなどの食用バイオマスに由来します。 それらを抽出するために必要な技術が優勢であるため、それらは潜在的なバイオ燃料の森でより手元にある果物です。

それは言わなければならない これらのバイオ燃料は、長期にわたる耐久性のある解決策ではありません。 既存の耕作可能な土地が必要であり、最も先進国のすべての液体燃料のニーズの10%をカバーするためにバイオ燃料しか生産できませんでした。 より多くの収穫を要求することにより、家畜の飼料はより高価になり、いくつかの食品の価格になりますが、数年前にマスコミが信じていたほどではありません。 第一世代のバイオ燃料に含まれる総排出量が考慮されると、それは私たちが望むほど環境に有益ではありません。

温室効果ガス排出バランス

サトウキビ

吸収と生成の間の大気中の温室効果ガスのバランスにおけるこの欠点は、セルロース系材料に由来する第二世代のバイオ燃料を使用することで軽減することができます。 これらのセルロース系材料は次のとおりです。 おがくずや建設残渣などの木材残渣、トウモロコシの茎や麦わらなどの農業残渣。 また、エネルギー作物、つまり急速に成長し、ガスに物質が含まれている植物や、バイオ燃料の生産のために特別に播種された植物もあります。

これらのエネルギー作物が持つ主な利点は、生産中のコストが少ないことです。 豊富なだけで、食料生産に影響を与えません。これは考慮に入れることが非常に重要です。 ほとんどのエネルギー作物は、農業に使用されていない辺境の土地で栽培することができます。 これらの短回転の再生可能なヤナギ作物のいくつかは、成長するにつれて土壌を除染することができます。

セルロース系バイオ燃料の生産

バイオ燃料材料

燃料生産のために大量のバイオマスを持続可能な方法で収穫することが可能です。 少なくとも米国では、人間の消費、家畜、および輸出に利用できるバイオマスを減少させることなく、年間少なくとも1.200億トンの乾燥セルロース系バイオマスを生産できることを確認するいくつかの研究があります。 これとともに 年間400.000万リットル以上のバイオ燃料が得られる可能性があります。 この量は、米国のガソリンとディーゼルの現在の年間消費量の半分に相当します。

この生成されたバイオマスは、あらゆる種類のバイオ燃料に変換できます。 エタノール、普通のガソリン、ディーゼル、さらにはジェット燃料。 発酵したトウモロコシの穀粒は、寄贈されたセルロースの茎よりもはるかに簡単に分解できますが、最近多くの進歩が見られました。 化学エンジニアは、原子レベルで反応を制御できる構造を構築するための強力な量子化学コンピューターモデルを持っています。 これらの調査は、変換技術をすぐに製油所分野に拡張することを意図しています。 セルロース燃料の時代は今や私たちの手の届くところにあります。

結局のところ、セルロースの本来の目的は、植物の構造を形成することです。 この構造は、生物学的崩壊に粘り強く抵抗する垂直成長をサポートするロックされた分子の堅い足場で構成されています。 セルロースが含むエネルギーを解放して、進化によって生み出された分子の結び目を解きほぐすために。

セルロース系バイオマスによる発電プロセス

このプロセスは、固体バイオマスをより小さな分子に分解することから始まります。 これらの分子はさらに精製されて燃料になります。 メソッドは通常、温度によって分類されます。 次の方法があります。

  • 低温法: この方法は、50〜200度の温度で機能し、エタノールやその他の燃料に発酵できる糖を生成します。 これは、トウモロコシやサトウキビの作物で使用されている現在の処理と非常によく似た方法で発生します。
  • 高温法: この方法は300〜600度の温度で機能し、ガソリンまたはディーゼルを製造するために精製できるバイオオイルが得られます。
  • 非常に高温の方法: この方法は、700度を超える温度で機能します。 この操作では、液体燃料に変換できるガスが生成されます。

今のところ、可能な限り低いコストで液体燃料から最大量の蓄積エネルギーを変換する方法は不明です。 セルロース系バイオマス材料が異なれば、異なる経路をたどる必要があるかもしれません。 治療 森には高温が最適かもしれませんが、草には低温が最適です。 それはすべて、バイオ燃料を生成するために削減しなければならない材料の量に依存します。

要約すると、セルロースは炭素、酸素、水素原子で構成されています。 ガソリンは、その一部として、炭素と水素で構成されています。 セルロースのバイオ燃料への変換は、セルロースから酸素を除去して、炭素と水素のみを含む高エネルギー密度の分子を取得することにあります。

この情報で、セルロース系バイオ燃料についてもっと学ぶことができることを願っています。


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