第二世代および第三世代のバイオ燃料

第二世代と第三世代のバイオ燃料

CO2排出量の割合を削減し、気候中立性を達成するという新たな政策の背景において、29年に世界のCO2換算量の2019%を占めていた交通機関は、脱炭素化を促進するためにあらゆる可能なソリューションを必要としています。 これらの解決策の XNUMX つは、バイオ燃料の生産と消費を増やすことです。 何が何なのか知らない人も多い 第二世代と第三世代のバイオ燃料。

この記事では、第二世代と第三世代のバイオ燃料とは何か、その特徴、生成方法などについて説明します。

初代

第二世代と第三世代のバイオ燃料

第一世代バイオ燃料は、農作物や林産物などの生物由来の原料から生成される燃料の一種です。 これらのバイオ燃料は、石油やガソリンなどの従来の化石燃料の代替として初めて開発され、大規模に使用されたため、「第一世代」とみなされます。

最も一般的な第一世代バイオ燃料の XNUMX つはエタノールです。 これは主にトウモロコシ、サトウキビ、ビート、および糖やデンプンが豊富な他の製品から得られます。 エタノールの製造プロセスには、これらの有機材料を発酵させて糖をアルコールに変換することが含まれます。 得られたエタノールはさまざまな割合でガソリンと混合され、世界中の多くの場所で車両燃料として使用されます。

もう XNUMX つの第一世代バイオ燃料は、大豆、菜種油、パーム油などの植物油と動物性脂肪から生成されるバイオディーゼルです。 バイオディーゼルの製造プロセスには、これらの油脂のエステル交換が含まれ、これによりディーゼル エンジンで使用できる液体燃料に変換されます。

当初、これらのバイオ燃料は、再生可能エネルギー源を提供するため、魅力的な選択肢と考えられていました。 化石燃料への依存を減らし、気候変動の影響を緩和する 温室効果ガスの排出を削減することによって。 しかし、時間の経過とともに、その持続可能性と、農地や天然資源をめぐる競争、森林破壊、食料安全保障への影響などの悪影響についての懸念が生じてきました。

第二世代および第三世代バイオ燃料とは何ですか?

初代

第XNUMX世代

第 XNUMX 世代バイオ燃料は、人間の消費を目的としていない原材料から生産され、資源の観点からより持続可能で効率的なアプローチを提供する、第 XNUMX 世代バイオ燃料の進化版です。 第一世代とは異なり、第二世代のバイオ燃料は これらは、農業、林業廃棄物、または非食用作物などのリグノセルロース系材料から得られます。

最も注目すべきものの XNUMX つはセルロース系バイオエタノールです。 植物原料に含まれるセルロース、ヘミセルロース、リグニンが分解されて生成されます。 作物残渣、わら、サトウキビバガス、木材。 製造プロセスは、酵素と微生物を使用してこれらのセルロース構造を発酵可能な糖に分解し、その後エタノールに変換する必要があるため、第一世代のエタノールのプロセスよりも複雑です。 このアプローチにより、これまで廃棄物と考えられていた材料を活用することが可能になり、食品生産との競合を最小限に抑えることができます。

もう XNUMX つの第 XNUMX 世代バイオ燃料は、藻類油、ジャトロファ、その他の非食用作物などの非食用油からのバイオディーゼルです。 これらのオイルは、第一世代のバイオディーゼルと同様の方法でバイオディーゼルを生産するために使用されますが、 食品グレードの植物油を使用しないため、食品の安全性への影響が軽減されます。

これらは、食料生産と競合せず、温室効果ガス排出量の削減に貢献できるバイオマス資源を活用しているため、第一世代のものよりも持続可能な代替品と考えられています。 さらに、これらのバイオ燃料には次のような可能性があります。 限界土地と農業廃棄物を利用し、それによって天然資源への圧力と森林破壊を軽減します。

第三世代

第 XNUMX 世代バイオ燃料は、微生物や藻類から生産される、より高度で特殊な種類のバイオ燃料であり、前世代と比較して、再生可能エネルギー生産に対するさらに持続可能かつ効率的なアプローチを表します。 最も注目すべき第 XNUMX 世代バイオ燃料源の XNUMX つは、微細藻類バイオディーゼルです。。 このプロセスでは、微細藻類の特定の株が池またはリアクターで成長し、これらの微細藻類は油分が豊富な脂質を蓄積します。

その後、油は抽出され、第 XNUMX 世代および第 XNUMX 世代のバイオディーゼルに使用されるものと同様の化学プロセスを使用してバイオディーゼルに変換されます。 これらの小さな水生植物は塩水や廃水などのさまざまな条件で生育できるため、微細藻類の培養にはいくつかの利点があります。 彼らは食糧生産と競合したり、広大な土地を占有したりしません。

第 XNUMX 世代バイオ燃料の生成におけるもう XNUMX つの新興技術は、細菌や酵母などの遺伝子組み換え微生物から高度な炭化水素を生成することです。 これらの微生物は、原油などの化石燃料に含まれる炭化水素に似た化合物を生成するように設計されています。 それらは成長するにつれてこれらの化合物を蓄積し、その後抽出して合成ガソリンやディーゼルなどのバイオ燃料に精製することができます。

この技術は開発中であり、化石燃料に代わる高効率かつ拡張性の高い代替手段を提供する可能性があります。 第三世代バイオ燃料は、非食料源をベースにしており、食料生産と競合しないだけでなく、 他の方法では使用されない限界の土地や資源を使用します。 さらに、環境への影響が少なく、温室効果ガスの排出も大幅に削減できます。

第二世代、第三世代バイオ燃料の目的

バイオディーゼル

第 XNUMX 世代および第 XNUMX 世代バイオ燃料の輸送部門との関連性は、達成するという当社の目標との関連で注目に値します。 28 年までに輸送における再生可能エネルギーの少なくとも 2030% の割合を達成する。 しかし、なぜそれらが再生可能燃料とみなされるのでしょうか?

バイオ燃料が内燃機関で燃焼すると、二酸化炭素が大気中に放出されます。 これは植物によって再び吸収され、バイオマスに変換され、その過程で正味 CO2 バランスはゼロになります。 これは、排出は継続しても、新たな排出が大気中に追加されないことを意味します。 これらの経路を二酸化炭素の回収および貯蔵技術と組み合わせると、マイナスの排出が可能になります。

この情報により、第 XNUMX 世代および第 XNUMX 世代のバイオ燃料とその特徴について詳しく知っていただければ幸いです。


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