バイオ燃料は有機素材から作られる燃料で、石油や石炭の様な化石燃料とは違います。 化石燃料は非再生可能です。 特に全体的な輸送業界のベースとなっている石油は、今後３０年以内に枯渇すると予想されています。 代替エネルギーを見つける為に、世界中が努力を強化しています。 再生可能エネルギー資源のバイオ燃料は２０１０年に世界エネルギー使用の２．７％を満たし、幾らか前進しています。 これは２０５０年までには、２５％に上昇すると予測されています。
バイオ燃料は大きく固体、液体、ガスの３つのカテゴリーに分けられます。 勿論液体の形状は、輸送車に使用するガソリンの代替となる可能性があるため、最も注目を引いています。 次に重要なエネルギー代替資源となるのは、バイオガスと固体形状です。 ３つの形態での開発は、今後数年間で代替エネルギールイ―資源として新しいバイオ燃料がその可能性を秘めています。
１．液体バイオ燃料
液体バイオ燃料は主に、液体ガソリンベースの燃料の、添加材として使われます。 混合燃料で経験を積み、置き換えは割合を徐々に増加させることが期待されています。 また、エンジン製造業者は、高い配合のブレンドが使用できるように、修正に取り組んでいます。
ａ．バイオエタノール
バイオエタノールは、最も早く導入されたバイオ燃料で、ブラジルやアメリカで広く利用されています。 エタノールはアルコールで、植物から採取した、糖や澱粉を発酵させて得られるものです。 使われるプロセスは、醸造アルコールに使用されているのと同じです。 ブラジルのエタノールは甜菜から生産され、アメリカではコーンから作られます。 かなり広い農地がエタノール生産の為に、これらの作物の栽培に変わり、農民はバイオ燃料作物の栽培に、政府の補助金を与えられています。 メタノールまたはガソリンの様な添加剤が、非食用として作られるエタノールに加えられます。 このエタノールは石油代替品として、１０－１５％の範囲でブレンドされます。 エタノールの添加は燃料のオクタン価に加えられ、車両の排気ガスを削減します。 食物から燃料生産へとこの幅広い農地の転換は、世界的にコーンと砂糖の価格をつり上げ、特に基金の都市には批判を受けました。
ｂ．次世代のバイオエタノール
科学者達は、それまでのバイオエタノール生産過程に従うと、コーンや甜菜だけが燃料生産として使用され、残りの植物が廃棄物になっている事を見出しました。 これは、セルロース系素材を含有する様々な植物の茎や葉も、エタノールに変換する事ができ、セルロース系発酵プロセスの発見を導きだしました。 この発見は４平方メートル当たりのエタノール収穫の多大な改善となり、非食用植物も使われ食料対燃料生産の問題も、対処されようとしました。 セルロース系発酵は高温で発生し、エネルギーを必要とします。 また、高温に耐える事ができる酵素を使っています。 次世代のバイオエタノール技術は、以前のバイオエタノール生産工程にとって代わり、藻もバイオエタノール生産に使用されます。
ｃ．バイオディーゼル
バイオディーゼルは、再生油や脂肪を含む植物油や動物脂肪から作られます。 食品業界からの脂肪やリサイクルオイルの使用は、特に使用済み脂肪の環境廃棄問題に対処するには、特に魅力的といえます。 石油ベースのディーゼル燃料に、５％のバイオディーゼルをブレンドしたものは、ヨーロッパでは何年も前から使われています。 このブレンドはエンジンを修正する事なく、車に使用する事ができます。 混合率が高いと、エンジンのデザインや、燃料系に使用されている、幾つかの素材を変更する必要があります。
ｄ．グリーンディーゼル
グリーンディーゼルは、キャノーラや藻やジャトロファの様な、非食用の様々な植物油から作られています。 グリーンディーゼルは分別蒸留によって作られ、アイルランドでは広く使用されてきました。 グリーンディーゼルの生産に使用される幾つかの作物は、他の作物が育たないような荒れ地で栽培されます。 これらの作物は、このような荒廃した土地の、生産的使用に役立っています。
２．気体状バイオ燃料
気体状バイオ燃料は、家庭用暖房、調理や特定の産業用アプリケーションを補ったり、代わりをしたりします。
ａ．埋立地のガス
埋立地のガスは主にメタンガスで、ゴミ捨て場で生分解性ゴミの自然崩壊によって放出されます。 太陽光や湿気の存在で、細菌や微生物によって腐敗が進みます。 以前は、これらのガスが大気中に排出されていました。 これらのガスは今、収集され都市ガス配給システムに、パイプで送られます。 一般廃棄物の収集プロセスはまた、都市廃棄物を生分解性廃棄物と、プラスチックや金属のような、他のリサイクル可能廃棄物に分離するよう改善されました。 これは都市の廃棄物処理プロセスや、メタンガスの回復の強化の改善に繋がっています。
ｂ．嫌気消化槽
嫌気消化槽は閉じたタンクで、微生物が紙や植物、刈った芝や食べ残し、下水汚泥のような廃棄素材を、破壊する為に使用されます。 微生物や細菌の仲間は、糖や澱粉炭水化物の様な廃棄素材の異なる構成要素を破壊するために「種まき」をします。 タンクは閉じられ、酸素を遮断するために排気されます。 微生物は崩壊プロセスをスピードアップするために、廃棄素材そのものから、再生に必要な酸素を引き出します。 この消化プロセスは、メタンと二酸化炭素の混合物が得られ、燃料ガスとして外にパイプで送る事ができます。 ガスが発生すると消化された素材が残り、肥料として使用する事ができ、また練炭化すると固形燃料としても使用できます。 この様な消化槽は、埋め立て地のゴミの量を削減する前処理として、世界中の都市で広く活用されています。 これはまた通常、自治体のゴミ収集サービスや処理サービスの無い、孤立した地域や農場でも使用されています。
ｃ．シンガス
シンガスは「合成ガス」の略で、一酸化炭素と水素の混合物です。 シンガスは蒸気を含んでいる大気中で、バイオマスの部分燃焼によって生み出されます。 限定された石炭量を使用して燃焼させます。 蒸気から酸素を吸収したバイオマスからの炭素を部分燃焼させると、水素と一酸化炭素を生産します。 このシンガスは燃料として使用するために、パイプで運ばれます。 ノルウェーやドイツ、英国で、幾つかのシンガス工場を設置している会社がエナゴスです。 これらの工場は、公共の廃棄物を使用してエネルギーを生成しています。
３．固体バイオ燃料
固体バイオ燃料葉名前が示すように、固体の形状をしています。 薪は最も古い、固体バイオ燃料の形状です。 インドや他の熱帯の国々の農村部では、乾燥させた牛糞が、バイオ燃料として使用されています。 現在の試みは、農業廃棄物をバイオ燃料に変換する事です。
ａ．ウッドペレット
これ等は木材産業の廃棄素材である、おがくずから作られています。 おがくずはハンマーミルを通過して、練粉状に圧縮され、高圧で通常直径６ｍｍ、長さ８ｍｍの小球状に押し出されます。 押し出す過程で、おがくずを纏める為のプラスチックとなる、リグニンを生み出します。 また押し出す過程でペレットの温度を上昇させ、含水率を１０％以下にする為に乾燥させます。 低水分にすると、ウッドペレットが綺麗に燃えます。 これらのウッドペレットは多くの国々で家庭用暖房の温水器の燃料として使用されています。 スウェーデンの木材産業センターでは、燃料としてウッドペレットが、１５０万トン以上使用されています。
ｂ．ピーナッツの殻
サハラ以南のアフリカやインドのある地域では、ピーナツが主な作物で、ピーナツの殻が固形バイオ燃料として使用されています。 殻は管理しやすい燃料にする為にバインダーを使います。 インドではピーナツの皮にバインダーとして、アスファルトタールを使っています。 タールは火に掛けると溶け、ピーナツの皮をそれに混ぜます。 そして水で火を消します。 溶融させたタールは、ピーナツの殻を堅く一つに纏め、それを石炭燃焼ボイラーや、家庭用石炭ストーブで使用します。
アフリカの一部では、タピオカペーストが太陽光で乾燥させた後、バインダーとして使用されます。
ｃ．バイオ燃料として、籾殻を使用したマヨン・ターボ・ストーブ
世界各地で米を主食としていて、何百万トンも生産されています。 ミルからでる籾殻は、主な農業廃棄物です。 カナダの会社マヨンは、籾殻やピーナツの殻の様な他の廃棄製品を燃料として使用する、ストーブを設計しました。 ストーブは殻を確実に無煙燃焼させる為に、独創的な排気装置がデザインされています。
ｄ．雑草や芝を使った固形バイオ燃料
農業廃棄物を固形バイオ燃料に変換している所では、多くの会社が燃料にする目的で、現実的に作物を育て始めています。 ススキは世界の多く後に生息する多年生植物で、放牧動物が食べないものです。 この植物は今商業的に、バイオ燃焼生産の為に栽培されています。 この植物の葉は、バイオエタノール生産に使用する事ができ、茎と軸は固形燃料として使用するために、練炭状に変換されます。 この植物から得られる、４平方メートル当たりのバイオ燃料は、コーン農場から得られるバイオ燃料の、２．５倍であると言われています。 アロテラ・エネルギーという会社は既に、オハイオ州で、デモ形式で操業しています。 バイオ燃料の使用は、世界に、化石ベースの燃料に変わるエネルギー資源を与えます。 そしてこの業界では、バイオ燃料として型破りな素材の仕様を最適化するような新しいテクノロジーがさらに開発されていくようです。
