気候政策が重要視され、各国が CO2 排出量の削減を目指している世界的な状況において、バイオ燃料は重要な解決策の 29 つとして浮上しています。運輸業は、2 年に世界の CO2019 換算排出量の XNUMX% を生成する重要な部門を代表しています。したがって、この業界を脱炭素化する方法を見つけることが不可欠であり、第 XNUMX 世代および第 XNUMX 世代のバイオ燃料がこの戦略で重要な役割を果たしています。
この記事では、第 2 世代と第 3 世代のバイオ燃料とは何か、その製造方法、その特徴、従来の化石燃料と比較した利点について詳しく説明します。
第一世代のバイオ燃料
第一世代のバイオ燃料は、トウモロコシ、サトウキビ、大豆などの食用農作物から得られます。バイオエタノールとバイオディーゼルは、このタイプのバイオ燃料の 2 つの代表的な例です。彼 バイオエタノール これは主に糖分やでんぷんを多く含む作物から発酵によって得られ、自動車燃料を作るためにガソリンと混合して使用されます。一方、 バイオディーゼル エステル交換と呼ばれる化学プロセスを通じて、植物油または動物性脂肪から作られます。
これらのバイオ燃料はエネルギー転換の第一段階では不可欠なものであるが、食糧生産と競合することで価格が上昇し、場合によっては生産のために広大な土地農業を捧げることで森林破壊や生物多様性の損失を引き起こす可能性があると批判されている。食べ物の代わりにエネルギーを補給します。
第二世代および第三世代のバイオ燃料
第二世代バイオ燃料
第 2 世代のバイオ燃料は、その生産が人間の栄養と競合しないため、第 1 世代のバイオ燃料に比べて大幅な改善を示しています。これらのバイオ燃料は、農業および林業廃棄物を含む非食用リグノセルロース系原料から得られます。 わら、セルロース廃棄物、サトウキビバガスなどがある。
このプロセスで最も使用されるテクノロジーの 1 つは、 セルロース系バイオエタノール、これには酵素と微生物を使用したセルロース系材料の化学分解が含まれます。このプロセスは従来の方法に比べて複雑ですが、廃棄物と考えられている材料に新たな用途を与えることで、より優れた生態学的持続可能性を可能にします。
もう 1 つの重要な供給源は、バイオディーゼルの入手です。 非食用油、ジャトロファ油や藻類など。これらの資源により、食料との競合の問題を回避し、さらに水資源をあまり必要としない限界土地や作物が利用されます。
第 2 世代バイオ燃料の最大の利点の 1 つは、 温室効果ガスの排出を大幅に削減する (GHG)、エネルギー部門の持続可能性を向上させ、第一世代のバイオ燃料の生産によって引き起こされる森林破壊と土地劣化を軽減します。
第三世代バイオ燃料
第三世代バイオ燃料は、持続可能な燃料の生産における新たなフロンティアを表します。それらはから開発されています 微生物または藻類 油や他のエネルギー化合物を生成する能力があります。特に藻類は、生産性の高い農地をめぐって競合することなく、汽水域や廃水などの多様な環境で生育できるため、有望な供給源となっています。
第三世代バイオ燃料の主な例は次のとおりです。 微細藻類バイオディーゼル。微細藻類は、その性能を最大限に高めるように設計されたリアクター内で成長し、微細藻類が蓄積する脂質が抽出および処理されて燃料が生成されます。このプロセスには、炭素回収の効率が向上することに加えて、藻類は成長中に CO2 を吸収する能力に優れているため、広大な土地を必要としないという利点があります。
さらに、バイオテクノロジーにより、特定の微生物の遺伝子組み換えにより、化石炭化水素に似た特性を持つバイオ燃料を生産できるようになりました。これらの高度なシステムは開発中ですが、完全に再生可能で食料資源との競合がない燃料を作成できる可能性があります。
第二世代および第三世代バイオ燃料の目的と利点
第 2 世代および第 3 世代のバイオ燃料の主な目的は次のとおりです。 化石燃料への依存を最小限に抑える エネルギー生産による環境への影響を世界的に削減しながら。これらのバイオ燃料は、食料生産を損なったり、環境に取り返しのつかないダメージを与えたりすることなく、輸送部門のエネルギー需要を満たす持続可能な方法を提供します。
最も重要な利点は次のとおりです。
- 温室効果ガス排出量の削減: 第 2 世代および第 70 世代のバイオ燃料は、従来の化石燃料と比較して COXNUMX 排出量を最大 XNUMX% 削減できると推定されています。
- 非食料資源の利用: これらのバイオ燃料は、食べられない廃棄物や微生物をベースとしているため、食糧危機を加速させたり、食糧価格を圧迫したりすることはありません。
- 柔軟性と多様性：第三世代バイオ燃料は、廃棄物から微細藻類に至るまで、さまざまな資源を使用するため、その生産と応用の多様性が高まります。
バイオ燃料の生産における課題と課題
バイオ燃料の可能性は膨大ですが、その生産には依然としていくつかの課題があります。主な課題の 1 つは、 高い生産コスト特に第三世代バイオ燃料の場合。藻類の増殖や微生物の遺伝子組み換えには、多額の初期投資と特殊な技術が必要です。
もう 1 つの課題は、インフラストラクチャの利用可能性と、これらの新しいタイプのバイオ燃料を処理および処理するための製油所および生産プラントの適応です。この分野では進歩が見られますが、効率を向上させ、生産をより経済的に実行可能にするためにやるべきことはまだたくさんあります。
最後に、対処することが重要です 規制と公共政策国によって大きく異なるため、バイオ燃料の広範な導入が困難になっています。これらのテクノロジーへの投資を促進するには、世界的に政府の支援、奨励金、規制の強化が必要です。
これらの技術の進歩とグリーン政策の実施により重点が置かれていることから、第 2 世代および第 3 世代のバイオ燃料は、輸送の脱炭素化のための真の持続可能なソリューションとなる可能性を秘めています。
これらのバイオ燃料は、非食料源を使用し、温室効果ガス排出量の大幅な削減を可能にする再生可能エネルギーの未来を表しています。コストと生産に関する現在の課題を克服できれば、これらの燃料は気候変動との戦いにおいて重要な役割を果たすことになるでしょう。