未来のためのバイオ燃料

ネット・ゼロ・カーボンなどの大局的な目標に対応する新しい規制や、時間の経過とともに変化を促す段階的な更新が予定されています。たとえば英国では、建設業を含む複数の分野で、オフロードの「レッド」ディーゼル（NOxとPM10の大量排出量の原因）の使用を制限する措置が講じられています。1

これらの変更により、企業は燃料の選択を詳しく検討し、コンプライアンスとコスト効率の両方を維持できるオプションを検討する機会が得られます。この記事では、液体バイオ燃料を中心に、よりクリーンな燃焼代替燃料について探ります。

現在、最も広く使用されている代替燃料は、ガソリンエンジン用のバイオエタノールやディーゼルエンジン用のバイオディーゼルなどのバイオ燃料です。これらは標準燃料の成分として使用でき、通常は総量の5〜30％に相当します（法的要件によって異なります）。または、唯一の燃料として使用することもできます。

バイオエタノールは、発酵糖またはデンプンを原料とするアルコールの形でも使用できます。また、ETBE（Ethyl-Tert-Butyl-Ether）に変換できるため、エタノールと比較して燃焼能力が向上し、パイプラインやエンジンとの互換性が向上します。

一方、バイオディーゼルは脂肪酸エステルで構成されており、植物性脂肪や動物性脂肪をアルコールと反応させてディーゼルに近い特性を実現します。また、このような油脂を水素化処理して水素化処理植物油（HVO）を入手することもできます。水素化処理植物油（HVO）は、再生可能輸送燃料義務（RTFO）の要件を完全に満たし、100% ドロップイン燃料として使用できるため、100% ドロップイン燃料として使用できます。2

3世代のイノベーション

第一世代のバイオ燃料は、ビートルート、トウモロコシ、小麦、サトウキビなどの食用原料からバイオエタノール用に製造されています。、またはバイオディーゼル用の菜種、ヒマワリ、大豆、ヤシ。これらの食用原料の欠点は、食料供給にも必要であることです。この懸念から、リグノセルロース系バイオマスや作物廃棄物の残留物など、非食用原料から第二世代のバイオ燃料が開発されました。

最近では、第三世代のバイオ燃料が登場しています。これらは藻類（太陽光、水、二酸化炭素を光合成によってエネルギーに変換する微生物）から生産できます。

藻類の大きな利点の1つは、投入量が少なく、1エーカーあたりのエネルギー生産量が第2世代のバイオ燃料作物で達成できる量の30倍を超えることです。言うまでもなく、食品廃棄物は現在脚光を浴びています。使用済みのチップ脂肪を水素化処理植物油（HVO）に変換することについてのブログ記事を1つか2つ読んだことがあるかもしれませんが、これまでのところ、倫理的に調達された原材料の信頼できる一貫した供給源が求められています。

すべての代替燃料には、対応する独自の特質があります。たとえば、バイオエタノールは、エンジン運転中にバイオエタノールを希釈することでエンジンオイルを汚染する可能性があります。これにより、高い摩擦、摩耗、腐食、スラッジからエンジンを保護するオイルの能力が低下し、ひいてはエンジン故障の原因となります。さらに、バイオエタノールをガソリンに添加すると、その特性が変化し、燃料インジェクターや電動燃料ポンプが腐食したり、寒冷地でのエンジンの始動に問題が生じたりします。3

一方、バイオディーゼルは、燃料フィルターの詰まりを引き起こし、インジェクターの内部および外部の堆積物を残し、コールドスタートの問題にもつながります。幸いなことに、現在、これらの影響を軽減するように設計されたエンジンオイルや燃料添加剤ソリューションは数多く市場に出回っています。

バイオ燃料の成長の機会は今どこにあるのか？バイオエタノールに関しては、ブラジルはサトウキビ原料の世界的な供給源としての地位を維持していますが、中国とインドは専門家が近いうちに注目する2つの主要な成長市場です。4 一方、シンガポールと米国でのHVO生産量の拡大は、バイオディーゼル生産量の予測増加量の半分以上を占めると予想されます。5

注目すべきその他のよりクリーンな燃焼燃料検討対象：

• 液化天然ガス（LNG）、 は自動車輸送用途で知られており、現在勢いを増しています海運業などの産業では、硫黄含有量が 0% であることは、国際海事機関（IMO）が定める2020年の硫黄上限と完全に一致しています。7

• 水素 も、燃焼時に水を排出するがCO2は排出しないため、クリーン燃料と見なされています。そのため、内燃機関だけでなく、電気自動車に使われる燃料電池にも有用です。課題はアクセスしやすい状態にしておくことであるため、イノベーターは車載ストレージを有効にする方法と、適切な燃料供給ネットワークを開発する方法の両方を検討しています。

1. https://www.gov.uk/government/publications/reform-of-red-diesel-entitlements/reform-of-red-diesel-and-other-rebated-fuels-entitlement2

. https://www.ifpenergiesnouvelles.com/issues-and-foresight/decoding-keys/renewable-energies/what-future-biofuels3。

フード・テクノロジー・バイオテクノロジー 2018年9月; 56 (3): 289—311 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC62330104. https://www.iea.org/reports/renewables-2020/transport-biofuels5

同書.

6. https://www.imo.org/en/MediaCentre/HotTopics/Pages/Sulphur-2020.aspx