バイオ燃料-その言葉は魔法のようです。鳥のさえずり、澄んだ青い空、そして世界の幸せを思い起こさせます。どういうわけか、私たちは植物や他の有機物を何かに変えて、車に電力を供給し、同時に地球を救うことができます。
しかし、それはまったく魔法ではありません。この記事では、バイオ燃料とは何か、そうでないもの、そしてバイオマスからどのように利用されるかについて説明します。 （つまり、植物や動物からの有機物）。また、主要な種類のバイオ燃料の約束とトレードオフについても話します。
まず、バイオ燃料とは何ですか？米国エネルギー省（DOE）によると、これらは植物や有機材料から開発された再生可能な固体、ガス、または液体燃料であり、自動車やSUVに電力を供給したり、生活空間を加熱したり、機械を操作したりするための燃料に加工できます。 再生可能 この意味で、私たちは、植物のように、適度に短い期間で簡単に補充できるものから燃料を作るための資源を手に入れることを意味します。石油や天然ガスも植物から供給されますが、これらの化石燃料の供給を更新するには数百万年かかるため、これらは再生可能ではありません。
何十年もの間、住宅所有者は木やトウモロコシのペレットのような固形燃料を使用するオプションを持っていましたが、最近では、燃料油価格の激しい変動を相殺するのに役立つより一般的な方法になっています。輸送目的で、今日使用されている最も一般的なバイオ燃料はエタノールです。 （でんぷんまたは砂糖から生成されるアルコールの一種）およびバイオディーゼル （油、脂肪、またはグリースをベースにした燃料）。
バイオ燃料の生産を追跡することは、それを生産するために使用される多くの方法のためにまだ正確な科学ではありませんが、バイオディーゼルとエタノールの全体的な生産と消費のデータは信頼できます。 1990年代半ばに少し落ち込んだ後、米国のエタノール生産は史上最高になりました。米国の産業業界団体であるNationalBiodiesel Boardによると、米国のバイオディーゼル生産量は2002年の200万ガロンから2008年には7億ガロンに急増しました。
確かに、代替燃料は非常に便利ですが、実際にバイオマスを使用可能なものに変換するにはどうすればよいでしょうか？
穀物アルコールとしても知られるエタノールは、植物材料を発酵させることによって作られます。伝統的に、これは作物の消費可能な部分、特にトウモロコシやサトウキビを発酵させることを意味していました。
これの大きな欠点は、それが人々や家畜の食糧供給を侵害することです。新しい研究は、代わりにセルロース系バイオマスの使用に焦点を合わせています 、トウモロコシの茎のような植物の非食品部分で構成されています]。このプロセスでは、植物材料をブドウ糖に変え、他の砂糖と同じように発酵させてエタノールを生成します。プロセスの副産物であるリグニンは、プロセスを完了するのに役立つエネルギーを提供するために燃焼されます。
純粋な形で燃料として使用できますが、バイオディーゼルは通常ガソリンと組み合わされます。すべてのガソリン車は、すぐに利用できるガソホールを利用できます。 、90パーセントのガソリンと10パーセントのエタノールの混合物。フレックス燃料車は、 E85燃料と呼ばれるものも使用できます。 、85パーセントのエタノールと15パーセントのガソリンの混合物。
エタノールとは異なり、バイオディーゼルは2005年頃から米国で普及したばかりです。その背後にある科学もはるかに新しく、もう少し複雑です。米国でバイオディーゼルを生産するほとんどの方法は、大豆油または使用済み植物油から始まりますが、他の油や藻類も使用できます。
National Sustainable Agricultural Information Serviceによると、オイルはアルコール、通常はメタノール、さらにはエタノールと組み合わされています。水酸化カリウムや水酸化ナトリウム（灰汁）などの触媒を使用して、エステル交換と呼ばれるプロセスを開始します。 、副産物として生成されたグリセロールを使用して、バイオディーゼルを生成します。
エタノールと同様に、バイオディーゼルは通常、石油ベースの燃料と組み合わされ、すべてのディーゼル車で使用できます。最も一般的なミックスは B20 と呼ばれます 、20パーセントのバイオディーゼルと80パーセントの石油ディーゼルの混合を反映しています。改造車両は B100 を使用できます 、または100％バイオディーゼルで、将来的に電力を供給します。
エタノールとバイオディーゼルは多くの栄光を得る2つの燃料ですが、バイオ燃料の状況にはさらに多くのことがあります。次のセクションでは、他のいくつかのバイオ燃料オプションについて説明します。
使用済み植物油からバイオディーゼルを作るガソリンスタンドに別れを告げたいですか？使用済み植物油から家庭でバイオディーゼルを製造する人々の成長する軍団に加わってください。メタノール、強力な触媒（灰汁が機能する）、および多くの安全対策が必要になります。消耗品はすぐに入手できます。プロセスには文献がたくさんあるので、読んで、物資を購入し、注意して、燃料の独立を宣言する準備をしてください。
バイオ燃料は私たちの車やトラックに限定されていません。このセクションでは、バイオ燃料が私たちの生活に取り入れられているいくつかの新しい方法を見ていきます。
人々は、時間の夜明け以来、薪の火の周りに集まってきました。木材は扱いやすく、燃やしやすく、交換も簡単です（とにかく適切な資源管理が必要です）。今日の違いは、薪ストーブに供給するためのさまざまなペレットの開発です。これらのストーブは、物を燃やすのにもはるかに効率的になっています。米国エネルギー省は、42,000 Btuのペレットストーブで1,300平方フィートの家を暖房できると報告しています。これらのユニットは、汚染が少なく、メンテナンスの必要性も低くなっています。圧縮されたおがくずから作られた木質ペレットが最も一般的ですが、一部のストーブは、トウモロコシ、古紙、ナッツの殻、さらにはドライチェリーピットから作られた燃料を使用することもできます。
あまり知られていない技術は、家畜や都市ごみから肥料などの固形廃棄物を取り、自然の嫌気性分解プロセスの一部として排出されるガスを捕捉します。このバイオガス 燃料として使用できる高レベルのメタンが含まれています。非営利の環境エネルギー研究所による2010年のブリーフィングでは、151の嫌気性消化槽（分解からバイオガスを回収するプラント）が米国で稼働しており、そのすべてが動物の排泄物をベース材料として使用していると報告されました。
多くの廃棄物処理プラントは伝統的にバイオガスを燃焼させますが、より永続的なエネルギーソリューションを見つけるために努力するにつれて、バイオガスはエネルギーパズルのもう1つの潜在的なピースとしてますます認識されるようになっています。
バイオ燃料の導入をサポートするために現在開発中の技術の多くは順調に進んでいますが、それらは本当に環境を助け、私たちのエネルギー需要に現実的な解決策を提供できるでしょうか？それはどのように私たちを助けるつもりですか？これについては、最後のセクションで説明します。
今日のエネルギーソリューションには高い基準があります。それらはより効率的で地球を救う必要があります。バイオ燃料は本当にその日を救うことができますか？ご想像のとおり、簡単な答えはありません。最終的には、はるかに大きなエネルギーパズルの一部にすぎません。
環境的に言えば、バイオ燃料を利用しても、大気中の二酸化炭素が増えたり、地球温暖化が進んだりすることはありません。植物は成長するにつれて炭素を吸収し、エネルギーに変換されると炭素を放出します。同様に、動物は植物を消費し、それを脂肪や廃棄物に変換するため、これらの製品がエネルギーに変換されると、植物からの炭素が再び放出されます。
炭素は何百万年もの間石炭や他の化石燃料の中に閉じ込められており、私たちがそれを地面から引き出して燃やすまでそこにとどまります。これらの燃料の中の炭素はかつて空気を満たしていましたが、それは現在の大気の年間サイクルの一部ではありませんでした。
政治的な観点から、自国で利用可能な資源を利用することは、原油のような外国の資源への依存を減らすことを意味します。このエネルギーの必要性の一部を家庭で再生可能なバイオ燃料で満たすことは、国際的な緊張を緩和するのに大いに役立つ可能性があります。
バイオ燃料は、それらを利用するために必要な資源の国内的な性質が地元の農業および森林地域内にあるという点で、経済にとっても有益です。
今日まで、バイオ燃料、化石燃料、風力、太陽光、原子力などの単一の燃料源で、私たちのすべてのエネルギー需要に答えることができるものはありません。しかし、技術の進歩により、バイオ燃料の利用が急速に容易になり、バイオ燃料の開発がより明るい未来に貢献できるようになっています。