最近ニュースを読んだり見たりしたことがあれば、おそらく石油や石油価格に関連する記事、抜粋、またはサウンドバイトに出くわしたことでしょう。日常生活の中でも、誰かがそれについて言及する可能性は十分にあります。自動車、経済、歴史、地理、政治のいずれであっても、石油は私たちの日常生活のほぼすべての側面に浸透してきました。これは、消費者が毎日頼っている最も議論されている（そして物議を醸している）商品の1つです。
石油に関するこの話はすべて、ガソリン代替品への継続的な関心を呼び起こします 。電気自動車や水素燃料電池のようなものは、石油の実現可能な代替品として話題になっています。技術が進歩するにつれて、これらの概念は現実になる可能性があります。しかし、今はどうですか？
ミックスで失われたのはバイオ燃料です 、化石燃料の代わりに生物学的成分から作られた燃料。これらの出発原料は、製造される燃料の種類と製造方法に応じて、トウモロコシから大豆、動物性脂肪までさまざまです。
この記事では、バイオディーゼルについて詳しく見ていきます。 、主要なバイオ燃料の1つ。手始めに、いくつかの背景を得るために、車のエンジンがどのように機能するか、そしてディーゼルエンジンがどのように機能するかをチェックすることは良い考えです。その後、戻って、バイオディーゼルの事実をフィクションから分離します。
一般的に言えば、バイオディーゼルは、石油（または原油）の代わりに生物学的成分から作られる標準的なディーゼル燃料の代替または添加剤です。バイオディーゼルは通常、植物の油から作られています または動物の脂肪 一連の化学反応を通して。どちらも無毒です および再生可能 。バイオディーゼルは基本的に植物や動物に由来するため、農業やリサイクルを通じて供給源を補充することができます。
バイオディーゼルは安全であり、ほとんどまたはまったく変更を必要とせずにディーゼルエンジンで使用できます。バイオディーゼルは純粋な形で使用できますが、通常は標準のディーゼル燃料と混合されます。 。ブレンドは略語 Bxx で示されます 、ここで xx 混合物中のバイオディーゼルのパーセンテージです。たとえば、最も一般的なブレンドは B20 、または20パーセントのバイオディーゼルから80パーセントの標準。つまり、 B100 純粋なバイオディーゼルを指します。
ただし、バイオディーゼルは単なる包括的な用語ではありません。また、業界標準の提供を担当する組織であるASTM International（以前はAmerican Society for Testing and Materialsとして知られていました）によって認識されている正式な技術的定義もあります。 National Biodiesel Board（NBB）によると、バイオディーゼルの技術的定義は次のとおりです。
それはちょっとラフに聞こえますが、あなたが思っているよりもずっと馴染みがあります-あなたは毎日これらの脂肪酸に遭遇します。これらについては、次のセクションで詳しく説明します。
コンテンツ
 写真提供：National Biodiesel Board 大豆はバイオディーゼルにすることができます。 |
バイオディーゼルを非常に魅力的で興味深いものにしている理由の1つは、多くの天然資源から製造できることです。動物性脂肪も使用できますが、植物油 バイオディーゼルの最大の供給源です。あなたはおそらく台所でこれらのいくつかを使用したことがあります。科学者やエンジニアは、大豆、菜種、カノーラ、ヤシ、綿実、ヒマワリ、ピーナッツなどの身近な作物の油を使用して、バイオディーゼルを生産することができます。バイオディーゼルは、リサイクルされた調理用グリースからも作ることができます！
すべてのバイオディーゼルソースに共通するスレッドは、すべてに脂肪が含まれていることです。 何らかの形で。油は、室温で液体である単なる脂肪です。これらの脂肪、またはトリアシルグリセロール（トリグリセリドと呼ばれることもあります）は、炭素、水素、および酸素原子が結合して特定のパターンに配置されたもので構成されています。これらのトリアシルグリセロールはかなり普及しています。家庭用植物油に加えて、バターやラードなどの一般的なものもあります。医者に行って血液検査を受けたことがあれば、トリグリセリド数がリストされているのを見たことがあるかもしれません。
これらのトリアシルグリセロールを視覚化する1つの方法は、大文字の「E」を考えることです。このEの垂直骨格を形成するのは、グリセロールとして知られる分子です。グリセロールは、石鹸、医薬品、化粧品などの製造に使用される一般的な成分です。このグリセロール骨格に結合し、Eの水平要素を形成しているのは、炭素、水素、および酸素で構成される3つの長鎖です。これらは脂肪酸と呼ばれます。
<中央>
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では、これらのトリアシルグリセロールはどのようにして車、トラック、またはボートに入れられるのでしょうか。バイオディーゼルは純粋な植物油ではありません。過去にディーゼルエンジンに燃料を供給するために生の植物油が使用されてきましたが、それは通常問題を引き起こしました。生の油脂は、燃料になるために最初に一連の化学反応を経る必要があります。バイオディーゼルを製造する方法はいくつかありますが、ほとんどの製造施設では、エステル交換と呼ばれるプロセスを通じて工業用バイオディーゼルを製造しています。 。このプロセスでは、脂肪または油を最初に精製してから、水酸化カリウム（KOH）や水酸化ナトリウム（NaOH）などの触媒の存在下で、アルコール、通常はメタノール（CH3OH）またはエタノール（CH3CH2OH）と反応させます。これが起こると、トリアシルグリセロールはエステルとグリセロールを形成するように変換されます。残っているエステルは、私たちがバイオディーゼルと呼んでいるものです。
これは古いニュースですか？次のセクションでは、バイオ燃料運動の背後にある歴史と動機のいくつかを調べます。
 写真提供：Bob Allan 現在の米国のバイオディーゼル生産は主に石油からのものですこのような大豆またはリサイクルされたレストランの食用油から。 |
バイオ燃料の概念は驚くほど古いものです。現在彼の名前が付けられている発明のルドルフ・ディーゼルは、彼のエンジンの燃料源として植物油を構想していました。実際、彼の初期の仕事の多くはバイオ燃料の使用を中心に展開していました。たとえば、1900年にフランスのパリで開催された万国博覧会で、ディーゼルはピーナッツオイルでエンジンを動かすことでエンジンのデモを行いました。同様に、ヘンリーフォードは、モデルTがトウモロコシ製品であるエタノールで稼働することを期待していました。最終的に、ディーゼルとフォードの両方のケースで、石油が登場し、最も論理的な燃料源であることが証明されました。これは、とりわけ供給、価格、効率に基づいていました。一般的ではありませんでしたが、1930年代から1940年代にかけて、ディーゼル燃料にも植物油が使用されていました。
米国でバイオ燃料を使用するという考えが再検討されたのは1970年代と1980年代でした。最も重要なイベントの1つは、1970年に環境保護庁（EPA）による大気浄化法の成立とともに発生しました。これにより、EPAは、二酸化硫黄、一酸化炭素、オゾン、窒素酸化物（NOx）などの汚染物質の排出基準をより厳密に規制できるようになりました。これにより、よりクリーンな燃焼燃料を開発するための準備が整いました。これはまた、燃料添加剤の基準を設定します。
1973-1974年のアラブ石油禁輸や1978-1979年のイラン革命などの海外での出来事は、国内の石油生産の減少と相まって、価格を押し上げるのに役立った。米国エネルギー省のエネルギー情報局によると、米国の原油輸入は禁輸措置中に30％削減され、「原油の世界価格は1979年初頭の1バレルあたり約14ドルから1バレルあたり35ドル以上に跳ね上がりました。安定する前の1981年1月。世界の価格が1バレルあたり28ドルから29ドルの間で安定した1983年まで、価格はそれほど下がらなかった。」
石油価格が上昇するにつれ、研究者たちは他の場所を探し始めました。 1982年8月、ノースダコタ州ファーゴで最初の植物油と植物油に関する国際会議が開催されました。この会議では、燃料費や植物油の影響から燃料添加剤や抽出方法まで、さまざまな問題が取り上げられました。
1990年に、大気浄化法が改正され、車両の排出ガスに対するより厳しい制限が含まれました。この改正により、ガソリン中の酸素含有量の増加（一酸化炭素排出量の減少）やディーゼル燃料中の硫黄含有量の減少などの規定が導入されました。
1992年、EPAはエネルギー政策法（EPACT）を可決しました。これは、外国の石油への依存を減らすために、米国政府の輸送艦隊が使用する代替燃料の量を増やすことを目的としていました。 1998年のEPACTの改正には、元のEPACTで規定されているように、代替燃料車（AFV）を購入する代わりに、既存の政府のディーゼル車でバイオディーゼル燃料を使用することが含まれていました。
これらの規則や規制がすべて整っているので、実行可能な石油の代替品が騒ぎを引き起こすことは理解できます。しかし、バイオディーゼルはガソリンの完全な代替品ではありません。次のセクションでその長所と短所を見ていきます。
排出規制は、特に法律問題において、バイオディーゼルの議論の中心です。科学者、議員、および消費者の間で特に有害で懸念を引き起こす排出物のいくつかの要素があります。硫黄とその関連化合物は酸性雨の形成に寄与します。一酸化炭素は広く認識されている毒素です。そして二酸化炭素は温室効果に貢献します。多環芳香族炭化水素（PAH）、特定の種類の癌の形成に関連しているリング状の化合物など、懸念を引き起こすあまり知られていない化合物もいくつかあります。粒子状物質（PM）は健康に悪影響を及ぼし、未燃炭化水素はスモッグとオゾンの形成に寄与します。
バイオディーゼルは危険な排出物を削減します。現在のバイオ燃料の中で、大気浄化法に従って排出ガス試験を無事に完了したのはバイオディーゼルだけです。
| 従来のディーゼルと比較した平均バイオディーゼル排出量 | ||
| エミッションコンポーネント | B100 | B20 |
| 未燃炭化水素の合計 | -67％ | -20％ |
| 一酸化炭素 | -48％ | -12％ |
| 粒子状物質 | -47％ | -12％ |
| NOx | + 10％ | + 2％ |
| 硫酸塩 | -100％ | -20％ |
| PAH | -80％ | -13％ |
| 出典：National Biodiesel Board | ||
さらに、B100はCO2排出量を78％削減し、ディーゼル燃料の発がん性を94％削減することができます（National Biodiesel Board、U.S。DOE Office of Transportation Technologies）。
バイオディーゼルのもう1つの特徴は、生分解性であるということです。 、バクテリアなどの天然物質の結果として分解する可能性があることを意味します。 EPAによると、バイオディーゼルは従来のディーゼル燃料の4倍の速度で分解します。このように、流出が発生した場合、クリーンアップが容易になり、余波はそれほど恐ろしいものではなくなります。これは、バイオディーゼルブレンドにも当てはまります。
バイオディーゼルはまた、米国の輸入石油への依存度を下げ、エネルギー安全保障を高める可能性があります。米国のほとんどのバイオディーゼルは、大豆油から作られています 、主要な国内作物です。米国の石油需要が増加し、世界の供給が減少しているため、バイオディーゼルなどの再生可能燃料を適切に導入すれば、米国のエネルギー需要の一部を緩和できる可能性があります。
バイオディーゼルは、エンジンの潤滑性、つまり動きやすさにも貢献します。バイオディーゼルは溶剤として機能し、詰まりの原因となる可能性のあるエンジン内部からの堆積物やその他のガンクを緩めるのに役立ちます。純粋なバイオディーゼルはそれ自体の堆積物を残さないため、これによりエンジン寿命が長くなります 。わずか1％のバイオディーゼル混合物は、燃料の潤滑性を65％も向上させる可能性があると推定されています（米国エネルギー省運輸技術局）。
バイオディーゼルもより安全です。 無毒です （食卓塩の約10分の1の毒性）そしてより高い引火点 従来のディーゼルより。高温で燃焼するため、誤って燃焼する可能性が低くなります。これにより、移動と保管の規制に対応しやすくなります。次に、短所とバイオディーゼルの将来について見ていきます。
もちろん、ペナルティがないものはなく、バイオディーゼルには欠点があります。燃料自体に関係するものもあれば、全体像に関係するものもあります。
燃料自体の問題の1つは、 NOxの増加です。 バイオディーゼル排出量。多くの場合、ディーゼル燃料の製造では、排出物中の粒子状物質の量を減らすと、それに対応して窒素酸化物が増加し、スモッグの形成に寄与します。これのいくつかはエンジン自体を調整することによって対処することができますが、それは常に実行可能であるとは限りません。バイオディーゼル排出物中のNOx量を削減するために研究されている技術があります。
もう1つの問題は、溶媒としてのバイオディーゼルの挙動です。 。このプロパティは便利ですが、一種の両刃の剣です。一部の古いディーゼル車（1992年より前に製造された車など）では、高濃度のバイオディーゼルで目詰まりが発生する場合があります。エンジンに蓄積された堆積物（古いディーゼル燃料から存在する可能性があります）を緩める能力があるため、バイオディーゼルは燃料フィルターを新しく解放された堆積物で詰まらせる可能性があります。バイオディーゼルメーカーは、高濃度のバイオディーゼルブレンドに切り替えた直後に燃料ポンプを変更することを提案しています。これらの古い燃料システム内のコンポーネントも劣化する可能性があります。燃料システム内の堆積物に加えて、バイオディーゼルはゴム部品も分解します。燃料ラインや燃料ポンプシールなどの古いシステムの一部の部品は、ゴムまたはゴムのような組成のために故障する可能性があります。これは通常、そのようなコンポーネントを交換することで解決されます。多くのメーカーが保証にバイオディーゼルを含めていますが、問題が発生する可能性は依然として存在する可能性があります。バイオディーゼルと車両の保証の詳細については、バイオディーゼル規格を確認してください。
また、一部のエンジンでは、燃費と出力がわずかに低下する場合があります。 。平均すると、電力が約10％削減されます。つまり、標準ディーゼル1ガロンに相当するバイオディーゼルは約1.1ガロンかかります。
バイオディーゼルの主な欠点は、全体像、つまり市場と関連するロジスティクスに関連しています。これらの中で最も重要なのはコストです 。 EPAによると、純粋なバイオディーゼル（B100）は1ガロンあたり1.95ドルから3.00ドルの費用がかかる可能性がありますが、B20ブレンドは標準のディーゼルよりも1ガロンあたり平均約30から40セント高くなります。これはすべて、使用する原料や市況などの変数によって異なります。
もう1つの、おそらくもっと重要な問題は、量と可用性の問題です。 。バイオディーゼルは必ずしも50州すべてで生産されているわけではありませんが、すべての州で利用できるようにすることができます。バイオディーゼルを入手するには3つの主要な方法があり、それぞれの特定の方法が特定のタイプの顧客により適しています。バイオディーゼルは、供給業者、石油販売業者、または公共ポンプから直接購入できます。現在、米国には19のNBBメンバーがバイオディーゼルを製造および販売しています。バイオディーゼルの入手方法については、国立バイオディーゼル委員会にお問い合わせください。また、Alternative Fuels Data Centerには、都市または州ごとに給油所を見つけることができる検索機能があります。
米国外のバイオディーゼルステーションの場所については、最寄りのバイオ燃料代理店にお問い合わせください。
では、いくら稼ぐのでしょうか？さまざまな生産者（つまり、連邦、民間、工業）と作物の供給源の数を考えると、きちんとした数字を付けるのは難しいです。現在、米国は年間約7500万ガロンのバイオディーゼルを生産しています（NationalBiodieselBoard）。この生産は柔軟性があり、必要に応じて増減できます。
それがより派手な技術によって占められているスポットライトをつかむかどうかにかかわらず、バイオディーゼルは確かに進行中の絶え間ない仕事になるでしょう。
現在、最大のバイオディーゼル市場はフリート車です。 National Biodiesel Boardによると、米国には100を超えるバイオディーゼルを使用するフリートがあります。これらには、米国などの連邦および公的機関が含まれます。郵便局、米国空軍、米国陸軍、NASA、米国エネルギー省、デュークエナジー、フロリダパワーアンドライト。多くの公共交通機関も、石油の使用を補完するためにバイオディーゼルを探しています。シンシナティメトロなどの市内バスもバイオディーゼルを使用しています。潜在的な将来のターゲットには、海洋および農業用途や家庭用暖房などの分野が含まれます。
国民の意識が高まるにつれ、バイオディーゼルとバイオ燃料は一般的に夕食の会話に簡単に入ることができます。政治的支援も増えており、1998年のEPACT改正などの法律を受けて、それほど遠くない将来には代替燃料源が必要になるでしょう。
バイオディーゼル、バイオ燃料、および関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。
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