バイオガソリンは、藻類などのバイオマスから製造されるガソリンである。 伝統的に製造されたガソリンと同様に、それは1分子当たり6（ヘキサン）と12（ドデカン）の炭素原子を含み、内燃機関に使用することができる。 バイオガソリンは、炭化水素ではなくアルコールであるため、バイオブタノールおよびバイオエタノールと化学的に異なる。
Diversified Energy Corporationのような企業は、トリグリセリドの投入と、バイオガソリンを生成する脱酸素と改質（分解、異性化、芳香族化、環状分子の生成）のプロセスを通じて、アプローチを開発しています。 このバイオガソリンは、その石油対応物の化学的、動力学的、および燃焼特性に適合するように意図されているが、オクタン価がはるかに高い。 他は、水素化処理に基づく同様のアプローチを追求している。 最後に、他の人々は、酵素的プロセスを用いてバイオガソリンに変換するための木質バイオマスの使用に焦点を当てている。
構造とプロパティ
BG100、または100％バイオガソリンは、従来のガソリンエンジンの石油ガソリンの代替品としてすぐに使用でき、従来のガソリンと石油の特性が一致するため、同じ燃料供給インフラに分散できます。 ドデカンはガソリンに適合するためにオクタン価の低いパーセンテージが必要です。 エタノール燃料（E85）は特別なエンジンを必要とし、燃焼エネルギーおよび対応する燃料経済性が低い。
しかし、バイオガソリンの化学的類似性のために、通常のガソリンと混合することもできる。 バイオガソリンとガソリンの比率を高くすることができ、エタノールとは違って車両エンジンを変更する必要はありません。
共通燃料との比較
| 燃料 | エネルギー密度 MJ / L |
空気燃料 比率 |
比エネルギー MJ / kg |
気化熱 MJ / kg |
RON | MON |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ガソリン | 34.6 | 14.6 | 46.9 | 0.36 | 91-99 | 81-89 |
| ブタノール燃料 | 29.2 | 11.2 | 36.6 | 0.43 | 96 | 78 |
| エタノール燃料 | 24.0 | 9.0 | 30.0 | 0.92 | 129 | 102 |
| メタノール燃料 | 19.7 | 6.5 | 15.6 | 1.2 | 136 | 104 |
製造
イオガソリンは砂糖を直接ガソリンに変えることで作られています。 2010年3月下旬、世界初のバイオガソリン実証プラントがVirent Energy Systems、Inc.のMadison、WIで開始されました.Virentは2001年に水相改質（APR）という技術を発見し開発しました.APRには、アルコールの脱水素化/カルボニルの水素化、脱酸素化反応、水素化分解および環化が挙げられる。 APRの入力は、植物材料から作られた炭水化物溶液であり、生成物は化学物質と酸素化炭化水素の混合物である。 そこから、材料はさらに従来の化学処理を経て、最終的な結果が得られます。非酸化炭化水素の混合物はコスト効率が良いと主張しました。 これらの炭化水素は石油燃料中に見られる正確な炭化水素であり、今日の車はバイオガソリンで動かすために変更する必要はありません。 唯一の違いは起源です。 石油ベースの燃料は油から製造され、バイオガソリンは、通常は植物廃棄物であるビートやサトウキビまたはセルロースバイオマスなどの植物から作られる。
ディーゼル燃料は、線状炭化水素でできています。 これらは長鎖の炭素原子鎖である。 それらは、ガソリンを構成するより短い分枝炭化水素とは異なる。 研究者は2014年にレブリン酸の原料を用いてバイオガソリンを作りました。 レブリン酸は、トウモロコシ茎、藁または他の植物廃棄物などのセルロース材料に由来する。 その廃棄物は発酵する必要はありません。 燃料製造プロセスは安価であるとされており、収率は60％を超えています。
研究
研究は学術分野と民間分野の両方で行われている。
学術
バージニアポリテクニック研究所と州立大学は、現在の製油所で安定したバイオガソリンを製造することについて過去4年間研究してきました。 研究の焦点は、バイオオイルの貯蔵期間であった。処理された植物糖から不純物を除去するために、触媒の使用が用いられた。 研究者は3ヶ月から1年以上に時間を延長した。
アイオワ州立大学の研究者は、研究に一種の発酵を使用しています。 最初に、気体状の混合物を形成し、それを熱分解させる。 熱分解の結果は、糖分が発酵して蒸留されて水とエタノールを生成するバイオオイルである。 しかし、高酢酸部分は、バイオガソリン、水、バイオマスに分離されます。
プライベート
ウィスコンシン州のマディソンにあるVirent Energy Systems社は、小麦ストロー、トウモロコシ茎およびサトウキビパルプからの植物糖をバイオガソリンに転換する技術を開発しました。 糖は通常のガソリンに似た炭化水素に触媒を使用して変換されます。
経済的実行可能性と将来
バイオガソリンの経済的実行可能性に直面する主要な問題の1つは、高い前払いコストである。 研究グループは、現在の投資グループがバイオガソリンの進歩の遅れに焦燥していることを発見しています。 さらに、環境団体は、野生生物、特に魚を保護する方法で生産されるバイオガソリンを要求するかもしれない。 バイオ燃料の経済的実行可能性を研究している研究グループは、現在の生産技術と高い生産コストが、バイオガソリンが一般市民にアクセスできないようにすることを発見した。 このグループは、バイオガソリンの価格は現在の生産コストではそうではないと判断して約1バレルあたり800ドルとする必要があると判断した。 バイオガソリンの成功を阻害するもう1つの問題は、租税救済の欠如である。 政府はエタノール燃料に対する租税援助を行っているが、バイオガソリンについてはまだ租税救済措置を提供していない。 これにより、バイオガソリンは消費者にとっては魅力的ではありません。 最後に、バイオガソリンを生産することは、農業に大きな影響を及ぼす可能性がある。 バイオガソリンが重大な選択肢になった場合、既存の耕作可能土地の大部分は、バイオガソリンのためだけに作物を栽培するように転換されるだろう。 これは、人間の消費のために食糧を栽培するのに使用される土地の量を減少させ、全体的な原料を減少させる可能性がある。 これは、全体的な食料コストの上昇を引き起こすであろう。
バイオガソリンの経済的可能性に直面するいくつかの問題があるかもしれないが、バイオガソリンをさらに研究するためにウィスコンシン州マディソンを拠点とするバイオサイエンス企業であるロイヤル・ダッチ・シェルとヴィレント・エネルギー・システムズ社とのパートナーシップはバイオガソリンの未来にとって有望な兆候である。 さらに、多くの国では、化石燃料のコストを抑制し、エネルギーの独立性を高めるため、バイオガソリンの使用を拡大する政策を制定しています。 パートナーシップによる現在の取り組みは、技術の向上と大規模生産に利用できるようにすることに重点を置いています。