바이오 연료 돌파구는 '음의 배출'을 한 단계 더 가깝게 만듭니다.

바이오 연료탄소 배출기후 변화에너지

10월 5th, 2021

Andrew Hopkins of Australian National University writes on how recent breakthrough research in biofuels has brought human mankind closer to realizing the dream of achieving “negative carbon emissions”.

 

By 앤드류 홉킨스

호주국립대학교 사회학과 명예교수


 

바이오 연료의 사용은 인간의 온실 가스 배출을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그것이 일부 석유가 기업 최대 10% 에탄올(바이오 연료)을 포함하는 휘발유를 제공합니다. 그러나 재앙적인 기후 변화를 피할 수 있는 실질적인 기회가 있다면 배출량을 줄이는 것만으로는 충분하지 않습니다. 우리는 그 과정을 반대로 해야 합니다.

 

우리는 "네거티브 배출"을 목표로 해야 합니다. 이는 대기에서 이산화탄소를 제거하고 이상적으로는 산업화 이전의 대기 CO₂ 수준으로 돌아가는 것을 의미합니다. 이것은 어려운 작업입니다. 현재 대기 농도는 백만 410 부품 (PPM), 주변과 비교 280ppm 산업혁명 이전.

 

흥미롭게도, 바이오 연료 연구의 최근 돌파구(아래 참조)는 이 전망을 한 단계 더 가까이 가져왔습니다. 우리가 먼저 바이오 연료 생산에 대해 약간 알아야 하는 이유를 이해하려면.

 

조류로의 전환

 

수년 동안 석유 산업은 발효 또는 기타 화학 공정에 의해 에탄올 또는 바이오디젤로 변형되는 사탕수수, 옥수수 및 대두와 같은 식용 작물을 사용하여 바이오 연료를 생산해 왔습니다. 이것은 부분적으로 이러한 작물의 대규모 단일 재배의 부정적인 결과 때문에 논란의 여지가 있습니다.

 

이에 따라 석유회사들은 현재 연구 프로그램 자금 지원 소위 XNUMX세대 바이오 연료 작물, 특히 육지가 아닌 물에서 자랄 수 있는 조류. 이것은 XNUMX세대 바이오연료에 대한 많은 비판을 우회할 것이다.

 

해조류가 많이 들어옵니다 양식. 해조류는 잘 알려진 거대 조류의 한 형태이며 다음과 같은 많은 미세 조류도 있습니다. 해조류 개화 오염된 강과 호수에서 때때로 발생합니다.

 

조류는 CO₂를 광합성하는 데 상대적으로 비효율적입니다. 그러나 최근의 발견은 이 문제를 해결하는 방향으로 가고 있습니다.

 

엑손 지원 연구원 해조류를 유전자 변형시키는 데 성공했다. 더블 탄소 감소율. 독립적으로 워싱턴 주립 대학의 연구원 그룹은 발견 몇 주가 아닌 며칠 만에 조류를 재배하여 보다 효율적인 바이오 연료 생산을 위한 길을 닦는 방법.

 

적절한 종류의 조류를 충분한 양으로 키울 수 있다면 다음 단계는 이를 바이오 연료로 전환하는 것입니다. XNUMX세대 바이오 연료 작물은 발효와 같은 과정을 통해 연료로 전환될 수 있는 설탕과 전분이 풍부했습니다. 조류는 이런 식으로 변형될 수 없습니다. 그러나 사용할 수 있는 또 다른 프로세스가 있습니다. 열분해.

 

조류와 같은 바이오매스를 산소가 있는 상태에서 가열하면 연소되는데, 이는 탄소가 공기 중의 산소와 결합하여 CO₂를 형성한다는 것을 의미합니다. 그러나 산소가 없으면 가열되지 않습니다. 대신에 다양한 오일과 가스가 제거되어 숯 또는 숯으로 알려진 비교적 순수한 형태의 탄소가 남습니다. 바이오 숯. 이 과정을 열분해라고 하며 나무를 숯으로 만들기 위해 수천 년 동안 시행되어 왔습니다.

 

특정 강도의 숯 화상은 역사적으로 금속 제조와 같이 매우 높은 온도가 필요한 모든 곳에서 가치가 있었습니다. 프로세스는 아래 차트에 나와 있습니다. 가스는 연소될 때 열분해기를 가동하는 데 필요한 것보다 훨씬 더 많은 열을 생성하고 초과분은 전기를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 석유 산업에서 가장 중요한 것은 생산된 오일이 운송 연료로 쉽게 정제된다는 점입니다. 이러한 이유로 석유 회사는 열분해 연구에 자금을 지원하고 있습니다.

 

Pyrolysis inputs and outputs

 

강한 열로 타는 것 외에도 바이오 숯에는 두 가지 매우 중요한 특성이 있습니다. 첫째, 가치있는 토양 첨가제이며 실제로 이러한 목적으로 농업 사용자에게 판매됩니다.

 

둘째, 토양에 섞이면 수백 년, 아마도 수천 년 동안 생존할 것입니다. 따라서 숯을 생산하여 토양에 격리하는 것은 탄소를 포집하는 반영구적인 방법입니다. 대조적으로, 숲은 나무가 결국 죽고 썩어서 메탄과 이산화탄소를 대기로 되돌리기 때문에 덜 영구적입니다. 또는 연소하여 CO₂를 대기로 되돌립니다. 열분해는 장기적인 탄소 격리 가능성을 제공합니다. 그것은 부정적인 배출에 대한 경로입니다.

 

열분해에 대해 마지막으로 주의해야 할 점은 온도 및 조류 유형과 같은 공정 매개변수를 변경하여 산출물의 상대적 비율을 변경할 수 있다는 것입니다. 특히, 숯의 생산을 최대화하거나 운송 연료에 사용되는 오일의 생산을 극대화할 수 있습니다. 바이오연료 연구자들은 물론 후자를 최대화하는 데 관심이 있으며, 숯은 어느 정도 원치 않는 부산물입니다.

 

그러나 조류의 열분해가 상업적으로 실행 가능한 바이오 연료 생산 방법이 된다면 숯은 토양 농축을 위해 판매될 수 있습니다. 그 결과 탄소가 토양으로 되돌아오는 안정적인 흐름(아마 더 현실적으로는 물방울)이 될 것입니다.

 

이 모든 것이 그 자체로 대규모 숯 생산에 아주 가까이 다가가게 합니다. 상업적으로 실행 가능한 XNUMX세대 바이오연료를 제공하는 바로 그 연구는 아마도 숯의 수율을 최대화하기 위해 방향을 바꿀 수 있을 것입니다. 그러면 바이오 연료는 주요 목표가 아니라 부산물이 될 것입니다.

 

불행히도 숯 시장은 아직 이를 상업적으로 제안할 만큼 충분히 발달하지 않았습니다. 탄소에 대한 상당한 가격은 이 모든 것을 바꿀 수 있습니다. 우리가 부정적인 배출을 달성하는 것에 대해 진지하다면, 그것은 우리가 지불해야 하는 대가일 수 있습니다. 그리고 토양 첨가제로서의 숯의 이점이 더 잘 확립, 숯의 상업적 가치는 탄소 가격이 더 이상 필요하지 않을 정도입니다.

 

대규모 숯 생산이 원치 않는 부작용을 일으킬 수 있습니까? 우리 알고있다 토양에 있는 신선한 바이오 숯은 제초제를 빠르게 비활성화시켜 잡초 방제를 어렵게 할 수 있습니다. 이러한 결과는 토양에 적용되는 제초제에 의존하는 농업 상황에서 바이오 숯 사용을 신중하게 관리해야 함을 시사합니다. 그러나 순 농업 이익은 압도적인.

 

이 기사는 30년 2017월 XNUMX일 대화에서 원래 게시되었으며 Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International Public License. 원본 기사를 읽을 수 있습니다. 바로가기. 이 기사에 표현된 견해는 WorldRef가 아닌 저자 단독의 견해입니다.


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