열분해 오일이라고도 하는 바이오 오일은 열분해 과정을 통해 생산되는 액체 제품입니다. 열분해는 저산소 환경에서 바이오매스와 같은 유기 물질을 빠르게 가열한 다음 생성된 증기를 빠르게 냉각하는 과정을 포함합니다. 이 과정은 바이오매스를 액화시켜 펌핑, 저장 및 화학적 변형이 용이하도록 합니다.
바이오 오일은 산소가 함유된 유기 화합물의 복잡한 혼합물입니다. 일반적으로 석유 기반 연료의 50~70%에 해당하는 연료 가치를 가지고 있습니다. 보일러 연료로 사용하거나 재생 가능한 운송 연료로 업그레이드할 수 있습니다. 그러나 바이오 오일은 그 성분 때문에 열적으로 불안정하고 증류나 추가 정제가 어렵습니다. 따라서 더 높은 품질의 바이오 오일을 생산하기 위해서는 추가적인 연구가 필요합니다. 이러한 어려움에도 불구하고 바이오 오일은 바이오매스 공급 원료보다 밀도가 높기 때문에 운송 비용이 더 저렴합니다.
바이오 오일의 응용 분야는 다양합니다. 보일러 연료로 사용하거나 가스화 공정을 통해 업그레이드하여 합성 가스를 생산한 다음 바이오 디젤로 전환할 수 있습니다. 바이오 오일은 고체 연료에 비해 취급, 연소, 운송이 용이하기 때문에 열병합 발전에 특히 매력적입니다. 또한 유기 화합물 및 특수 화학 물질의 원료로도 사용할 수 있습니다.
바이오 오일은 바이오매스 열분해로 생산되는 짙은 갈색 액체입니다. 주로 산소화 화합물로 구성되어 있어 열 불안정성이 높고 발열량이 낮아 엔진 연료로 사용하기에 부적합합니다. 바이오 오일은 바이오매스를 빠르게 열분해하는 동안 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌이 동시에 단편화 및 해중합되어 형성됩니다. 바이오매스 증기를 빠르게 가열하고 냉각하면 바이오 오일이 생산됩니다.
바이오 오일에는 높은 수분 함량과 산, 알코올, 케톤, 퓨란, 페놀, 에테르, 에스테르, 설탕, 알데히드, 알켄, 질소 화합물, 산소 화합물을 포함한 수백 가지의 유기 성분이 포함되어 있습니다. 또한 분자량이 5000보다 큰 반응성 분자와 올리고머 종을 포함하고 있어 상온에서도 바이오 오일을 불안정하게 만듭니다. 더 많은 수분, 더 높은 점도 및 상 분리가 형성되는 과정인 노화는 불안정성을 더욱 가중시킵니다. 따라서 바이오 오일은 엔진 연료로 사용하기 전에 업그레이드가 필요합니다.
바이오 오일은 보일러와 대형 엔진의 공급 원료로 사용되는 것 외에도 수소, 화학 물질, 전극용 바인더, 플라스틱을 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 바이오 오일은 배출량이 적어 보일러의 용광로 오일 대체재로 많이 사용됩니다. 바이오 오일을 기존 연료와 함께 연소하는 것은 에너지 효율적이고 비용 효율적인 옵션입니다. 듀얼 블록 시스템과 같은 특수 버너 기술이 상업용 플랜트에서 바이오 오일 연소를 위해 채택되었습니다. 바이오 오일은 촉매 분해를 통한 수소 생산의 잠재적 후보이기도 합니다. 또한 증류를 통해 상업적 규모로 바이오 오일에서 여러 화학 물질과 용매를 생산할 수 있습니다. 그러나 비용은 바이오 오일의 대규모 상용화를 가로막는 주요 장벽으로 남아 있습니다.
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