바이오 오일 생산은 주요 원료인 바이오매스에 크게 의존합니다. 여기에는 기름이 풍부한 씨앗, 풀, 해조류, 음식물 쓰레기, 재활용할 수 없는 플라스틱과 같은 재료가 포함됩니다. 이러한 물질은 열분해 또는 열수 액화 등의 방법을 통해 처리되어 바이오 오일을 생산합니다.
바이오 오일 생산에 대해 알아야 할 5가지 핵심 사항
1. 공급 원료로서의 바이오매스
바이오매스는 식물과 동물에서 나오는 재생 가능한 유기 물질입니다. 바이오 오일 생산에서는 특히 탄수화물과 리그닌이 풍부한 식물성 물질을 말합니다. 이러한 재료에는 옥수수 찌꺼기, 목재 잔재물, 전용 에너지 작물 등의 농업 잔재물이 포함됩니다.
바이오매스의 탄수화물과 리그닌 성분은 매우 중요합니다. 이들은 열분해 과정에서 분해되어 알코올, 알데히드, 카르복실산, 에스테르, 퓨란, 피란, 케톤, 단당류, 무수당과 같은 다양한 유기 화합물을 형성합니다.
2. 열분해: 가장 일반적인 처리 방법
열분해는 바이오 오일을 생산하는 가장 일반적인 방법입니다. 일반적으로 400~600°C의 온도에서 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 가열하는 방식입니다. 이 과정에서 바이오매스는 바이오 오일, 바이오 숯, 합성 가스로 분해됩니다.
열분해를 통해 생산된 바이오 오일은 산소화 화합물의 복잡한 혼합물입니다. 연료나 화학 물질로 사용하려면 추가적인 업그레이드가 필요합니다.
3. 수열 액화: 습식 공급 원료에 효과적
열수 액화는 물이 있는 상태에서 높은 압력과 온도(일반적으로 약 300°C, 20MPa)를 사용하여 바이오매스를 바이오 오일로 전환하는 방식입니다. 이 방법은 건조 및 열분해가 어려울 수 있는 습식 공급 원료에 특히 효과적입니다.
생성된 바이오 오일은 열분해 오일에 비해 더 안정적이고 에너지 밀도가 높습니다.
4. 추가 업그레이드 및 용도
이러한 공정에서 생산된 바이오 오일은 수소화 처리 및 수소첨가 분해와 같은 방법을 통해 업그레이드해야 하는 경우가 많습니다. 이러한 방법은 석유 정제에서 사용되는 방법과 유사합니다.
업그레이드된 바이오 오일은 난방, 발전, 운송 분야에서 화석 연료의 대체재로 사용할 수 있습니다. 또한 다양한 화학 물질과 용매로 정제할 수 있으며 전극의 바인더나 플라스틱 생산에 사용할 수도 있습니다.
5. 경제적 고려 사항
바이오매스를 고속 열분해를 통해 바이오 오일로 전환하고 가솔린과 디젤 연료로 업그레이드하는 데 드는 비용은 갤런당 3달러에서 4달러 사이로 추정됩니다. 이 비용은 바이오 오일 생산의 상업적 실행 가능성과 기존 화석 연료와의 경쟁력에서 중요한 요소입니다.
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