바이오 숯 생산은 다양한 종류의 바이오매스를 주원료로 사용합니다. 이러한 원료에는 목재, 에너지 작물, 농업 폐기물 잔재물, 하수 슬러지, 혐기성 소화물 및 도시 폐기물이 포함됩니다.
이러한 물질을 바이오 숯으로 전환하는 과정에는 열분해가 포함됩니다. 열분해는 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 가열하는 방식입니다. 그 결과 바이오 숯, 바이오 가스 및 기타 부산물이 생성됩니다.
공급 원료로 사용되는 5가지 주요 바이오매스 유형
목재
목재는 가용성과 높은 탄소 함량으로 인해 일반적으로 사용됩니다. 목재는 270°C 이상에서 분해(탄화)되기 시작하여 약 400°C에서 열분해됩니다.
에너지 작물
스위치그라스나 미스칸투스처럼 에너지 생산을 위해 특별히 재배된 작물도 공급 원료로 사용될 수 있습니다.
농업 폐기물 잔여물
여기에는 짚, 껍질 및 기타 작물 생산에서 나온 잔여물이 포함됩니다. 이러한 잔여물은 풍부하지만 잘 활용되지 않는 경우가 많습니다.
하수 슬러지
폐수 처리의 부산물로, 바이오 숯으로 전환할 수 있는 유기물이 포함되어 있습니다.
혐기성 소화물
유기물을 혐기성 소화하여 생성되는 고체 또는 액체 물질로, 바이오 숯으로 추가 처리할 수 있습니다.
도시 폐기물
도시 고형 폐기물의 유기 성분을 사용하여 폐기물 감소와 자원 회수에 기여할 수 있습니다.
열분해 과정
온도 및 조건
열분해 공정은 바이오매스의 온도, 가열 속도, 체류 시간에 따라 달라집니다. 이러한 요소는 결과물인 바이오 숯의 특성에 큰 영향을 미칩니다.
산소의 부재
열분해는 연소를 방지하기 위해 산소가 없는 상태에서 진행됩니다. 이를 통해 바이오매스가 바이오 숯, 바이오 가스 및 기타 제품으로 분해될 수 있습니다. 이 과정은 연소할 때보다 바이오 숯에 더 많은 탄소를 보존합니다.
바이오 숯 특성의 다양성
다공성, 표면적, 영양소 함량과 같은 바이오숯의 물리화학적 특성은 바이오매스의 종류와 열분해 조건에 따라 크게 달라집니다. 이러한 가변성은 토양 개량제로서의 성능, 탄소 격리 능력, 다양한 산업에서의 잠재적 용도에 영향을 미칩니다.
시장 및 응용 분야
바이오차는 농업, 특히 견과류와 과일과 같은 고부가가치 작물에서 토양 개량제로 사용됩니다. 또한 가정용 정원 가꾸기와 합성가스 생산의 원료로도 사용됩니다. 바이오 숯 시장은 2025년까지 크게 확대될 것으로 예상되는 등 성장하고 있습니다.
생산 및 비용
바이오 숯의 생산에는 상당한 비용이 수반되며, 현재 시장 가격은 톤당 약 1,000달러입니다. 그러나 기술이 성숙하고 생산이 확대됨에 따라 가격은 현재 바이오탄과 비슷한 톤당 230달러 수준인 생산 비용에 가까워질 것으로 예상됩니다.
요약하면, 바이오숯의 원료는 다양한 바이오매스 물질을 열분해를 통해 가공하여 농업, 탄소 격리 및 기타 산업에서 다양한 용도로 사용되는 제품을 생산하는 다양한 바이오매스 물질을 포괄합니다. 바이오숯의 특성과 경제성은 바이오매스의 종류와 사용되는 특정 열분해 조건에 따라 영향을 받습니다.
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