バイオ炭の還元剤利用 / 炭化, 炭化炉

高炉製鉄所等での製造工程で鉄鉱石等鉱物資源から酸素を取り除く工程で還元剤が多く使用されます。それは主にコークスや廃プラスチックですが、それらは石炭、石油由来である上、地球温暖化ガス二酸化炭素CO2を発生させます。
現在、日本も国を挙げて温室効果ガスの排出量を「正味ゼロ」にするネットゼロへ向けて動いてます。
そのため、水素を酸素と結びつけて水にする還元法も研究開発されており、水素還元製鉄では、従来の石炭の代わりに水素を使用して鉄を作るため、二酸化炭素CO2は発生せず、脱炭素が可能になります。又、水素ガスによる還元速度は、COガスを用いた場合の速度は約5倍も言われています。

一方、ネットゼロ、脱炭素に寄与する方法として、還元剤に木材バイオマス等の生物由来のバイオ炭の利用が注目を浴びています。化石燃料由来の炭を使用せずに、既にCO2を吸収した木質バイオマス等生物由来のバイオ炭を利用することによる脱炭素、CO2削減が行えます。その上、本熱分解装置 Biogreen は、熱源が電気のため二酸化炭素CO2を発生せずに熱分解を行いバイオ炭の製造が行えます。国を挙げて取り組んでいるネットゼロへ向けての最適な装置と言えます。

既に、Biogreenによる還元剤利用としてのバイオ炭の製造は北欧、スウェーデンで実績があり2022年より稼働しています。このバイオ炭は製鉄所の還元剤として利用され、炭と同時に生成されるガスはボイラーの燃料として使用されています。
熱分解の温度は約700℃で、この温度設定により揮発分が少なく品質が良いバイオ炭が製造できます。温度設定については、本熱分解装置 Biogreen は熱源が電気のため容易に調整ができます。

本熱分解装置 Biogreenの熱分解処理は、化石燃料、火気は一切使用しない低圧電流のジュール効果で行なう電気での加熱ですので、処理時には地球温暖化ガス、二酸化炭素CO2の発生はなく脱炭素の装置です。又、連続式での運転のため、24時間連続運転が可能で運転状況はモニターで監視し、運転管理操作はタッチパネルで楽にでき、人手を必要としません。

バイオ炭とは、生物資源を材料とした、生物の活性化および環境の改善に効果のある炭化物のことです。 日本バイオ炭普及会によると、バイオ炭は、難分解性の炭素を農地に固定し、土壌改良資材として使用することで、気候変動対策に貢献する吸収源活動です。 また、バイオ炭は、食品ロスや木材、廃棄物などの生物資源を「炭化」したもので、燃焼しない水準に管理された酸素濃度の下、350℃超えの温度でバイオマスを加熱して作られる固形物と定義されています。

バイオ炭は、生物資源を原料とし、酸素の少ない状態で加熱して作られる固形物です。木材や竹、農業廃棄物など、さまざまな生物資源から作ることができます。
バイオ炭には、以下の3つの特徴があります。

• 炭素貯留性
• 土壌改良性
• 水質浄化性

炭素貯留性

バイオ炭は、炭素を大量に含んでいます。バイオ炭を土壌に施用することで、土壌中に炭素を貯留することができます。

土壌改良性

バイオ炭は、土壌の透水性や保水性、団粒性を改善する効果があります。また、土壌の酸度を中和する効果もあります。

水質浄化性

バイオ炭は、水中の汚染物質を吸着する効果があります。また、水中の微生物の活性化を促す効果もあります。

バイオ炭の用途

• 土壌改良
• 温室効果ガス削減
• 水質浄化
• 飼料添加
• 肥料
• 燃料

バイオ炭の期待される効果

• 温室効果ガス削減
• 土壌保全
• 農業生産性向上
• 水質保全
• 災害リスク軽減

バイオ炭の課題

• 製造コストの高さ
• 製造時のエネルギー消費量
• 土壌への影響

まとめ

バイオ炭は、炭素貯留性、土壌改良性、水質浄化性などの特徴を有する、注目されている素材です。バイオ炭の普及が進むことで、温室効果ガス削減や環境保全に貢献することが期待されています。

出典：日本バイオ普及会　ChatGPT 及び Bard

「ネットゼロ」とは、温室効果ガスの排出量を正味ゼロにすることを目指す考え方です。つまり、温室効果ガスの排出量を削減するだけでなく、森林による吸収量や除去量を考慮し、合計で正味ゼロを目指す点が特徴です。日本が掲げる目標は、2050年までにCO2排出量の実質ゼロ実現です。カーボンニュートラルと同義として扱われることが多いですが、一部の企業では、カーボンニュートラルとネットゼロを区別して使用するケースもあるため、注意が必要です。

ネットゼロとは、温室効果ガスの排出量から吸収量や除去量を差し引いて「正味ゼロ」とする考え方です。
具体的には、以下の2つの方法で実現することができます。

• 排出量削減
  • 再生可能エネルギーの利用拡大
  • 省エネ化の推進
  • 効率的なエネルギー利用の促進
• 吸収量・除去量の拡大
  • 森林の保全・再生
  • カーボンリサイクル
  • CCUS（Carbon Capture and Storage）

ネットゼロのメリット

• 気候変動の緩和につながる
• エネルギー安全保障の向上につながる
• 新たな産業創出につながる

ネットゼロの課題

• コストの増加
• 技術開発の遅れ
• 社会の理解と協力

ネットゼロの実現に向けて

政府や企業、そして私たち一人ひとりが取り組むことで、ネットゼロの実現を目指すことができます。

具体的な取り組み

• 再生可能エネルギーの普及
• 省エネ家電の普及
• エコカーの普及
• 森林の保全・再生
• カーボンリサイクルの推進
• CCUSの導入

出典：ChatGPT 及び Bard

カーボンニュートラル (英: carbon neutrality) とは、二酸化炭素など温室効果ガスの排出量と吸収量を均衡させ、その排出量を「実質ゼロ」に抑える、という概念。日本語で直訳すると炭素中立となる。
人類が生きていくには温室効果ガス排出は避けられないので、せめて排出を吸収で相殺し、地球温暖化への影響を軽微にしようとの考え方に基づいている。
もともとは生化学や環境生物学の用語であったが、気候変動など地球温暖化問題がすでに深刻になっており、カーボンニュートラルはグリーン成長戦略のキーワードとなっている^[1]。（なお2023年7月には国連事務総長から『すでに ” 地球温暖化 ” の段階を過ぎて「地球沸騰化」時代に突入した』と指摘されており^[2][3]、その重要度が一層増してきている。）
製造業では「カーボンオフセット」や「（カーボン）排出量実質ゼロ」という用語も類義語として用いられる。
カーボンニュートラルの実現には、1.排出分の吸収、2.排出量の削減、3.排出量取引、の三つの手法がとられる。

出典：Wiki カーボンニュートラル

脱炭素（だつたんそ）は、気候変動問題の被害を最小限に食い止めるため、温室効果ガスの大気への排出量を実質ゼロにすること。従来よりCO₂排出量が低い低炭素社会ではなく、実質ゼロを目指した脱炭素社会やゼロカーボンシティを目指す動きも出てきている。一方では科学（化学）的に「炭素循環」という用語が適切との意見もある。

出典：Wiki 脱炭素

■ Biogreen 熱分解装置 システム
Biogreen は投入された原料を無酸素での加熱、熱分解を行ないます。熱分解により原料より炭素分のみを残し、原料に含まれる可燃性ガス等の合成ガスを発散させます。投入原料を選ばず、熱分解処理でガス、炭、オイルを製造発生させそれぞれが利活用ができ、その廃棄物が持つエネルギーは最大限利活用され廃棄物はなくなります。
Biogreen の熱分解処理は化石燃料、火気は一切使用しない低圧電流のジュール効果で行なう電気での加熱そして連続式での運転のため、24時間連続運転が可能で運転状況はモニターで監視し、運転管理操作はタッチパネルで楽にでき、人手を必要としません。Biogreen は国際特許技術で他にはない独自の熱分解装置ですが、構造は単純で部品点数は少なく壊れにくくメンテナンスは楽で長持ちし長時間使用ができます。熱分解処理にとり非常に重要な温度、機内滞留時間の管理調整はモニターで管理しタッチパネル操作で簡単にでき、安全衛生面でもとても優れています。装置の設置面積は小さくコンパクトでコンテナー内設置も可能で移動もでき、場所を選びません。
Biogreen は熱分解時の加熱温度によりガス、炭化物を作り出す産出の割合が異なります。そのため、熱分解装置 Biogreen は炭化装置、炭化炉あるいはガス化装置、ガス化炉とも言えます。熱分解後のその産出製造物の利用目的に合わせ加熱温度の調整を行ないますが、その温度調整、管理は、Biogreenであれば電気加熱式ですので簡単に確実に行なえます。又、その加熱は石油燃料を一切使用せず火気は未使用のため安全衛生面、運転操作面で火気使用熱分解装置、炭化炉、ガス化炉と比較すると非常に優れていると言えます。

炭化、半炭化

ガス化

油　化