廃タイヤの熱分解による 回収カーボンブラック（rCB）とタイヤ熱分解油（TPO）の製造 / 熱分解装置 Biogreen / 炭化, 油化

ETIA社製熱分解装置 Biogreen 設置ユーザー イギリス Murfitts Industries にて約3年に渡る研究開発により、廃タイヤのカーボンブラック化を成功させ、現在はイギリス 環境庁の認可を得ています。ETIA社は本開発の技術ノウハウでの廃タイヤ 熱分解のビジネスを日本国内で展開しています。
廃タイヤを熱分解し、カーブブラックを製造しますが、そのカーボンブラックを新品のタイヤの原料として再利用できるのは大手タイヤメーカー独自開発以外では、現在のところこの会社のみです。

2024年9月4日

Vow ASA（ETIA社の親会社）は、本日、子会社Scanship ASが、廃タイヤリサイクルのリーディングカンパニーである Murfitts Industries とのFEED（基本設計）契約を締結したと発表しました。

この契約は、両社が商業規模で廃タイヤから原材料を回収し再利用するプロセスの開発に協力してきたプログラムの最新のステップです。このプログラムの主な目的は、メーカーが回収した材料を新しいタイヤの生産に使用できるようにすることであり、これにより、製品のライフサイクルを完結させることができます。
この新しいFEED契約により、大規模な熱分解プラントの設計と建設計画が策定され、2026年の稼働開始が予定されています。このプラントでは、回収カーボンブラック(rCB)が生産され、新しいタイヤの生産に使用されます。また、タイヤ熱分解油(TPO)は精製して持続可能な燃料を生産することができ、合成ガスはエネルギーに変換できます。
このプロセスに関する広範な試験により、回収された材料がメーカーが製品に求める高い基準を満たしていることが示されました。特に、バージン素材に代えて二次素材を製品に再利用することで、自社の持続可能性を向上させたいと考える企業にとって魅力的なものです。
マーク・マーフィット氏 (Murfitts Industries最高経営責任者) は次のように述べています。「当社は長年にわたりVowと協力してきましたが、今回のFEED契約は、当社の協力関係における重要なマイルストーンとなります。当社は、使用済みタイヤの持続可能な再生処理において業界をリードするプログラムの開発に重点的に取り組んできました。次の段階への投資により、商業規模でメーカーのニーズに応えることができる工場が実現します。これは、再生材料の品質と量について、メーカーに確実性、予測可能性、信頼性を提供するために不可欠なことです。」

Murfitts Industriesは英国最大のタイヤリサイクル企業であり、European Tyre Enterprise Limited (ETEL) のグループ企業です。ETELグループには、英国、オランダ、イタリアで事業を展開する大手タイヤ小売企業、およびタイヤ卸売・流通ネットワークを傘下に置いています。ETELの親会社は東京証券取引所に上場している伊藤忠商事です。

原文のプレリリースは下記VOW社のサイトのページをご覧ください。
Feed contract with tyre recycling partner Murfitts Industries | Vow

現在稼働中の 廃タイヤ 熱分解システム

Biogreenの熱分解装置が、廃タイヤ処理において選ばれる理由として、以下のような点が挙げられます。

環境負荷の低減と持続可能性

• 電気熱源によるクリーンな熱分解: 化石燃料を使用せず、電気エネルギーで熱分解を行うため、CO2排出量が少なく、地球温暖化への影響を最小限に抑えます。
• 高効率な熱分解: 熱効率が高いため、少ないエネルギーで効率的に廃タイヤを処理することが可能です。
• 熱分解条件の精密な制御: 熱分解の温度や時間を精密に制御できるため、生成物の品質を安定的に保つことができます。

コンパクトで設置場所を選ばない

• コンテナ型: コンテナに収まるコンパクトな設計のため、既存の施設への設置や、場所を選ばずに設置が可能です。
• 柔軟性: 処理能力や設置場所に合わせて、カスタマイズできる点も魅力です。

多様な廃棄物に対応

• 汎用性: 廃タイヤだけでなく、プラスチックや木質系廃棄物など、様々な種類の廃棄物を処理することができます。
• 効率化: 複数の廃棄物を同時に処理することで、処理コストの削減にも繋がります。

操作性の高さ

• シンプルな操作: 熱分解の調整が簡単で、誰でも簡単に操作することができます。
• 安定稼働: 自動制御機能により、安定した運転が可能です。

その他

• 資源循環: 廃タイヤから燃料油やカーボンブラックなどの有用な資源を回収し、循環型社会の実現に貢献します。
• 高い経済性: 燃料油の生成やカーボンブラックの回収により、経済的なメリットが期待できます。
• 技術力と実績: 長年の研究開発により培われた熱分解技術を有しており、高い信頼性と安定性を誇ります。

Biogreenが選ばれる理由のまとめ

Biogreenの熱分解装置は、環境負荷の低減、高い経済性、操作性の高さ、そして技術力と実績といった、多くのメリットを兼ね備えています。特に、電気熱源によるクリーンな熱分解、高効率性、そして操作性の高さは、他の装置との差別化ポイントと言えるでしょう。これらの特徴が、廃タイヤ処理においてBiogreenが選ばれる理由です。

熱分解装置BiogreenがrCBおよびTPOの製造において選ばれる理由は、同社の持つ独自の技術力と、サステナビリティに対する高い意識によるものです。従来の技術との比較において、Biogreenの技術が優れている点がいくつかあります。

Biogreenの技術が選ばれる理由

1. 高度な熱分解技術:
   • 高効率な熱分解: 従来の技術よりも効率的に廃タイヤを熱分解し、高品質なrCBとTPOを生成します。
   • 最適な反応条件: 異なる種類の廃タイヤや目的とする製品に合わせて、最適な温度、圧力、滞留時間などの反応条件を細かく調整することができます。
   • 副産物の有効活用: 熱分解過程で発生するガスをエネルギー源として利用するなど、副産物を最大限に活用するシステムを構築しています。
2. 環境への配慮:
   • 化石燃料不使用: 熱源に電気を使用するため、化石燃料の消費を抑制し、CO2排出量を削減します。
   • 地球温暖化ガス削減: 電気エネルギーの利用により、熱分解プロセスで直接的な温室効果ガスの発生がありません。
   • 有害物質の抑制: 熱分解プロセスにおいて、有害物質の発生を最小限に抑える技術を採用しています。
3. 高い熱効率とコンパクトな設計:
   • 熱効率の良さ: 電気エネルギーを効率的に熱エネルギーに変換し、熱分解プロセスに利用するため、エネルギーロスを最小限に抑えます。
   • コンパクトな設計: 装置の小型化により、設置場所を選びません。
4. 熱分解の調整が容易:
   • プロセス制御の高度化: 熱分解プロセスを精密に制御することで、製品の品質を安定化させることができます。
5. 簡単な操作:
   • 自動化: プロセスの自動化により、人手による作業を最小限に抑え、安定した運転を実現します。

Biogreenの技術が選ばれる理由のまとめ

Biogreenの技術は、従来の熱分解技術と比較して、以下の点で優れています。

• 環境負荷の低減: 化石燃料不使用、CO2排出量の削減、有害物質の抑制
• 高い効率性: 高い熱効率、コンパクトな設計、プロセス制御の高度化
• 操作性の良さ: 自動化による簡単な操作

これらの特徴により、Biogreenの技術は、サステナブルな社会の実現に貢献し、rCBおよびTPOの製造において高い評価を得ています。

その他のメリット

• 柔軟なシステム: モジュラー設計を採用しており、お客様のニーズに合わせて柔軟にシステムを構成することができます。
• 小規模から大規模まで対応: 小規模な施設から大規模なプラントまで、幅広い規模に対応可能です。
• グローバルな実績: 世界中の様々な地域で導入されており、その信頼性と実績が証明されています。
• 地域に根ざした取り組み: 各地域の廃棄物処理の課題に対応し、地域社会に貢献する取り組みを行っています。

カーボンブラックを循環させるサステナブルな取り組み

回収カーボンブラック（rCB） とは、廃タイヤなどの廃棄ゴム製品から熱分解によって得られる、バージンカーボンブラック（新たに製造されたカーボンブラック）の代替品のことです。

rCBのメリット

• 環境負荷の低減: 新規資源の採掘が不要となり、CO2排出量を削減できます。
• 廃棄物削減: 廃タイヤの有効活用により、廃棄量を減らし、循環型社会の実現に貢献します。
• コスト削減: バージンカーボンブラックに比べて、価格を抑えられる可能性があります。

rCBの製造プロセス

1. 廃タイヤの収集: 使用済みタイヤなどを集めます。
2. 熱分解: 高温で廃タイヤを熱分解し、カーボンブラック成分を分離します。
3. 精製: 不純物を除去し、高品質なカーボンブラックを得ます。

rCBの用途

rCBは、その特性から、様々な製品に活用されています。

• タイヤ: タイヤの補強材として、バージンカーボンブラックの代替品として使用されます。
• ゴム製品: ホースやベルトなど、様々なゴム製品の製造に使用されます。
• プラスチック: プラスチック製品に添加することで、強度や耐熱性を向上させることができます。

rCBの今後の展望

rCBは、環境問題への関心の高まりとともに、その需要がますます高まると予想されています。多くの企業が、rCBの製造技術の開発や、rCBを使用した製品の開発に取り組んでいます。

まとめ

rCBは、環境負荷を低減し、資源の有効活用に貢献する、非常に注目すべき素材です。今後も、rCBの技術革新と、その応用範囲の拡大が期待されます。

出典：Gemini

カーボンブラックは、石油や天然ガスなどを不完全燃焼させることで得られる、微細な炭素粒子からなる黒色の粉末です。その高い着色力や導電性、補強性から、タイヤ、プラスチック、塗料など、幅広い分野で利用されています。

一方、**回収カーボンブラック（rCB）**は、廃タイヤなどの廃棄物を原料として再生したカーボンブラックです。従来のカーボンブラックと同様に、タイヤやプラスチックの補強材などとして利用されます。

両者の主な違い

項目	カーボンブラック	回収カーボンブラック（rCB）
原料	石油、天然ガスなど	廃タイヤ、廃プラスチックなど
製造方法	不完全燃焼	廃棄物の熱分解、溶剤抽出など
特性	高い純度、均一な粒子径	原料によって特性が異なる
環境負荷	製造過程でCO2を排出	リサイクルによる環境負荷低減
コスト	一般的にrCBの方が安い	原料の価格変動の影響を受けやすい

rCBのメリットとデメリット

メリット

• 環境負荷の低減: 廃棄物の有効活用により、 landfillsへの廃棄量を減らし、CO2排出量を削減できます。
• コスト削減: 新規原料のカーボンブラックよりも一般的に安価です。
• 資源の有効活用: 廃棄物を新たな資源として活用することで、循環型社会の実現に貢献します。

デメリット

• 品質の安定性: 原料となる廃棄物の種類や状態によって、製品の品質が変動する可能性があります。
• 市場の成熟度: 新しい技術であり、従来のカーボンブラックと比較して、利用実績や信頼性が低い場合があります。
• 用途の制限: 一部の用途では、従来のカーボンブラックと同等の性能が得られない場合があります。

rCBの今後の展望

rCBは、環境問題への関心の高まりとともに、その重要性が増しています。多くの企業がrCBの開発・製造に力を入れており、今後、より高品質で低コストなrCBが開発されることが期待されています。

まとめ

カーボンブラックとrCBは、どちらも重要な工業材料ですが、その原料や製造方法、特性が異なります。rCBは、環境負荷の低減や資源の有効活用という観点から、注目を集めています。しかし、品質の安定性や市場の成熟度など、課題も残されています。

出典：Gemini

タイヤ熱分解油（Tire Pyrolysis Oil、TPO） とは、廃タイヤを高温で熱分解することで得られる油状の物質です。廃タイヤは、ゴム、スチールワイヤー、繊維などが複雑に組み合わさった複合材料ですが、熱分解によってこれらの成分を分離し、油分を回収します。

TPOの製造プロセス

1. 前処理: 廃タイヤを細かく裁断したり、選別したりします。
2. 熱分解: 裁断された廃タイヤを酸素の少ない環境下で高温に加熱します。この過程で、タイヤの有機成分が分解され、ガス、液体（TPO）、固体（カーボンブラックなど）に分離されます。
3. 冷却・凝縮: 生成されたガスを冷却し、TPOを液体として回収します。
4. 精製: 必要に応じて、TPOに含まれる不純物を除去し、品質を高めます。

TPOの成分と特徴

TPOの成分は、タイヤの原材料によって異なりますが、一般的に芳香族化合物、オレフィン、ナフテンなどが含まれます。TPOは、粘度が高く、硫黄分や金属成分を含むことが特徴です。

TPOの用途

TPOは、その特性から、様々な用途が検討されています。

• 燃料: ボイラー燃料、発電用燃料などとして利用が期待されています。
• 化学製品の原料: プラスチックや潤滑油などの原料として利用が検討されています。
• アスファルトの改質剤: アスファルトに混ぜることで、柔軟性や耐久性を向上させることができます。

TPOの課題と今後の展望

TPOの利用には、いくつかの課題があります。

• 品質の安定性: TPOの成分は、廃タイヤの種類や熱分解条件によって大きく変化するため、品質の安定化が課題です。
• 環境負荷: TPO中には有害物質が含まれる可能性があり、適切な処理が必要です。
• 経済性: TPOの製造コストや輸送コストが高いことが、普及の妨げとなっています。

しかし、近年、環境問題への関心の高まりとともに、TPOの研究開発が活発化しており、これらの課題を克服するための取り組みが進められています。

まとめ

タイヤ熱分解油（TPO）は、廃タイヤのリサイクルの一つの方法として注目されています。TPOの有効利用は、廃棄物問題の解決だけでなく、新たな資源の創出にもつながることが期待されます。

出典：Gemini

熱分解油と**タイヤ熱分解油（TPO）**は、どちらも物質を高温で分解して得られる油の一種ですが、いくつかの点で異なります。

熱分解油とは？

熱分解油は、有機物を酸素の少ない環境で高温に加熱し、分解することで得られる油状の物質の総称です。原料は、廃プラスチック、廃木材、生ごみなど、様々な有機物が考えられます。

熱分解の条件（温度、加熱時間、雰囲気など）によって、得られる油の成分は大きく変わります。一般的に、炭化水素、酸素化合物、窒素化合物などが含まれます。

タイヤ熱分解油（TPO）とは？

タイヤ熱分解油（TPO）は、その名の通り、廃タイヤを熱分解することで得られる油です。タイヤの主成分はゴムですが、その他にも鋼線、繊維などが含まれているため、TPOにはこれらの成分が混入している可能性があります。

TPOの組成は、タイヤの種類や熱分解の条件によって異なりますが、一般的には芳香族炭化水素、多環芳香族化合物、硫黄化合物などが含まれます。

熱分解油とTPOの違い

項目	熱分解油	タイヤ熱分解油（TPO）
原料	様々な有機物	廃タイヤ
成分	炭化水素、酸素化合物、窒素化合物など	芳香族炭化水素、多環芳香族化合物、硫黄化合物など
用途	燃料、化学原料、アスファルト改質剤など	燃料、化学原料、タイヤ製造原料など
課題	成分の複雑さ、品質の安定性	硫黄化合物による腐食性、多環芳香族化合物による環境負荷

両者の共通点と今後の展望

• 共通点:
  • 熱分解という共通の製造方法
  • 廃棄物の有効活用という点で環境負荷低減に貢献
  • 燃料や化学原料としての可能性
• 今後の展望:
  • 高純度化: より高純度の油を製造するための技術開発
  • 多様な用途開発: 燃料だけでなく、化学原料や材料など、幅広い用途への展開
  • 環境負荷低減: 発生する副産物の有効活用や、環境への影響が少ない製造プロセスの開発

まとめ

熱分解油とTPOは、どちらも廃棄物を資源化し、新たな価値を生み出すための重要な技術です。しかし、それぞれの原料や製造方法、成分が異なるため、用途や課題も異なります。

今後、これらの技術がさらに発展することで、より持続可能な社会の実現に貢献することが期待されます。

出典：Gemini

熱分解装置 Biogreen

Spirajouleは国際特許取得済みの熱分解装置です。Biogreenシステムの心臓部と言えます。最適な熱分解処理は滞留時間と加熱温度の調整で行います。この調整がこの装置では簡単に行えます。

熱分解装置 Spirajouleは 電気式です。火気、石油燃料を一切使用しないため、地球温暖化ガスが発生しない脱炭素装置です。しかも連続式です。
熱分解は 無酸素状態の密閉された Spirajoule 熱分解装置内のスクリューで行われます。スクリューへ電流を通しそのジュール熱で投入された原料を加熱し熱分解を行なっています。そのスクリューが回転することで原料を熱分解を行ないながら搬送しています。
熱分解の温度はジュール熱の大きさで調整し、原料の滞留時間はスクリューの回転数調整により行ないます。その調整はいずれも制御盤のタッチパネルで簡単にできます。熱分解で最も重要な温度と滞留時間の調整は電気式のため簡単に行なえるとも言えます。火気、石油燃料を使用する装置と比較しても非常に安全で衛生面で優れています。又、処理はバッチ式ではなく連続式ですので人を張り付ける必要がありません。

下記パンフレットはこちらをクリック頂ければダウンロードできます。

Spirajoule 連続式電気炉

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

油　化

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 Gemini

バイオコークスは、バイオマスと呼ばれる有機物を、高温で酸素を制限して熱分解（炭化）して作られる、石炭コークスに似た性質を持つ固形燃料です。木炭の一種と捉えることもできます。

従来のバイオマス燃料とは異なり、以下の特徴を持ちます。

• 圧縮強度が高い: 従来のバイオマス燃料よりも密度が高いため、輸送や貯蔵が容易で、燃焼効率も向上します。
• 高温環境下での長時間燃焼が可能: 石炭と同等の燃焼特性を持ち、高温で長時間燃焼することができます。
• 製造時に廃棄物を出さない: 燃焼工程で発生するガスは、発電や熱水供給に利用することができます。
• CO2排出量が少ない: 石炭コークスと比べて、CO2排出量が大幅に少ないカーボンニュートラルな燃料です。

原料となるバイオマス:

• 木くず、木片
• 農作物の残渣（稲わら、麦わら、トウモロコシの茎など）
• 食品残渣
• 動物の糞尿

製造方法:

• 従来の炭化法に加え、熱水蒸気法やスクリュー式炭化法などの新しい技術も開発されています。

バイオコークスの用途

バイオコークスは、様々な用途で利用することができます。

• 鉄鋼業: 高炉の燃料として利用することで、石炭コークスの代替となります。
• セメント製造: 窯の燃料として利用することで、CO2排出量を削減することができます。
• 発電: 発電所の燃料として利用することで、化石燃料に頼らない発電が可能になります。
• 暖房: 家庭や施設の暖房燃料として利用することができます。
• 土壌改良剤: バイオ炭を土壌に混ぜ込むことで、土壌の保水性や保肥性を向上させることができます。

バイオコークスのメリット

バイオコークスには、以下のようなメリットがあります。

• 石炭コークスの代替となる: バイオコークスは、石炭コークスの代替燃料として利用することで、CO2排出量を削減することができます。
• 再生可能エネルギー: バイオマスを原料としているため、再生可能エネルギー源として利用することができます。
• 廃棄物利用: 食品残渣や農作物の残渣などの廃棄物を有効活用することができます。
• 地域活性化: バイオコークスの製造・販売を通して、地域経済の活性化に貢献することができます。

バイオコークスの課題

バイオコークスには、以下のような課題もあります。

• コスト: バイオコークスの生産コストは、石炭コークスよりも高くなっています。
• 原料調達: バイオマスの安定的な調達が課題となっています。
• 規格・基準: バイオコークスの規格や基準はまだ十分に整備されていません。
• 公衆理解: バイオコークスに対する公衆理解が十分ではありません。

出典：Gemini

バイオ炭とバイオコークスは、いずれもバイオマスを利用して生成される炭素リッチな物質ですが、その生成プロセスや用途にはいくつかの違いがあります。

生成プロセスの違い

• バイオ炭:
  • 生成プロセス：バイオ炭は、バイオマスを低酸素環境で高温（通常350～700°C）で熱分解（ピロリシス）することによって生成されます。
  • 主な目的：土壌改良や炭素固定を目的としています。
• バイオコークス:
  • 生成プロセス：バイオコークスは、バイオマスを高温・高圧環境で処理して炭化（カーボナイゼーション）することによって生成されます。このプロセスでは、通常800～1200°Cの高温が使用されます。
  • 主な目的：高エネルギー密度の燃料として利用されます。

用途の違い

• バイオ炭:
  • 土壌改良材として使用され、土壌の保水性や通気性、肥沃度の向上に寄与します。
  • 炭素固定材として、二酸化炭素の長期貯留に役立ちます。
  • 環境保護材として、土壌中の有害物質の吸着や浄化にも利用されます。
• バイオコークス:
  • 固体燃料として、発電所、製鉄所、セメント工場などで使用されます。
  • 家庭用の暖房や調理用燃料としても利用可能です。

特性の違い

• バイオ炭:
  • 多孔質で軽量
  • 主に土壌に混ぜることでその効果を発揮
  • 土壌改良と炭素固定に優れている
• バイオコークス:
  • 高エネルギー密度で重い
  • 燃焼時に高い熱エネルギーを発生
  • 硫黄や灰分が少なく、クリーンな燃料として使用可能

結論

バイオ炭とバイオコークスは、バイオマスの利用による持続可能な技術ですが、用途や生成プロセス、特性が異なります。バイオ炭は主に土壌改良と環境保護に、バイオコークスは高エネルギー密度の燃料として利用されます。

出典：ChatGPT

バイオ炭をコンクリートの骨材として利用することは、近年注目されている非常に興味深い取り組みです。この手法は、環境負荷の低減と新たな可能性を秘めています。

バイオ炭をコンクリート骨材として利用するメリット

• CO2固定化: バイオ炭は、植物由来の有機物を酸素の少ない環境で高温加熱して作られます。この過程でCO2が固定されるため、大気中のCO2濃度を削減する効果が期待できます。
• 強度向上: バイオ炭の多孔質構造は、コンクリートとの間に良好な界面を形成し、コンクリートの強度を向上させる可能性があります。
• 耐久性向上: バイオ炭の添加により、コンクリートの耐久性が向上するとの報告もあります。これは、バイオ炭の吸水性やアルカリ耐性によるものと考えられています。
• 軽量化: バイオ炭は軽量であるため、コンクリートの軽量化に貢献し、輸送や施工の際の負荷を軽減できます。
• 廃棄物利用: 農業廃棄物などを原料とするバイオ炭の利用は、廃棄物処理問題の解決にもつながります。

バイオ炭をコンクリート骨材として利用する課題

• 品質の安定化: バイオ炭の品質は、原料や製造条件によって大きく変動するため、コンクリートの品質に安定して影響を与えることが難しいという課題があります。
• コスト: 現時点では、バイオ炭の製造コストが高いため、コンクリートの製造コストを上昇させる可能性があります。
• 長期的な耐久性: バイオ炭の長期的な耐久性については、まだ十分なデータが蓄積されていません。
• 大規模な生産体制: バイオ炭をコンクリートの骨材として大量に利用するためには、大規模な生産体制を構築する必要があります。

今後の展望

バイオ炭をコンクリートの骨材として利用する技術は、まだ発展途上ですが、その可能性は非常に高いです。今後、以下の点が期待されます。

• バイオ炭の品質管理: バイオ炭の品質を安定化させるための技術開発
• コスト削減: バイオ炭の製造コストを削減するための技術開発
• 長期的な耐久性評価: バイオ炭を混入したコンクリートの長期的な耐久性評価
• 大規模な実証実験: 実用化に向けた大規模な実証実験

バイオ炭コンクリートは、カーボンニュートラルな社会の実現に向けて重要な役割を果たすことが期待されています。

出典：Gemini

2024年現在も、日本は深刻な木材不足に直面しており、建設や家具などの木材需要に対して供給が追いついていない状況です。

＜2021年から続くウッドショックの影響＞

2021年から2022年にかけて発生したウッドショックの影響は、2024年現在も依然として続いています。ウッドショックとは、北米を中心とした木材供給量の減少と需要の急増により、世界的に木材価格が高騰した現象です。

• 住宅メーカーや木材業者は、木材調達の困難や価格高騰の影響を受け続けています。
• 新築住宅の建築費用上昇や、木材を使った家具の価格改定などが相次いでいます。

＜構造的な木材不足の背景＞

ウッドショック以外にも、日本の木材不足には構造的な背景が存在します。

• 国内産木材の伐採量の減少：戦後の高度経済成長期における住宅建設ラッシュで大量の木材が伐採された後、植林活動が十分に行われず、現在伐採できる木材量が減っています。
• 山間部の過疎化と林業従事者の減少：山間部の過疎化が進み、林業に従事する人が減少しています。
• 海外からの木材輸入量の増加：日本の経済成長に伴い、木材需要が急増し、国内産木材だけでは需要を満たせなくなり、海外からの木材輸入量が増加しています。
• 木材自給率の低さ：2020年の木材自給率は37％で、過去最低の水準となっています。

＜政府の取り組みと課題＞

木材不足の解決に向けて、政府は様々な取り組みを進めています。

• 国産材の利用促進：国産材の品質向上や流通の円滑化、国産材利用に関する補助金制度の拡充、木造建築に関する技術開発など
• 森林資源の管理・整備：植林活動の推進、山間部の森林管理の強化、森林の多面的機能の維持・向上
• 海外からの木材輸入の安定化：輸出国との連携強化、輸送手段の多様化

しかし、これらの取り組みは長期的な視点での継続が必要であり、短期的には木材不足の解消は難しい状況です。

＜2024年における木材価格の動向＞

2024年における木材価格の動向は、引き続き不透明な状況です。

• ウッドショックの影響や世界経済の動向によって、木材価格が上下に変動する可能性があります。
• 短期的な視点では、木材価格の高止まりが続く可能性が高いと考えられます。
• 中長期的な視点では、国産材の利用促進や森林資源の管理・整備などの取り組みが奏功し、木材価格が安定化する可能性もありますが、現時点では明確な展望はありません。

出典：Gemini

コークスは、鉄鋼製造などで重要な還元剤として使用されていますが、持続可能性や環境負荷の観点から、コークスの代替として利用できる炭化物が注目されています。以下は、コークスの代替となり得る炭化物の具体例です。

1. バイオコークス（バイオ炭）

• 竹炭：竹から得られる炭は、高い密度と炭素含有量を持ち、鉄鉱石の還元に適しています。
• ココナッツ殻炭：高い炭素含有量と硬度があり、製鋼プロセスでのコークスの代替として利用可能です。

2. 農業廃棄物由来の炭化物

• 米の籾殻炭：シリカを含む米の籾殻炭は、特定の還元プロセスで利用できますが、鉄鋼製造にも適応可能な場合があります。
• トウモロコシの芯炭：高い炭素含有量があり、製鉄業での還元剤として有望です。

3. 食品廃棄物由来の炭化物

• コーヒーかす炭：コーヒーかすから得られる炭化物は、還元力が強く、金属の精錬や触媒のサポート材として利用できます。

4. 動物由来の炭化物

• 骨炭：骨から得られる炭化物は、リン酸カルシウムを含み、特定の化学工業での還元剤として使用されます。

5. 庭園廃棄物由来の炭化物

• 葉や草の炭：庭園廃棄物から得られる炭化物も還元剤として利用可能で、特に小規模な工業プロセスや農業用途に適しています。

利点と考慮点

利点

• 持続可能性：これらの代替炭化物は再生可能な資源から作られており、環境負荷が低い。
• 廃棄物の再利用：農業廃棄物や食品廃棄物を利用することで、廃棄物処理問題を軽減します。
• 炭素固定：炭化物を利用することで、二酸化炭素の排出を抑え、炭素を固定化できます。

考慮点

• 性能の安定性：コークスの代替として使用するためには、代替炭化物の性能が安定していることが重要です。
• 製造コスト：新しいプロセスを導入するためのコストと技術的な課題を考慮する必要があります。
• 供給の安定性：大量生産に対応するための安定した供給源が必要です。

具体例：バイオコークスの製造と利用

• 製造方法：バイオマス原料を炭化し、高温で処理してバイオコークスを生成します。
• 鉄鋼業での利用：高炉での鉄鉱石の還元プロセスにおいて、バイオコークスをコークスの代替として使用します。これにより、炭素排出量の削減が期待されます。

コークスの代替炭化物は、持続可能な鉄鋼製造と環境保全の両立を目指す上で重要な役割を果たす可能性があります。今後の研究と技術開発により、これらの代替炭化物の利用がさらに進むことが期待されます。

出典：ChatGPT

**有機廃棄物のバイオ炭（Biochar）**は、有機廃棄物を原料とし、高温で無酸素または低酸素環境下で炭化させた炭素材料です。バイオ炭は、環境保全や農業など、さまざまな分野で利用されるようになっており、その製造と利用には多くのメリットがあります。

バイオ炭の製造プロセス

1. 原料: 有機廃棄物として使用される原料は、多岐にわたります。代表的なものには、農業廃棄物（例：稲わら、トウモロコシの茎）、林業廃棄物（例：木くず、枝葉）、食品廃棄物（例：果物の皮、食品加工廃棄物）などがあります。
2. 炭化（Pyrolysis）: バイオ炭は、有機廃棄物を400～700°C程度の高温で、酸素の供給を制限した状態で熱処理することで生成されます。このプロセスで、原料中の有機物が分解され、揮発成分が除去されて安定した炭素が残ります。
3. 製品化: 炭化されたバイオ炭は粉末状や粒状に加工され、土壌改良剤や炭素貯留材、浄水材などとして利用されます。

バイオ炭の利点

• 土壌改良: バイオ炭は、土壌の物理的・化学的性質を改善する効果があります。水分保持力の向上、微生物活動の促進、肥料の効率化などに寄与します。
• 炭素貯留: バイオ炭は炭素を長期間安定して貯留する能力があります。これにより、大気中の二酸化炭素の削減に貢献し、気候変動の緩和策として注目されています。
• 廃棄物の有効利用: バイオ炭の製造は、有機廃棄物を有価な製品に変える手段としても重要です。これにより、廃棄物処理の負担が軽減され、資源の再利用が促進されます。
• 環境浄化: バイオ炭は、土壌や水中の有害物質を吸着する能力があり、環境汚染の防止や浄化にも役立ちます。たとえば、重金属や農薬の吸着による土壌浄化が期待されています。

バイオ炭の利用分野

• 農業: バイオ炭は、土壌改良剤として利用され、農業生産性の向上に寄与します。また、温室効果ガスの排出削減や肥料利用効率の向上にもつながります。
• 炭素貯留: 気候変動対策として、バイオ炭の製造と土壌への埋設が進められています。バイオ炭に貯留された炭素は、数百年から数千年にわたり安定して土壌中に留まります。
• 水処理: バイオ炭は、その多孔質構造により、浄水材や廃水処理材として利用されます。特に、微量の有害物質や有機汚染物質の除去に効果的です。
• 建設資材: バイオ炭は、コンクリートやアスファルトなどの建設材料に添加することで、炭素フットプリントの低減や材料特性の改善が図られます。

バイオ炭は、有機廃棄物を資源として活用する持続可能な技術であり、環境保全や循環型社会の構築に重要な役割を果たしています。

出典：ChatGPT

**バイオコークス（Bio-Coke）**は、有機廃棄物を原料として製造される固体燃料で、特に石炭の代替として利用されることが期待されています。バイオコークスは、炭素を多く含むため、エネルギー密度が高く、産業用途やエネルギー供給に利用されています。

バイオコークスの製造プロセス

1. 原料の選定: バイオコークスの原料として使用される有機廃棄物は、木材チップ、農業廃棄物（稲わら、麦わら）、食品廃棄物（コーヒーかす、食品加工廃棄物）など、炭素含有量が高いものが選ばれます。
2. 粉砕と乾燥: 原料は粉砕されて細かい粉末にされ、その後、乾燥工程で水分を除去します。これにより、燃料としての品質が向上します。
3. 成形と焼成: 粉末化された原料を圧縮成形し、その後、無酸素または低酸素環境下で高温で加熱します。この工程で、原料中の揮発成分が除去され、残った炭素が固化してバイオコークスが生成されます。
4. 冷却と仕上げ: 焼成後のバイオコークスは冷却され、使用可能な形態（ペレット状、ブリケット状など）に仕上げられます。

バイオコークスの利点

• 環境にやさしい: バイオコークスは再生可能な有機廃棄物から作られるため、化石燃料の代替として使用することで、二酸化炭素の排出削減に寄与します。また、製造時に排出される温室効果ガスも少ないため、環境負荷が低いです。
• 資源の有効利用: 有機廃棄物を原料として利用することで、廃棄物の処理コストを削減し、廃棄物をエネルギー資源として有効に活用することができます。
• 高いエネルギー密度: バイオコークスは、石炭に近いエネルギー密度を持っており、燃料としての利用価値が高いです。特に製鉄業やセメント産業など、高エネルギー消費の産業に適しています。
• 安定した供給: 有機廃棄物は多くの産業で日常的に発生するため、安定した供給が期待できます。これにより、バイオコークスの持続可能な生産が可能となります。

バイオコークスの利用分野

• 製鉄業: バイオコークスは、石炭やコークスの代替として製鉄プロセスで使用されることが増えています。特に、高炉や電気炉での還元剤として利用され、炭素排出量の削減に寄与します。
• セメント産業: セメントの製造プロセスでも、バイオコークスが石炭の代替燃料として利用されることがあります。これにより、製造プロセスの環境負荷が低減されます。
• エネルギー供給: バイオコークスは、発電所の燃料や産業用ボイラーの燃料としても使用されます。再生可能エネルギー源として、持続可能なエネルギー供給に貢献します。
• 家庭用燃料: 一部の地域では、バイオコークスが家庭用の暖房や調理用燃料として利用されることもあります。

バイオコークスは、化石燃料に代わる持続可能なエネルギー源として注目されており、廃棄物の有効利用と環境保全に寄与する重要な技術です。

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飲料粕バイオ炭は、醸造工程で生じる副産物であり、そのユニークな特性と潜在的な用途により、貴重な資源として注目されています。この持続可能な素材は、さまざまな産業に幅広いメリットをもたらします。以下はその主な用途です。

1. 土壌改良

• 土壌構造の改善:バイオ炭は土壌構造を改善し、保水力と通気性を向上させます。

• 栄養分の保持:栄養分の保持を助けることで、肥料の流出を減らし、土壌の肥沃度を向上させます。
• 炭素隔離:バイオ炭は土壌中の炭素を隔離し、気候変動の緩和に貢献します。

2. 水のろ過

• 汚染物質の除去:バイオ炭は水から重金属、農薬、有機化合物などの汚染物質を効果的に除去します。
• 臭気の低減:水の不快な臭気を低減し、飲みやすくします。

3. 家畜の飼料

• 栄養素の補給:バイオ炭は、必須ミネラルや微量元素の供給源として家畜の飼料に添加することができます。
• 腸の健康の改善:動物の腸の健康を促進し、消化と全体的な健康状態の改善につながります。

4. エネルギー貯蔵

• スーパーキャパシタ:バイオ炭は、急速な充電と放電が可能な高エネルギー貯蔵装置であるスーパーキャパシタの製造に使用することができます。

5. 環境修復

• 油流出の浄化:バイオ炭は、汚染された水や土壌から油を吸収し除去するために使用することができます。
• 重金属除去:重金属で汚染された土地の浄化に役立ちます。

6. バイオ炭ベース製品

• パーソナルケア:バイオ炭は、その吸着性と解毒作用により、フェイスマスク、石鹸、シャンプーなどの製品に配合することができます。

• 農業製品:バイオ炭は、肥料、鉢植えの土、その他の農業製品を作るのに利用できます。

バイオ炭を飲料かすから革新的な方法で利用することで、より持続可能で循環型の経済に貢献することができます。

出典：Gemini

飲料粕バイオコークスは、飲料製造時に発生する残渣から生産される、従来の石炭ベースのコークスの代替となる持続可能な製品です。 そのユニークな特性により、さまざまな用途への応用が期待されています。

1.飲料粕バイオコークスの主な特徴

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• 低炭素排出量:石炭ベースのコークスと比較して、二酸化炭素の排出量が大幅に少なく、環境にやさしい製品です。
• 高品質:高純度炭素で構成されており、優れた反応性と性能を発揮します。
• 多孔質構造:表面積が大きいため、さまざまな物質を効果的に吸着することができます。

2.バイオコークス飲料粕の潜在的な用途

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• 金属精錬:鉄鋼生産における還元剤として使用でき、二酸化炭素排出量を削減できます。
• 水処理:吸着特性により、水から重金属や有機汚染物質を除去するのに適しています。
• 土壌改良:土壌から有害物質を吸着し、土壌の質を改善するのに使用できる。
• エネルギー源:燃焼させて熱エネルギーを生み出すことができる。
• 触媒担体:表面積が大きいため、化学反応における各種触媒の担体として使用できる。

3.課題と将来の見通し
飲料粕バイオコークスの潜在能力は有望ですが、普及には克服すべき課題がいくつかあります。

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• コスト: 生産コストは石炭ベースのコークスと比較すると、現状では高めです。
• 品質の安定性: バイオコークスの品質は、生産プロセスや原材料によって変動します。
• 大規模生産: 現在の生産能力では、大規模な産業用途には不十分かもしれません。

これらの課題に対処し、飲料粕バイオコークスの商業化を促進するために、研究開発の取り組みは次の点に重点的に取り組んでいます。

• 生産プロセスの最適化:エネルギー効率の改善と副産物の利用によるコスト削減。
• 品質管理の徹底:原材料と生産プロセスに対する厳格な品質基準の導入。
• 生産の拡大:大規模生産施設への投資。
• 新たな用途の開拓:飲料粕バイオコークスの市場拡大に向けた新たな用途の特定。

飲料粕バイオコークスは、持続可能な資源管理と環境への影響の低減という貴重な機会をもたらします。研究開発が進むにつれ、さまざまな産業においてますます重要な役割を果たすことが期待されています。

出典：Gemini

バイオ炭とは？

バイオ炭とは、生物由来の有機物を酸素の少ない環境で高温で加熱し、炭化させることで得られる炭素に富んだ物質です。木質バイオマス、農業廃棄物、家畜糞便など、様々な有機物が原料として利用できます。

有機汚泥を原料にしたバイオ炭

有機汚泥は、下水処理場などで発生する有機物を主成分とする汚泥です。従来は埋め立て処分されることが多かった有機汚泥ですが、バイオ炭化することで、その価値を大幅に高めることができます。

有機汚泥バイオ炭のメリット

• 土壌改良:
  • 土壌の保水性、通気性を向上させ、植物の生育を促進します。
  • 土壌中の有害物質を吸着し、土壌汚染の改善に貢献します。
  • 土壌中の有機物を長期的に供給し、土壌の肥沃度を保ちます。
• 温室効果ガスの削減:
  • バイオ炭は炭素を長期的に固定するため、大気中の二酸化炭素濃度上昇を抑制する効果が期待できます。
• 水質浄化:
  • 水中の栄養塩や重金属を吸着し、水質浄化に貢献します。
• エネルギー源:
  • 高い発熱量を有するため、燃料として利用できます。

有機汚泥バイオ炭の利用例

• 農業: 肥料、土壌改良剤
• 環境: 水質浄化剤、土壌汚染対策
• エネルギー: 燃料

有機汚泥バイオ炭の課題と今後の展望

有機汚泥バイオ炭の利用はまだ始まったばかりであり、以下の課題があります。

• コスト: バイオ炭化のためのエネルギーコストや設備投資コストが高い。
• 品質の安定化: 原料となる有機汚泥の成分によって、生成されるバイオ炭の品質が大きく変動する。
• 大規模生産: 現在のところ、大規模なバイオ炭生産システムが確立されていない。

これらの課題を解決するためには、以下の取り組みが重要です。

• 低コスト化: 高効率なバイオ炭化技術の開発、再生可能エネルギーの活用
• 品質管理: 原料の選定、炭化条件の最適化
• 法規制の整備: バイオ炭の品質基準や利用に関する法規制の整備

まとめ

有機汚泥バイオ炭は、環境問題解決に貢献する新たな技術として注目されています。今後、さらなる研究開発と社会的な取り組みによって、その利用が拡大していくことが期待されます。

出典：Gemini

バイオコークスは、従来の石炭コークスと同様に高温で炭化させた炭素製品ですが、その原料がバイオマス（植物など）である点が特徴です。近年、有機汚泥を原料としたバイオコークスの研究開発が活発に行われています。

有機汚泥を原料とするメリット

• 廃棄物処理の高度化: 下水汚泥などの有機汚泥は、焼却や埋め立てといった従来の処理方法に比べて、バイオコークスとして再生利用することで、より高付加価値化が可能です。
• 環境負荷の低減:
  • 温室効果ガスの削減: バイオマス由来の原料であるため、化石燃料由来の石炭コークスと比較して、燃焼時の二酸化炭素排出量を削減できます。
  • 資源循環: 廃棄物である有機汚泥を有効活用することで、資源の循環型社会の実現に貢献します。
• 高品質なコークス生成: 有機汚泥の種類や炭化条件を最適化することで、石炭コークスに匹敵する高品質なバイオコークスを製造できます。

製造プロセス

1. 前処理: 有機汚泥を乾燥させ、水分や不純物を除去します。
2. 炭化: 酸素の少ない環境で高温に加熱し、炭化させます。
3. 冷却: 炭化後の製品を冷却し、バイオコークスを得ます。

利用分野

• 鉄鋼業: 高炉の還元剤として、石炭コークスの代替品として利用が期待されています。
• 鋳造業: 鋳物製品の製造に用いられます。
• 建設業: コンクリートの強度向上剤や吸着剤として利用が検討されています。

今後の課題と展望

• • コスト削減: 製造コストの低減が、実用化に向けた大きな課題です。
  • 品質の安定化: 原料の品質や炭化条件によって製品品質が変動するため、安定した品質のバイオコークスを製造するための技術開発が必要です。
  • 法規制: バイオコークスの製造・利用に関する法規制の整備が求められます。

出典：Gemini