바이오 에너지 재료 운송용 바이오연료 기후 및 지속가능성에 대해 설명드리면, 바이오연료는 친환경적인 대체 에너지원으로 대두되고 있습니다. 그러나 바이오연료 재료의 운송 및 처리로 인한 온실가스 배출 문제와 지속가능성 문제가 존재합니다. 이를 해결하기 위해, 바이오 연료 재료의 생산과 운송 방식을 지속 가능한 것으로 전환해야 합니다. 또한, 혁신적인 기술과 환경 친화적인 생산 방식을 도입하여 바이오연료 산업을 더욱 지속 가능한 산업으로 발전시켜야 합니다. 이를 위해 국제적인 협력과 지속적인 연구 개발이 필요합니다.
바이오 에너지
바이오 에너지는 바이오매스로 만든 에너지로 , 최근에 살아 있는 유기체, 주로 식물로 구성됩니다. 바이오 에너지에 일반적으로 사용되는 바이오매스 유형에는 목재, 옥수수와 같은 식량 작물, 에너지 작물 및 숲, 야드 또는 농장의 폐기물이 포함됩니다. IPCC (기후 변화에 관한 정부 간 패널)는 바이오 에너지를 재생 가능한 형태의 에너지로 정의합니다. 바이오 에너지는 온실 가스 배출을 완화하거나 증가시킬 수 있습니다. 또한 지역 환경 영향이 문제가 될 수 있습니다.
바이오매스는 기술적으로 직접 연료(예: 목재 통나무)로 사용할 수 있기 때문에 일부 사람들은 바이오매스와 바이오연료라는 용어를 같은 의미로 사용합니다. 그러나 종종 바이오매스라는 단어는 단순히 연료가 만들어지는 생물학적 원료를 나타냅니다. 반면에 바이오 연료라는 단어는 종종 운송에 사용되는 액체 또는 기체 연료를 나타냅니다.
바이오 에너지의 재료
목재 및 목재 잔류물은 오늘날 가장 큰 바이오매스 에너지원입니다. 목재는 직접 연료로 사용하거나 펠릿 연료 또는 다른 형태의 연료로 가공할 수 있습니다. 예를 들어 옥수수, 스위치그래스, 억새 및 대나무와 같은 다른 식물도 연료로 사용할 수 있습니다. 주요 폐기물 공급원료는 목재 폐기물, 농업 폐기물, 도시 고형 폐기물 및 제조 폐기물입니다. 미가공 바이오매스를 고급 연료로 업그레이드하는 것은 열, 화학 또는 생화학으로 광범위하게 분류되는 다양한 방법으로 달성할 수 있습니다.
열 변환 공정은 바이오매스를 더 우수하고 실용적인 연료로 업그레이드하기 위한 주요 메커니즘으로 열을 사용합니다. 기본적인 대안은 반탄화, 열분해 및 가스화이며, 이들은 주로 관련된 화학반응이 진행되도록 허용되는 정도에 따라 구분됩니다(주로 산소의 가용성 및 변환 온도에 의해 제어됨).
많은 화학 변환은 Fischer-Tropsch 합성과 같은 확립된 석탄 기반 프로세스를 기반으로 합니다. 석탄과 마찬가지로 바이오매스는 다양한 상품 화학물질로 전환될 수 있습니다.
바이오매스를 구성하는 분자를 분해하기 위해 자연에서 생화학적 과정이 발달했으며, 이들 중 많은 것을 이용할 수 있습니다. 대부분의 경우 미생물을 사용하여 변환을 수행합니다. 이 과정을 혐기성 소화, 발효 및 퇴비화 라고 합니다.
운송용 바이오연료
바이오매스의 출처에 따라 바이오 연료는 식용 작물의 사용 여부에 따라 두 가지 주요 범주로 크게 분류됩니다.
1세대(재래식) 바이오연료는 사탕수수와 옥수수와 같은 경작지에서 재배된 식량원으로 만들어집니다. 이 바이오매스에 존재하는 당은 발효되어 바이오에탄올, 휘발유 첨가제 역할을 하는 알코올 연료 또는 전기를 생산하는 연료 전지를 생산합니다. 바이오에탄올은 주로 설탕이나 옥수수, 사탕수수와 같은 전분 작물에서 생산되는 탄수화물에서 발효에 의해 만들어집니다. 바이오에탄올은 미국에서 널리 사용됩니다. 그리고 브라질에서 바이오디젤은 유채나 사탕무의 오일에서 생산되며 유럽에서 가장 일반적인 바이오 연료입니다.
2세대 바이오 연료 (고급 바이오 연료)는 다년생 에너지 작물 및 농업 잔류물/폐기물과 같은 비식품 기반 바이오매스 소스를 활용합니다. 연료를 만드는 데 사용되는 공급 원료는 경작지에서 자라지만 주요 작물의 부산물이거나 한계 토지에서 재배됩니다. 산업, 농업, 임업 및 가정에서 발생하는 폐기물은 바이오가스 생산을 위한 혐기성 소화, 합성가스 생산을 위한 가스화 또는 직접 연소를 통해 2세대 바이오연료로 사용될 수 있습니다. 나무, 풀과 같은 비식용 자원에서 유래한 셀룰로오스 바이오매스를 개발하고 있습니다. 에탄올 생산을 위한 공급원료와 바이오디젤은 식물성 기름 및 동물성 지방과 같은 남은 식품에서 생산할 수 있습니다.
바이오 에너지 지속 가능성
바이오에너지의 기후 영향은 바이오매스 공급원료의 출처와 재배 방법에 따라 상당히 다릅니다. 예를 들어 에너지를 위해 나무를 태우면 이산화탄소가 방출됩니다. 벌목된 나무를 잘 관리된 숲에서 새 나무로 교체하면 새 나무가 자라면서 공기에서 이산화탄소를 흡수하므로 이러한 배출량을 상당히 상쇄할 수 있습니다. 그러나 바이오에너지 작물의 정착과 재배는 자연 생태계를 대체하고 토양을 황폐화시키며 수자원과 합성 비료를 소비할 수 있습니다. 연료로 사용되는 모든 목재의 약 1/3이 지속 불가능하게 수확됩니다. 바이오 에너지 공급 원료는 일반적으로 수확, 건조 및 운송에 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 이러한 공정의 에너지 사용량은 온실 가스를 배출할 수 있습니다. 경우에 따라 토지 이용 변화, 경작 및 가공의 영향으로 인해 화석 연료 사용에 비해 바이오 에너지에 대한 전체 탄소 배출량이 높아질 수 있습니다.
바이오매스 재배를 위해 농지를 사용하면 식량 재배에 사용할 수 있는 토지가 줄어들 수 있습니다. 미국에서는 자동차 휘발유의 약 10%가 수확량의 상당 부분을 필요로 하는 옥수수 기반 에탄올로 대체되었습니다. 말레이시아와 인도네시아에서는 바이오디젤용 야자유를 생산하기 위해 숲을 개간하여 심각한 사회적, 환경적 영향을 초래했습니다. 이러한 숲은 중요한 탄소 흡수원이자 다양한 종의 서식지이기 때문입니다. 광합성 이후 햇빛에서 에너지의 작은 부분만을 포착하여 주어진 양의 바이오 에너지를 생산하려면 다른 재생 가능 에너지원에 비해 많은 양의 토지가 필요합니다.
비식용 식물이나 폐기물에서 생산되는 2세대 바이오 연료는 식량 생산과의 경쟁을 감소시키지만 보존 지역과 지역 대기 오염과의 절충을 포함한 다른 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 상대적으로 지속 가능한 바이오매스 공급원에는 식량 생산에 부적합한 토양에서 자란 조류, 폐기물 및 작물이 포함됩니다. 바이오 매스 공급원이 농업 또는 도시 폐기물인 경우 이를 태우거나 바이오가스로 변환하면 이 폐기물을 처리할 수 있습니다.