KMUTTの研究者らは、石炭の使用量削減の問題に対処することを期待して、「トーリファイドバイオマス生産機械」を開発している。および炭素クレジット対策

Posted On: 9月 17, 2023

“石炭” 安価な化石燃料であるにもかかわらず、発熱量が高く、数百年にわたり世界中の工場の炉やボイラーの燃料として使用されてきました。しかし、石炭の使用は地球温暖化の原因となる温室効果ガスも発生させます。その結果、現在多くの国が生産過程での温室効果ガスの発生を抑制する措置を講じています。これらの国にタイ製品を輸出する際の障害となっている

したがって、新しい代替燃料が利用可能になり、これを既存の炉やボイラーと併用して、石炭の代替または使用量を削減できます。また、暖房エネルギーのコストも石炭を使用する場合と同様のコストがかかります。システム全体に再投資する必要がないため、これは産業部門と環境の両方に役立つ答えの 1 つです。その答えの 1 つは、 「トリファイドバイオマス」 （バイオマスを焙煎したもの）

モンクット王トンブリ工科大学（KMUTT）エネルギー・環境共同大学院（JGSEE）講師のスニーラット・フクダ准教授は、オーブンや釜の石炭の代わりにバイオマスを使用することの限界について議論した。

木材チップや農業残渣などのバイオマスを石炭の代替として利用して発電することができます。しかし、限界がある。すなわち、微粉炭で燃焼できるようにするには、バイオマスを30ミクロンを超えない小さな粉末に粉砕するのに使用する必要がある。粉砕または切断のエネルギーコストは非常に高くなります。第二に、バイオマスは一般に発熱量が低いため、大量に使用する必要があります。さらに、密度が低いため、生産や輸送の面で経済的ではない可能性があります。第三に、バイオマスは水分含有量が比較的高い材料です。破損や品質劣化を起こしやすくなります。寿命は短く、保管コストは高くつきます。

そして、バイオマスに関する 3 つの問題すべてを解決するには、これらのバイオマス原料をプロセスにかけることが必要です。焙煎（ロースト）とは、嫌気条件下で摂氏220〜300度の温度で一定時間加熱し、バイオマスの構造を元の状態から変化させるプロセスです。

スニーラット准教授は、このプロセスを経るトリファイドバイオマスには 3 つの重要なハイライトがあると付け加えました。

1. この方法は、原料から熱を発生しないガスを排出するのに役立ちます。これにより、製品の発熱量が約 20% 増加します。

2. 30 ミクロンの粉末に粉砕するのに必要なエネルギーが少なくて済むため、より多くの割合の石炭の代わりに使用できます。

3.水分を吸収しない性質があります。焙煎バイオマス製品は、エネルギー密度を高めるために焙煎バイオマスペレットの形にすることができます。輸送を容易にするために、焙焼バイオマスペレットは色が非常に黒いため、ブラックペレットとも呼ばれます。また、バイオマスペレットや白色に茶色が混ざった白色ペレットとは異なります。

「しかし、現在使用されている焙煎技術は、ロータリーキルン乾燥プロセスを応用したものであり、熱風を入れて加熱を伴いながら原料をパイプ内でゆっくりと輸送し、バイオマスと接触させる原理であることが分かりました。複雑そうに見えませんが、多くの制限があります。第一に、システムが大きく、設置に多くのスペースが必要です。これにより、投資価値が高くなります。第二に、製品の特性が不均一になる可能性があります。これは、原材料が異なるためです。均一に加熱されず、第三に、漏れや爆発の安全上のリスクがあります。

そこで、JGSEE研究チームは、標準化された焙焼バイオマスペレットを製造できる新たな焙焼技術の開発を目指しています。石炭に似た性質を持っています。これが研究プロジェクトの原点であり、振動焙焼反応器を使用してタイで農業廃棄物から焙焼バイオマスペレットを商業生産するための技術プロトタイプの開発です。研究資金を支援する国の競争力強化のための資金管理部門（BPK）がある。

スニーラット准教授は、この研究には、振動を利用して垂直に配置されたパイプ内でペレット原材料がらせん運動で移動できるように設計された焙焼ペレット製造技術の開発が含まれると述べた。これにより、機械のサイズと設置スペースが削減されます。そして、電気はパイプを加熱し、パイプの内面を通ってパイプ内を移動する原材料に伝えるために使用されます。これにより、あらゆる点での正確な温度制御が可能になります。製品がより高い安全性を含む一貫した特性を持っていることを保証します

「KMUTT バーンクンティアンで製造および設置されたプロトタイプ機械は、原料としてバイオマスペレットを使用しています。焙焼バイオマスペレットの生産能力は1日あたり最大2トンで、設置面積は約4平方メートルで、ロータリーキルンやベルトコンベア焙焼技術よりも低いです。同じ生産能力との比較研究の次の段階は、生産におけるエネルギー使用効率を高める方法を見つけることです。目標は、電力消費量を焙焼ペレット 1 トンあたり 250 kWh 未満に削減することであり、その後、この環境に優しいバイオマス材料が製造されます。価格は石炭と競争力がある。これは、製品を国内および日本など海外のユーザー市場に輸出する機会を意味します。

現在も破砕バイオマスを製造する機械これはまだ試作段階です。これはさらに発展させる必要があります。しかし、このことは国内の多くの民間部門の関心を呼び起こしている。焙焼ペレットの製造を希望する民間企業と、この種の燃料の使用を希望する民間企業の両方。研究が成功し、実際の生産に使用できる場合には、自社工場で石炭を代替して輸出用製品を製造する。タイの産業部門を支援することに加えて、タイの温室効果ガス排出削減を支援する別の方法があります。