研究チームによると、家庭廃棄物や産業廃棄物は環境負荷となるだけでなく、適切に処理すれば貴重な資源にもなるという。
現在、リサイクル後の固形廃棄物の大部分は依然として埋め立て処分されており、土壌汚染や水質汚染、温室効果ガス（CH₄、CO₂）の排出、そして資源の浪費につながっています。一方、バイオマスエネルギーは大きな潜在性があると評価されており、石炭、石油、ガスに次ぐ第4位です。合成ガス燃料に変換して発電すれば、排出されるCO₂は樹木に吸収され、炭素収支に貢献します。CH₄は、バイオマスエネルギーの20倍もの温室効果ガスです。
太陽光・風力・バイオマスハイブリッド再生可能エネルギーシステムの全体図。
このプロジェクトの特徴は、太陽光、風力、バイオマス、そしてグリーン水素製造技術を組み合わせたハイブリッド再生可能エネルギーシステム（HRES）に統合された廃棄物発電モジュールです。分解困難な廃棄物はRDF燃料ペレットに圧縮され、ガス化されて合成ガスに変換されます。一方、分解しやすい有機性廃棄物はバイオガスを生成するために利用されます。これら2種類のガスは、浄化された後、再生可能エネルギー源を用いた水電気分解によって生成された水素と混合されます。この柔軟な燃料混合物は、改良された内燃機関に供給されて発電され、電力網に直接接続することができます。
HOMERソフトウェアの分析によると、廃棄物発電と水素製造を組み合わせたモジュールは、水素製造を行わないモジュールと同等の経済効率でありながら、CO₂排出量をより削減できることが示されています。生成された水素は、地方で人気の高いバイクのクリーン燃料としても利用できます。特に、水素燃料電池を搭載したバイクは、バッテリー式電気自動車と比較して温室効果ガス排出量がわずか15%に抑えられ、燃料補給時間が短く、航続距離が長いという利点もあります。
バイオマスの技術的限界を克服するため、研究チームは多くの解決策を提案しました。廃棄物をRDFペレットに圧縮してエネルギー密度を10倍に高めること、酸素を豊富に含む空気を用いて合成ガスの発熱量を2倍にすること、ベントナイトと再生ゼオライトを原料とした新しいH₂Sフィルター材料を適用してエンジンの寿命を延ばすことなどです。さらに、従来の定置型エンジンを電子制御式デュアルノズルシステムで改造することで、合成ガス、バイオガス、水素の混合物を柔軟に使用できるようにしました。
もう一つの注目すべき研究方向は、水素とバイオ燃料の組み合わせです。水素を添加することで、エタノール含有量の高いバイオ燃料の技術的問題（腐食、低温始動性、走行距離の低下）が大幅に改善され、将来的にE10やE20の割合を増やすロードマップを支えるものとなります。
研究成果は、家庭や協同組合向けの小型発電モジュールから、農村地域向けのグリーン水素生産を組み合わせたハイブリッド再生可能エネルギーシステムまで、幅広い応用の可能性を開きます。また、既存のエンジンの改良から水素バイオ燃料バイクの製造、そして水素燃料電池バイクへと進んでいます。
このテーマは科学的意義だけでなく、廃棄物処理、温室効果ガス排出量の削減、化石燃料の節約に貢献し、同時にベトナムの再生可能エネルギー産業の推進力となるため、実用的価値も有しています。政府が2040年から化石燃料自動車の使用を廃止するロードマップを発表している状況において、ブイ・ヴァン・ガ教授グループの研究は効果的な解決策となり、2050年までのネットゼロ達成に貢献することが期待されます。
出典: https://mst.gov.vn/bien-rac-thanh-nang-luong-sach-giai-phap-cong-nghe-cho-nong-thon-phat-trien-ben-vung-197251120081322798.htm
コメント (0)