オランダの醸造所がリサイクル可能な燃料として注目したのは、鉄!

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オランダの醸造所がリサイクル可能な燃料として注目したのは、鉄!
Photo: Getty

鉄燃料で作られるビールも気になります...!

炭素を含まない燃料として、オランダの醸造所が注目したのは鉄粉。新プロセスの潜在的な有用性を実証しようとしている取り組みが、New Atlasで報じられています。鉄の粒子は非常に小さく、高温でよく燃えます。酸化するとエネルギーを放出し、工業プロセスや発電に使用することができます。

アイントホーフェン工科大学の学生は、電気、温水、蒸気を生成する20キロワットのシステム(従来のセントラルヒーティングボイラーとほぼ同じレベルの電力)を使用し、鉄の燃焼プロセスの実用性を2018年に初めて示しました。鉄を燃焼させた場合に生成される酸化鉄(錆)は、おそらくカーボンニュートラルサイクルで再生可能資源によって生成された電気で鉄に戻すことができるといいます。

New Atlasによると、オランダのSwinkels Family Brewersは、Metal Power ConsortiumやEindhovenの研究者と協力し、醸造所Brewery Bavariaで「このプロセスを産業規模で機能させる世界初の企業になった」といいます。

システムの利点としては、世界で最も安価な金属の1つである鉄が、一般的で手頃な価格であること、そしてエネルギー密度の高さなどが挙げられます。鉄粉は輸送や保管が簡単で、特別な労力を必要としないとNew Atlasは指摘しています。さらに、酸化鉄廃棄物を収集して再生することもできます。これは、再生可能エネルギーに簡単に切り替えることができない業界で特に役立つ可能性がありそうです。

アイントホーフェン工科大学のPhilip deGoey燃焼技術教授は、大学のプレスリリースにコメントを残しています。

鉄燃料の良いところは、必要なときに必要な場所で鉄燃料に蓄えられたエネルギーを放出できることです。

鉄を粉砕して粉末にすると燃えやすくなり、燃焼は熱というかたちで多くのエネルギーを放出します。この熱は、業界のエネルギー需要を満たすことができます。

Video: TU Eindhoven / YouTube
Video: SOLID / YouTube

いくつかの課題も

大規模な採用を行なううえで主な障害となるのは、プロセスで発生した廃棄物の錆のリサイクルであるといいます。リサイクルプロセスは、ソーラーパネル、風力発電所、水力発電、その他クリーンなパワーソースによって生成された余剰エネルギーを一部保持するために使用できますが、研究によればこれは効率的ではないとか。

このシステムの往復エネルギーサイクル効率は、再生プロセスでエネルギーを鉄に投入するために使用されるプロセスに依存します。2018年の論文によると、酸化鉄の高効率電気分解は、インプットエネルギーの80%を鉄燃料に蓄えることができます。これは、現代の水素分解で得られる数値と似ています。

…この種の循環プロセスを使用して発電すると、2018年の論文によれば理論効率が約40%に近づけることができます。再生可能エネルギーを生成し、その60%を非効率的な蒸気タービン生成プロセスの形で捨てるのは少し奇妙に思えるかもしれませんが、直接供給する必要がない不便な時期に生成された再生可能エネルギーを取得、配布、さらには輸出するための柔軟で費用効果の高い方法になる可能性があります。

De Ingenieurによれば、このテクノロジーで考慮すべき欠点は他にもあるとか。金属燃料の燃焼は炭化水素燃料と同様に、高温により窒素酸化物を生成しますが、その量は少なく、巧妙なエンジニアリングによって最小限に抑えることができるようです。粒子状の鉄粉も懸念事項で、窒素酸化物と粒子状物質の両方で、ろ過システムの使用が必要になるかもしれません。

また大きな技術的障害としては、そもそも大量の二酸化炭素を発生させずに鉄をリサイクルすることを大前提とした場合、前述の高エネルギー電気分解技術の開発が必要であること。経済性に関してはまだ明確でないものの、従来の再生エネルギーと同等かと考えられています。

「鉄燃料発電所」という構想

アイントホーフェン工科大学で研究に従事するチームのリーダーであるChan Botterさんは、リリースで今後の意向を示しています。

すでに1メガワットのシステムを実現することを目的としたフォローアッププロジェクトがあり、システムの技術的改善にも取り組んでいます。

また、2024年に準備が整う10 MWシステムの計画も進めています。私たちの目標は、最初の石炭火力発電所を2030年までに持続可能な鉄燃料発電所に転換することです。

ちなみにNew Atlasによると、Brewery Bavariaに設置された循環鉄燃料システムは、年間1,500万杯のビールを生産することができるとのことです。鉄燃料で作られるビール、きっと味わい深いことでしょう...!

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