バイオガス産業 におけるメタン排出を理解するための 先進技術の利用
農業の副産物、家畜の糞尿、食べ残しや廃棄物など、日常生活で発生する有機廃棄物は、分解時にメタンを発生します。このような有機廃棄物を放置しておくと、環境リスクが生じます。しかし、適切に管理すれば、廃棄物を再生可能エネルギーであるバイオガスに変えることができます。
バイオガスは、動植物の排泄物などの有機物を嫌気性消化プロセスで分解すると発生します。バクテリアは副産物を分解し、ガスや肥料などの消化物の形でエネルギーを作り出します。
バイオガスは、さらに精製して再生可能天然ガス（RNG）やバイオメタンを製造し、熱や電気、自動車用燃料、バイオプラスチック、さらには天然ガス送電網を補完するためにパイプラインに追加される従来型のガスなど、さまざまな形で利用することができます。
この光学式ガス画像ビデオで見られるような消化ポンプは、嫌気性消化槽に生物材料を移動させます。材料は発酵しているため、メタンが漏れる可能性は高くなります。
バイオガスもRNGも、メタンを発生させる他の産業に比べればクリーンなメタンガスですが、それでも大気中に放出されれば環境に影響を及ぼします。
ドイツのITEMA GmbHのフランク・ザホルシュキ氏のように、業界では生産工程におけるバイオガスやRNGの排出を改善しようとする動きがあります。
「バイオガスは、私たちの世界で一般的な廃棄物を利用する素晴らしい方法ですが、私たちはクリーンな環境を確保するためにできることはすべてやっておきたいと考えています」とザホースツキは説明します。
米国環境保護庁（EPA）によると、米国では2022年に7億6,080万トンのCO2eメタンが排出され、その36.4%と18.8%がそれぞれ農業と廃棄物1からもたらされています。一方EUでは、欧州委員会のREPowerEU2計画が、安価で持続可能な電源として、2030年までに1日あたり350億立方メートルのバイオガスとバイオメタンを生産するとしています。
技術の専門家として様々な産業で20年近い経験を持つザホルスツキ氏は、ガスの排出を抑えるのは簡単ではないと言います。「バイオガス産業におけるガス漏れの発見は、高度な技術を使っていない限り、困難で時間のかかるものです。
OGIの利点
OGI（オプティカル・ガス・イメージング）技術とは、メタンなどの特定のガスの波長に合わせてフィルターをかけた特殊な赤外線カメラのことです。
フリアーシステムズのGシリーズのようなOGIカメラを使用することで、オペレーターは肉眼や他のほとんどの技術ではまったく見えない排出物を見ることができます。
これらのカメラはリアルタイムで作動し、ガスを可視化することで、排出事象を即座に理解することができます。煙のように見えるガス漏れのライブ・ストリーミング映像により、技術者はガス漏れの正確な原因を突き止め、問題を解決する方法を簡単に決定することができます。
フリアーシステムズのGシリーズは、高感度モードや特許取得済みの人間工学に基づく最適なカメラ操作位置など、独自の機能を備えているため、従来の漏水検知・修理（LDAR）手法よりも10倍速くメタン漏れを検知できます。
バイオガス施設は、ポンプから屋根のシールに至るまで、多くの潜在的な漏水箇所を持つ大規模な施設であることがよくあります。OGIテクノロジーは広い対象エリアを素早くスキャンできるため、企業はLDAR作業の効率を最大限に高めることができます。
バイオガス産業において、OGI技術は安全な距離からメタン排出を検出・測定するのに最適な技術であり、オペレーターを潜在的な安全上の危険から遠ざけると同時に、効率的な操業を最大化します。
さらに最近では、OGI技術はカメラに排出量を定量化するところまで進歩しました。
「長年、OGIカメラを使えば、ガス漏れを簡単かつ効率的に発見できましたが、ガス漏れの測定はしばしば困難でした。しかし、フリアーシステムズのGシリーズを使えば、検知と同時に即座に計測できます」とZahorszki氏。
定量的オプティカル・ガス・イメージング（QOGI）テクノロジーは、FLIR G620などの冷却型OGIカメラに特殊なオンボード分析を組み込むことで、メタン、炭化水素、VOCの排出量を測定できます。
QOGIは他の技術とは異なり、安全な距離で即座に結果を得ることができます。カメラにQOGIを追加することで、オペレーターは排出ガスの影響レベルを収益に加えることができ、組織の財務リスクをよりよく理解することができます。
図2：FLIR Gx320カメラを使って定量化されたメタン漏れ。
結論
市場が従来のメタンガスのより持続可能な代替品へのさらなる投資を検討している中、バイオガスとRNGの用途は、歴史的に廃棄されてきた製品を使用して現在の天然ガスのサプライチェーンを補完することで、こうした取り組みにおいて重要な役割を果たすでしょう。
より効率的で、一般的に廃棄される材料の素晴らしい利用法ではありますが、これらの用途からの排出物は、依然として私たちの環境にマイナスの役割を果たす可能性があります。
QOGIのような先進技術を使用することで、業界関係者はこれらの漏れを検知するだけでなく、排出ガスの深刻度を新たに可視化し、問題を解決する方法をよりよく理解することができます。
