成果報告書詳細
管理番号20150000000645
タイトル平成25年度ー平成26年度成果報告書「新エネルギーベンチャー技術革新事業/新エネルギーベンチャー技術革新事業 (バイオマス) 多種未利用バイオマスに対応したニュートレファクション (半炭化) 技術開発」
公開日2016/3/1
報告書年度2013 - 2014
委託先名株式会社ファインテック 学校法人早稲田大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約件名:平成25年度ー平成26年度成果報告書「新エネルギーベンチャー技術革新事業/新エネルギーベンチャー技術革新事業 (バイオマス) 多種未利用バイオマスに対応したニュートレファクション (半炭化) 技術開発」

開発目的と概要
(バイオマスの利活用)
本事業は、含水率の高い食品残渣や家畜糞等(多種未利用バイオマス)を、付加価値のあるバイオマス循環原材料として再生エネルギー化するために、安全で、熱伝達効率が良く、環境負荷が少ない「過熱水蒸気による半炭化技術」を確立し、ユニット型ベンチモデルの製造とその性能評価を行い、製品化設計に反映する。半炭化システムの開発により、多種未利用バイオマスをベストミックスした地域密着型の廃棄物資源化システムを構築し、地域で発生する多種未利用バイオマスを、燃焼効率の高いバイオ燃料としての利活用、エネルギーの地産地消を実現する。
(生成物の用途)
生成した半炭化物は、化石燃料を使用している事業体(セメント工場や火力発電所、地産地消型発電施設等のボイラ向け他)にバイオマス燃料(助燃剤を含む)として販売し、カーボンニュートラルな環境社会構築に貢献する持続可能性のある資源循環ビジネスモデルである。過熱水蒸気を使用した半炭化処理によって得られた半炭化物は、「燃焼阻害揮発成分を放散し、炭素成分と可燃性揮発成分を残す」ことにより、高発熱量の固形燃料となる。
(副次的な利用価値)
炭化処理とは、加熱により有機物を分解し、炭素分多い物質にする燃料化技術である。過熱水蒸気の雰囲気における炭化処理は、バイオマスを燃焼させずに分解・炭化することにより、バイオマス中に含まれる有用物質(揮発成分中のセルロース等、炭素繊維)を回収・有効利用することができる。バイオマスに含まれる揮発成分(セルロース、ヘミセルロース、リグニン等)は、ガス化工程における分解温度に律速することが想定され、分離・抽出可能である。また、残留カーボンは、バイオマスの種類によって異なるが、燃焼分解することなく高品質の新素材(カーボン)として利用が期待できる。
(装置開発の狙い)
本開発の目標とする未利用バイオマスを半炭化処理する場合、従来の半炭化技術(装置、システム)は、原料の性状や含有成分のバラツキがあり、高度な温度測定と制御が必要とされ、処理工程における乾留ガス(揮発成分)を除外した安定品質を確保することができない。本技術解発では、従来の半炭化システムの問題を解決する方式として、過熱水蒸気を応用した半炭化技術(eートレシステム)を開発するものである。このシステム(設備)は、処理能力や設置場所を考慮して、ユニット型(分散設置)とプラント型(広域処理)に対応出来るシステムのシリーズ化を検討した。
(装置の市場性)
未利用バイオマスは、含有水分率が高い等の理由により有効利用されていない。しかし、「大量に発生する食品工場」や「産業廃棄物として回収された資源化処理サイト」における 半炭化処理としてのエネルギービジネスは、採算性が見込まれる。
その装置の販売・利用先、原材料の集荷システムと生成された半炭化物の利用先として、埼玉県本庄市を中心とする地域密着型ビジネスプランを検討した。
英文要約Title:New Energy Venture Business Technology Innovation Program / New Energy Venture Business Innovation Program (Biomass) / Technological Development of the New Torrefaction (Semi-Carbonization) for Various Unutilized Biomass Resources (FY2013-FY2014)Final Report

The purpose of our development and summary
(The profit inflection of biomass)
 Our business try mainly to convert the high water content waste such as food residue and livestock waste(so-called multi-unused biomass)to renewable energy as added value recyclable raw materials,so our manufacture design can establish safety ,better heat transfer efficiency and low environmental burden ,[New Torrefaction applied by superheated steam] through our evaluation works on our unit type bench model equipment.
 By our development of new torrefaction system,we utilize local production of energy for local consumption under regional resources recovery system of waste,using best mix of many unused kinds of biomass to high combustion efficiency biomass energy.

(Usage of product)
 The product of torrefaction is sold to business group using lot of fossil fuel(cement factory,power plant,as their fuel use to boiler, operating at local consumption)as biomass fuel (combustion assistant)that contribute to carbon neutral environmental society,sustainable resources recycling business model.
 The product of new torrefaction system with usage of superheated steam becomes Solid fuel of high caloric value,due to the radiation of combustion inhibition constituent and remaining carbon ingredient and flammable volatilization.

(Mecondary utility value)
 The carbonization treatment is the fuel technique to decompose organic matter by heating and to make it more carbon.
Carbonization by superheated steam decompose biomass without being burned and carbonized,then it becomes possible to recover and the utilization of useful materials (cellulose,carbon fiber in volatile constituent )Volatile constituent (cellulose,semi-cellulose,lignin and etc)in biomass is possibly to be separated and to be extracted because it is supposed that these volatile constituent is rate-limiting to decomposition temperature in the gasification process.And residual carbon ,which differs according to the kind of biomass,can be expected to utilize as high quality new materials without combustion resolution.

(Main purpose of our system development)
 Conventional semi-carbonization (torrefaction) technology (equipment and system)
can’t secure stable quality exclusive of distillation gas (volatile constituent)in the treatment process, because conventional one has different characteristics and uneven component of raw materials that requires high level measurement of temperature also high control system.
Therefore our technology development apply superheated steam for new torrefaction to solve these problems of conventional semi-carbonization system.
 From the view point of production capacity and also installation site, we study the serialization of our system from covering separate areas as unit type to covering larger areas as plant type.

(Market of this system)
 Unused biomass is not utilized mainly due to the high water content and other reasons.
However profitability is anticipated when new torrefaction system can be done as energy business in[food factory, large quantity of biomass] and also in[resources treatment site as collection of industrial waste]
 We basically and mainly study Honjyo city,Saitama Pref,as community ーbased business model,for the sales of equipment and contacting potential end-users and biomass ollection system and also finding constant consumption of new trrefaction product.
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