成果報告書詳細
管理番号20160000000926
タイトル平成27年度成果報告書 バイオマスエネルギーの地域自立システム化実証事業 地域自立システム化実証事業 地域における混合系バイオマス等による乾式メタン発酵技術を適用したバイオマスエネルギー地域自立システムの事業性評価(FS)
公開日2016/12/23
報告書年度2015 - 2015
委託先名株式会社富士クリーン 栗田工業株式会社
プロジェクト番号P14024
部署名新エネルギー部
和文要約バイオマスエネルギーの地域自立システム化実証事業地域自立システム化実証事業/事業性評価(FS)「地域における混合系バイオマス等による乾式メタン発酵技術を適用したバイオマスエネルギー地域自立システムの事業性評価(FS)」

本研究開発事業では、地域から発生する混合系バイオマスから乾式メタン発酵技術により生産したバイオマスエネルギーを周辺地域との連携により利用拡大を促進するためのシステムを調査した。原料調達については、バイオマスの持続的な量と質の確保及び収集したバイオマスの評価を実施した。エネルギー変換技術については、メタン発酵不適合物を含む廃棄物からバイオマス資源を多く回収するための選別装置の選定、効率化及び低コスト化を検討した。メタン発酵技術についてはバイオガス回収の安定性を確認した。エネルギー利用についてはその利用方法の検討と評価等を実施し、地域経済の活性化に資するバイオマスエネルギー事業が成立するための諸条件を検討した。本検討結果は、以下のとおりである。(1)原料調達の検討 混合系バイオマスに含まれる紙ごみが当初計画量に満たなかったため、新たなバイオマス原料として難処理古紙類を利用することにより、バイオマス原料の確保、量の変動に対しての安定化を確認し、紙ごみの利用用途拡大が明らかになった。ラボ試験の結果、バイオガスとして9,490 Nm3/日(19,200 kWh/日相当)の回収が可能であることが明確となった。収集運搬体制については、バイオマスの排出事業者から発生する様々な形態の廃棄物に対して、効率的な収集運搬体制を構築することができた。結果、地域の一般廃棄物、産業廃棄物(食品系、紙ごみ等)、下水汚泥、家畜ふん尿等、幅広く原料を調達することで、原料を確保することができた。(2)エネルギー変換技術の検討 メタン発酵適合物を高効率で回収できるごみ選別装置の選定では、ドラム式機械選別装置が最適であると判断した。また、ラボ試験により乾式メタン発酵処理の安定性を検討した結果、阻害物質が管理基準値以下であり、良好なメタン発酵処理が確認できた。(3)エネルギー利用の検討 バイオガスは、オフサイトで約1,390 Nm3/日、オンサイトで約8,100 Nm3/日を利用できることが明らかとなった。これらは、香川県内5ヶ所及び富士クリーン処理施設内で利用できることを確認した。以上より二酸化炭素排出量を算出するとオフサイトで年間約570 ton、オンサイトで年間約9,000 tonの二酸化炭素が削減できる結果となった。また、発酵残渣は埋立処分していたカーボン滓と混合することで補助燃料になることが確認できた。このことから、カーボン滓の新たな利活用方法を見出した。(4)実証事業に向けた事業性評価 調査結果から、実証事業における縦型乾式メタン発酵施設の処理規模は、76 ton/日と設定することができた。また、実証事業における物質収支、エネルギー収支を明確にし、その条件下で事業収支を試算し、設備規模における経済性のシミュレーションを実施し、本事業は十分に事業運営が可能であると判断した。
英文要約Title : Demonstration Projects for Regional Independence System of Biomass Energy. Feasibility Study for Region Autonomous System Applying the Dry Methane Fermentation Technology with Mixed Biomass in the region (FY2015) Final Report

On this project, a biomass energy system was investigated for increasing the utilization of mixed biomass. The biomass energy will be generated by a dry methane fermentation technology. The raw materials in this system are mixture of municipal solid waste and industrial waste. As the examination of raw material procurement, the sustainable quantity and the quality of raw materials were evaluated. As an equipment recovering the biomass resources from mixed wastes, the efficiency and the cost reduction were verified. An appropriate sorting equipment was selected. The stability of biogas recovery was evaluated by lab-scale dry methane fermentation test. As the utilization of recovered energy, its method was studied and evaluated. As the executed business model, its successful condition was studied.(1) Study of the raw material procurement The amount of the paper was less than the expectation in the first research. So, the difficult-to-process used paper was found instead of waste paper. It will be purchased stably. According to the lab-scale tests, it was revealed that the biogas production rate is 9,490 Nm3/day. Scheme of the collection and the transportation were able to build an efficient system.(2) Study of energy conversion technology As an equipment recovering the biomass resources from mixed wastes, the efficiency and the cost reduction were verified. A drum-type sorting equipment was selected. The stability of biogas recovery was evaluated by lab-scale dry methane fermentation test. As the result, the inhibitor was equal to or less than the management reference level.(3) Study of energy use Five spots in Kagawa and Fuji Clean Ltd.’s plants were selected as user of Biogas. 1,390 Nm3/day at off-site and 8,100 Nm3/day at on-site will be consumed as the new energy. It would be considered that the reduced amount of GHG emission would be 570 ton-CO2/year at off-site, 9,000 ton-CO2/year at on-site. On the other hand, methane fermentation residue will be discharged. Its utilization was researched. Mixture of the methane fermentation residue and carbon residue would be an alternative fuel instead of fossil fuels.(4) The feasibility study of the demonstration project Based on the results of research, the specification of our facility was studied. The capacity of facility will be 76 ton/day. In addition, the financial balance was calculated. In this calculation, this project will be able to be maintained as the sustainable business model, and this project is better than other methane fermentation plants in Japan. Based on these results, it was decided that this project will be started.
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