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成果報告書詳細
管理番号20160000000829
タイトル平成27年度ー平成28年度成果報告書 戦略的省エネルギー技術革新プログラム/省エネルギー技術開発事業の重要技術に係る周辺技術・関連課題の検討/脱水汚泥の減容化処理プロセスにおける省エネルギー化技術シーズの事業性調査
公開日2017/6/7
報告書年度2015 - 2016
委託先名日本環境設計株式会社
プロジェクト番号P12004
部署名省エネルギー部
和文要約地球温暖化防止や資源循環型社会の構築を求められる中で、下水道でも発生汚泥の減容化と有効活用の促進が図られている。現在の日本では、地方自治体等の下水処理施設で脱水汚泥を焼却し、建築資材などへのリサイクル或いは埋立てなどの方法で汚泥を廃棄物処理している。しかし、脱水汚泥の焼却には多量の化石燃料が必要となり費用がかかる。リサイクルされた建築資材は高価格で需要も不安定であり、国内の埋立て処分場の処理能力の限界も近いため、様々な脱水汚泥の減容化処理方法が検討されてきた。
本調査では、委託先の保有技術である脱水汚泥の減容化プロセスにおける省エネルギー化技術シーズの事業性を明らかにすることを目的としているものである。
調査内容は以下の通りである。
(1)ターゲット市場調査では、既存の文献を基に現在下水道の発生汚泥処理状況について基礎情報を収集し、下水道を運営する5つの自治体にヒアリングを行った。ヒアリングによって、当該技術について特に有効なニーズを有する領域として、「中小規模処理場で、消化槽を有さず、現在焼却施設もしくは乾燥施設を稼働させている処理場」であることが明らかとなった。また、今後当該技術をプラントスケールの技術実証を実施する段階で、試験の協力の可能性を示唆する自治体にもめぐり合うことができた。
(2)省エネルギー効果量および採算性の試算では、主に統計資料(主に平成25年度 下水道統計)を利用して、日本全国の下水処理施設の中で当該技術を有効に利用できる可能性がある領域の下水処理施設に対して当該技術を導入した場合の、省エネルギー量及び下水処理施設が削減できる運営費用を試算した。これによると、省エネルギー効果は年10.5万klの原油を削減し、下水処理施設の運営コストを年間10,016百万円削減できる。また、この調査項目において、提案技術である脱水汚泥の減容化システムに含まれる汚泥処理プロセスの一部において、汚泥中の細胞の膜が破壊して乾燥効率に変化が出ることを実験スケールにて再検証を行った。再検証の結果としては、本技術を適用した場合の効果について期待するほどの有意差を確認することが出来なかった。理由としては、使用出来る器具の制約により実験スケールが小さかった等、実験環境が不十分であったことが考えられる。
(3)事業化を想定した場合の必要リソースと望ましいビジネスモデルの検討では、現状の下水処理施設の汚泥減容化における事業スキームを整理し、当該技術及び当社の抱えるリソースから有効な事業スキーム像を明らかにすることができた。汚泥減容化のプロセスにおいては、「(2)省エネルギー効果量および採算性の試算」で明らかにした当該技術の有効性だけではなく、事業実行段階での複数の企業を束ねる事業スキーム、また減容化後の汚泥の需要家への供給までの一貫したサプライチェーンを構築する必要がある。当社には連携するべき企業パートナー及び汚泥需要家について有力な候補を有する。
結論として、本調査事業においては、当該技術の事業化に向けて情報の収集及び整理ができ、さらに、本提案技術をターゲットとなる自治体に導入した場合のコスト削減額及び省エネルギー効果を試算することができた。また当社が事業化するための望ましいビジネススキームも明らかとなり、次の段階のF/Sへ進むための知見を得ることができ、調査目的を達成したものと言える。
英文要約The activities for the prevention of global warming and the formation of circular economy are on-going all over the world. In sewer treatment operations in Japan, sludge cake reduction and effective usage are becoming important issues. Currently, in Japan, the sewer treatment plants governed by municipals incinerate the sludge cake and recycle them into construction materials, otherwise, send them to landfill. The problem in them is high cost for the incineration for the sludge cake, as the incinerators requires a lot of fossil fuels. The recycled construction materials are facing the low competence due to the production high price and fluctuation of the demand for the construction materials. And The process of The landfill is approaching to the maximum level of its process capacity.
This research program is aiming mainly to clarify business feasibility about energy conservation technology in volume reduction of sludge cake, possessed by the program applicant partner.
This research consists of three main categories as follows:
1. “Defining a target market for the technology”. We gathered the principal information on the current sewer treatment operation of sludge cakes in Japan by mainly desk research. We also conducted the interviews with 5 municipals, actually governing the sewer treatment plant. As a result of interviews, we could define the effective target of the technology as “ Small or medium sized Sewer treatment plan, possessing the incinerators or dry facilities, not possessing anaerobic digester tanks”. And we also come up with the municipal possible for the assistance in the stage of plant-scale feasibility study.
2. “Simulating the application of the technology”. We simulated the expected reduction volume of energy saving and the expected reduction cost in the plant operation in all the sewer treatment plants applicable for the technology, mainly by the public statistics data. In this simulation, we clarified that the energy saving volume wou;d be up to 105,235 klof petroleum per annum and the cost reduction would be up to JPY 10.016billion per annum. We also tested the one part of the processes in this technology for the technical feasibility. As a result of the test, we did not confirm the effectiveness of the technology, due to the insufficient experiment environment like improper experiment tools and the small scale experiment.
3. “Clarifying feasible business model”. We have arranged the current sewer treatment plants and their business schemes into systemizations and have clarified the effective business scheme by the technology. In volume reduction process of sludge cake, not only technological feasibility clarified in “ 2. Simulating the application of the technology”, but also the business scheme effectively involving the related companies and organizations and formation of the total supply chain to the final consumer of sludge cake, which we have some candidates.
As conclusion, we successfully gathered and arranged the information for the business formation. And we clarified the expected result of the energy saving and cost reduction from the current process of sludge cake. Moreover, we also clarified the preferable business scheme to realize the business formation so that we are to go to the next step of feasibility study.
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