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成果報告書詳細
管理番号20170000000437
タイトル平成27年度ー平成28年度成果報告書 ゼロエミッション石炭火力技術開発プロジェクト クリーン・コール・テクノロジー推進事業 微粉炭火力発電の速やかな低炭素化実現に向けた調査
公開日2017/8/1
報告書年度2015 - 2016
委託先名一般財団法人石炭エネルギーセンター
プロジェクト番号P92003
部署名環境部
和文要約本事業では微粉炭火力発電において、CO2削減に最も即効性があるとされる木質バイオマスの利用について調査を行った。
 木質バイオマスとして、間伐後林地に放置され現在利用されていない林地残材を活用するためには森林の適切な開発が重要である。現在放置状態にある森林において間伐を実施していくことによる効果として、森林再生効果や国土保全効果、ならびに伐採した木質バイオマスの活用による地域振興効果について調査を実施した。
間伐を行うことにより、より価値の高い樹木が得られ、森林が再生され、CO2吸収量も高くなる。また、未間伐森林では太陽光が地表まで届かず、土壌保全に問題がある例もあった。一方、固定価格買取制度(FIT)などを利用して、木質バイオマスを利用した発電・熱供給事業を行う地方自治体もあり、相応の地域振興効果をもたらしている。木質バイオマスを地域内で活用することにより、雇用確保、燃料費削減、CO2排出量削減を達成しながら林業の活性化も行い、地方創生につながっている例もみられた。国内の木質バイオマス資源のポテンシャルは高いが、林地残材の活用を進めるためには、まず製材・合板用の木材の需要を増加させ、林業を活発化させる必要がある。
 CO2削減効果の検討にあたって、現在FIT対象となっている我が国の微粉炭火力を抽出し、それらの発電所で利用可能な林地残材量を算出するとともに、林地残材をペレット化して混焼することによるCO2削減効果を評価した。現状では国内からの林地残材量が不十分と考えられるため、カナダの木質ペレットを活用する場合についても検討を行った。木質ペレット活用によるCO2削減効果は、太陽光発電など他の方法と比較しても低コストで削減効果が得られることが明らかになった。
 微粉炭火力発電所における木質バイオマス混焼技術において、大きな課題とされるのが粉砕機(ミル)の開発である。石炭用のミルでは木質バイオマスの微粉砕が困難であるために、混焼率向上に支障が出ている。国内メーカーの研究開発状況を調査し、バイオマス専用ミルの設置による混焼では、高い混焼率の達成も可能であることが分かった。
 バイオマス市場では需要が急増しており、今後は安定供給確保が重要になると思われる。本調査では北米の木質ペレット、インドネシアのパーム空果房(EFB)について情報収集を行い、今後の供給増大の可能性が示された。また、バイオマス発電用の木質バイオマス栽培可能性について調査した。国内でも研究は行われているが、コスト削減が課題であり、また、大規模に栽培を行う際には土地の確保も課題になると思われる。
 最後に調査結果を総括して、2030年に向けて実施すべき事項についてとりまとめた。林業活性化の観点からは、地籍調査、森林経営計画策定を迅速に進めて放置されている森林の活用を進めるとともに、木材需要喚起、生産効率化を行うことが望まれる。微粉炭とバイオマスの混焼を促進していくためには、ミル・トレファクション技術に関する実証、混焼専用のバイオマス資源栽培の実証などが必要である。
英文要約 Investigation has been made on the utilization of woody biomass as.a cofireing fuel which is considered to have the most direct effect on CO2 emission reduction for pulverized coal fired power plant (hereafter PC power plant).
It is important to develop and maintain forest adequately in order to utilize woody biomass made from domestic forest especially for the forest-remaining wood material.
Investigation has been made on the effects of thinning in undeveloped forest such as reforestation, national land conservation and regional development by utilization of woody biomass. It is confirmed that the thinning makes trees valuable, regenerates the forest and then makes CO2 absorption higher. In some undeveloped forest, the sunlight didn’t reach land surface and it brought a soil conservation problem.
Recently, some local government commenced electric power and heat supply business utilizing woody biomass applying Feed-in Tariff (FIT)systems. The utilization of woody biomass brings certain regional forestry development.
In some local area, the utilization of woody biomass brings increase in employment, reduction of fossil fuels and CO2 emission to activate of forestry and regional revitalization.
Thus, it is confirmed that the potential of utilization of woody biomass resource is high. But it is necessary to increase wood demand itself for sawing and plywood and then activate forestry.
In our examination of CO2 emission reduction effect, we searched for PC power plants where FIT system is applied and the required quantity of forest-remaining wood materials for each power stations where FIT system is applied and the required quantity of forest-remaining wood materials for each power station. And then, evaluation of CO2 emission reduction effect has been made by pelletizing forest-remaining wood materials and co-firing it with coal.
Also examination of the use of Canadian woody pellet has been made because the forest-remaining wood material supply is insufficient currently in Japan. It is confirmed that the CO2 emission reduction in power generation by cofiring of woody pellet is cheap and effective compared with power generation by solar power and other renewable energy.
The big issue of woody biomass co-firing technologies for PC power plant is development of the mill. It is difficult for the coal mill to pulverize woody biomass well, and it impedes the improvement of co-firing ratio. We investigated the current status of Japanese makers’ research and development in this field and it is clear that the higher co-firing ratio is achiecvable with additional special mills for woody biomass.
In biomass market, the demand is extremely increased, and from now on it is important to secure steady biomass resources supply. In this investigation, information on North American woody pellets and Indonesian Empty Fruit Bunches (EFB) has been collected and it was confirmed that the production of them must be increased from now on. And we the possibility of cultivation of woody biomass resources for electric power generation has been also made. It is being studied in Japan now, but the cost reduction is one of big issues, and also the wider land is required for large-scale cultivation.
In order to increase the supply of forest-remaining wood materilas, the revitalization of forestry, domestic wood demand, developing policy and others are required.
At last, we summarized the items to be done for the achievement of targets toward 2030. From the viewpoint of forestry activation, it is preferable to utilize undeveloped forest by accelerating the cadastral survey of forest and preparation of forest management plan, and carry out wood demand boosting and productivity improvement. In order to promote co-firing of PC and biomass, it is required to demonstrate mill technology, torrefaction technology, and cultivation of biomass resources for co-firing with coal.
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