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成果報告書詳細
管理番号20170000000501
タイトル平成27年度ー平成28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 JAがのぞむ地域未利用資源を活用したバイオマスエネルギー有効利用システムの事業性評価(FS)
公開日2017/7/6
報告書年度2015 - 2016
委託先名株式会社小桝屋 ゆうき青森農業協同組合 東洋紡エンジニアリング株式会社
プロジェクト番号P14024
部署名新エネルギー部
和文要約JAゆうき青森内には畜糞尿・野菜くず・生ごみなど種類の異なるバイオマスが豊富にあり、これらのバイオマス資源を原料としたメタン発酵-発電システムの事業性評価を実施した。これは、単に売電を行うだけでなく、植物工場でその排熱および排気ガス(CO2)を有効に利用し食料生産するとともに、発生したバイオガスの一部は長芋残さの水熱処理飼料化にも利用するものである。また、本システムから発生する消化液については農業資材として、効果的かつ持続的に利用することとした。当地域で大量に存在しているバイオマスは牛糞尿と野菜出荷場から排出されるながいも残さである。この牛糞尿は、飼育方法の違いなどで含水率等の性状が大きく異なる。特に、メタン発酵に向いている牛糞尿は、乳牛で敷料を使用していない牛舎からのものである。一方、ながいも残さは、消化性が高くメタン発酵に適している。また、これらの収集もJAゆうき青森の既存の体制や施設を活用して実施できる。実際の原料を用いてパイロットスケールのメタン発酵およびバイオガス発電、MF膜分離試験、RO膜濃縮試験を実施した。これにより、牛糞尿(脱離液)やながいもからのバイオガス発生量などのメタン発酵プラントの設計に必要なデータを得た。これらの結果に基づき、原料の消化性の違いやMF膜、RO膜の特性を生かした新たなメタン発酵システムを提案するに至った。水熱処理したながいもジュースは、JAゆうき青森が製造しているTMR飼料の品質向上につながることが確認された。水熱処理の導入により、多様なバイオマス利用を行うシステムを構築できる。ただし、飼料原料の切替は、にわかにできるものではないため、畜産農家の理解を得たのちに導入すべきである。バイオガス発電で発生した排気ガス(CO2)および排熱を有効利用した植物工場については、その排熱量から栽培品目・温室面積を決定した。同じく排熱等を利用した海藻養殖では、海ぶどうが陸上養殖において有力であったが、海沿いではない地域では、海水とその排水先の確保が困難である。夏場の余剰排熱を用いた野菜の乾燥設備および低温排熱を用いた乳牛飲料水の加温を行い、排熱利用先の多様化する。これらの多様なエネルギー利用設備について、エネルギー消費量を把握して計画の策定を行った。MF膜によるろ過液を含む各種消化液の利用についても、幼植物試験等により土壌施用時の特性を把握した。JAゆうき青森の既存の分析設備を用いた土壌分析サービスを活用すれば、これまで積極的に利用されなかった消化液についても、農業資材として効果的に利用できる。JAが行う事業は、利益追求というよりは組合員サービスの向上が評価の対象となる。そのため、本事業は組合員へのサービスの向上、組合員それぞれの収入向上へ結びつく事業計画でなくてはならない。経常利益貢献度等から事業採算性を検討した。助成金なしの場合などでは、組合員へのサービス向上は図ることはできない。一方、助成金2/3の場合は、実証事業及び商用運用準備期間を乗り越えればおおむね良好な運用が可能であることが分かった。今回のFS事業から事業性、波及効果などから判断すると実証事業に進むことが可能な事業であると考えていたが、平成28年の3度にわたる台風による被害が予想を上回り、数年間にわたり被害の影響が出ることが予想されるため、現時点では事業の継続が困難であると判断した。JAが抱える課題については今後も引き続き解決する必要があることは言うまでもなく、農業生産の回復を待ち再度、バイオマスエネルギー事業へ挑戦していきたい。
英文要約Title : Feasibility Study for Energy System Using Unutilized Biomass Resource Performed by Japan Agricultural Cooperative (FY2015-FY2016) Final Report

JA Yuki Aomori of Agricultural Cooperatives is rich in biomass resources. This project investigates feasibility of system anaerobic digestion and utilization of biogas producing from these resources in the area. In the system, the surplus heat and exhaust gas (CO2 gas) are utilized to cultivate crops in greenhouse and to recycle crops processing residues by hydrothermal reaction Adjacent to the biogas plant. The by-product discharging from digestion tank is utilized as agricultural material in field. The project constructs system that utilizes biomass without feeding substantially energy from an outside.The quality of cow dung is due to the difference in method for rearing. Cow dung discharged from barn rearing without bedding is suitable for anaerobic digestion. Another of main biomass resource is by-product from yam packing factory in JA Yuki Aomori. Collection of biomass resources uses the existing system of JA Yuki Aomori. The tests with pilot scale plant for anaerobic digestion, generation, Microfiltration membrane separation and Reverse Osmosis membrane concentration were carried out for design of demonstration plant. The experiments and investigation provide to propose new process of anaerobic digestion considering decomposition property of the biomass resources and with MF and RO membrane. Estimating of heat consumption for cultivation of crops with the surplus heat and exhaust gas (CO2 gas) in Greenhouse determinate area and plant varieties. In additional investigation, to equip process of the drying of vegetables and the warming of the drinking water for cows expect for effective energy utilization in this demonstration plant. The plan of demonstration system was designed based on material and heat flow. The feature of this plan for efficacious utilization of digestion sludge is farming guidance based on analysis equipment of soil chemistry owned by JA Yuki Aomori. The investigations and plan proceed properly to operate demonstration system. The results of estimate economic profitability show that to cover funds of two thirds from the grants is necessary for sustainable management of the demonstration system. When JA Yuki Aomori restores local agriculture from disaster due to Typhoon in last year, we retry biomass utilization project for the member of this association.
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