成果報告書詳細
管理番号20100000001690
タイトル平成18年度-平成20年度成果報告書 新エネルギー技術フィールドテスト事業/地域バイオマス熱利用フィールドテスト事業/バークチップによる製材工場乾燥工程での熱利用事業
公開日2010/9/30
報告書年度2006 - 2008
委託先名株式会社木村産業
プロジェクト番号P07018
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約国産材の有力な生産地域である岩手県においては、杉素材生産量は344千m3と国内素材生産量の約3割を占めている。素材生産の増加に伴い排出される杉材バーク(樹皮)も増大しているが、杉材バークは水分を多く含むため燃えにくく、従来のバイオマスボイラでの利用が難しいこともあり、産業廃棄物として大半が処理されている現状にある。
本事業では、乾燥システムに工夫を凝らすことで、杉材バークを重油代替のボイラ燃料として利用可能とし、製造した蒸気を製材工場の熱源として利用するバイオマス熱利用システムの実証を行った。
本バイオマスボイラ導入前は、製材工場内の熱供給体制は重油ボイラを主体とした化石燃料に依存していたが、製材の際に発生する杉材バークを主燃料として蒸気を発生させ、工場等の燃料源として有効活用することで、大幅な重油使用量の削減を達成することが出来た。
一方、従来あまり利用されてこなかった杉材バークを原料とすることによる原料収集・粉砕・乾燥設備のトラブルや、設置場所である岩手県一戸町が降雪の多い地域であることによる冬季のボイラ性能低下等、様々な課題への対応を行い、設備の安定性向上に努めてきた。
1.設備概要
本事業では、バイオマス熱利用システムとして下記の設備を導入し、運転データを取得するとともに問題点を抽出し、設備の改善と運転方法の改良を行った。
1)バイオマスの前処理システム
製材過程で排出されるバークを収集・粉砕・乾燥し、バイオマスボイラに供給する。他の樹皮に比べて含水率の高いバークを粉砕により均一化し、乾燥処理することで、ボイラ燃焼に支障のないよう適正化する。
2)エネルギー変換システム
バークのエネルギーをバイオマスボイラにより蒸気に変換する。
杉材バークの燃焼により発生した燃焼ガスは、マルチサイクロンで除塵された後、大気に放出される。
3)エネルギー利用システム
ボイラから発生した蒸気は、木材乾燥機、製材工場の暖房、ボイラに投入するバークの乾燥等に有効利用される。
2.試験事業の成果
バイオマス熱利用システムを導入したことで、製材工場における重油使用量の削減とともに、重油燃焼による二酸化炭素排出量の大幅な削減に成功することが出来た。
また、従来廃棄物として有料で処理していたバークをボイラ原料として利用することで、廃棄物処理費の削減という経済効果も得ることが出来た。
1)システムの稼動日数(2008年実績)
前処理設備:平均 8時間/日×約 300日/年 = 約2,400 時間/年
ボイラ設備:平均21時間/日×約330日/年 = 約6,900 時間/年
2)重油使用量の削減
重油削減量 :約111kL/年(木材乾燥機+工場暖房)
重油削減費 =約111kL/年×100円/L = 11,100千円
3)二酸化炭素排出量の削減
CO2排出削減量 :約111kL/年×2.71t-CO2/kL =302t-CO2/年
4)バーク処理コストの削減
バーク利用量 :5,400t/年÷10t(トラック搬送)= 540台/年相当
バーク搬送削減費 =540台/年×18,500円 ≒ 10,000千円/年
4.今後の展開
事業期間の間に様々な改善・改良を行ってきたが、残念ながら全ての課題を解決できた訳ではない。今後も設備や運転方法の改善を行い、杉材バーク有効利用システムとしての完成度を高め、バイオマス利活用促進に貢献したいと考える。
英文要約Title: New Energy Technology Field Test Project. Local Biomass Heat Utilization Field Test Project. Heat Utilization of Bark Chip to Drying Process in Lumber Mill (FY2006-2008) Final Report
Iwate prefecture is one of the greatest production areas of domestic lumber, and approximately 30 % of domestic lumber of Japanese cedar (344 km3) is produced there. Along with the increase in production of cedar lumber, generation of cedar bark has been increased too. However, cedar bark is difficult to be burned due to its high water content, and it is difficult to utilize it by use of existing biomass boiler. Therefore most of cedar bark has been regarded as industrial wastes until this point.
In this project, the field test of biomass heat utilization system which makes possible utilization of cedar bark as heavy oil alternative fuel by use of biomass boiler which has ingenious drying system is conducted.
To supply heat for lumber mill, heavy oil fired boiler is used previously. After introduction of this system, cedar bark has been utilized to produce steam as heat source for lumber mill through biomass boiler. As a result, significant reduction of heavy oil is successfully achieved.
On the other hand, various problems have been occurred during project period.
In order to achieve a stable operation, we have made efforts to improve this system through the solution of those problems.
1. Process Overview
1) Pre-treatment System for Biomass
Bark is collected, grinded, dried and fed to biomass boiler. In this process, bark is homogenized by grinding, and adjusted to boiler combustion by drying process.
2) Energy Conversion System
Energy of bark is converted to steam through biomass boiler.
3) Energy Utilization System
Steam is utilized for lumber drier, heating of lumber mill, and drying process.
2. Achievement of the Project
As a result of introduction of the system, significant reduction of heavy oil consumption in lumber mill and carbon-dioxide emission is successfully achieved. Furthermore, disposal cost of bark is reduced due to its utilization as boiler fuel.
1) Operating Time (Annual result 2008)
Pre-treatment System: Approx. 2,400 hours/year (avg.8h/d x Approx. 300 d/y)
Boiler System: Approx. 6,900 hours/year (avg.21h/d x Approx. 330 d/y)
2) Reduction of Heavy Oil
Reduction of Consumption: Approx. 111kL/year
Reduction of Cost: Approx.JPY 11,100,000/year (Approx. 111kL/y x 100JPY/L)
3) Reduction of Carbon-dioxide Emission
Reduction of CO2 Emission: 302 t-CO2/year (Approx.111kL/y x 2.71 t-CO2/year)
4) Reduction of Bark Disposal Cost
Reduction of Disposal Amount: 5,400ton/year (10 ton truck x 540 units/y)
Reduction of Cost: Approx.JPY 10,000,000/year (540 units/year x JPY 18,500/unit)
3. Future challenge
Despite the efforts for system improvement, there are still some problems remaining.
In order to contribute to promotion of biomass utilization, we will continue efforts to improve facilities and operating method, and establish the model case of cider bark utilization.
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