Joe.H のバイオマス・ECO活動

最新バイオマス・ガス化/オイル発電等再生可能エネルギ‐設備・最新技術情報の紹介と実践報告です!

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 今回は分散・地域密着・小型コンテナ搭載版のメタン発酵、バイオガス・プラント装置の紹介です。

家畜の糞尿や食品廃棄物を使って発酵槽でメタンガスを発生させ、ガスエンジンで発電し、更に売電(FIT)を行うと同時に、排熱(湯)の熱利用も図ると言うバイオガス・プラントは、海外は元より、国内にも幾つかの事例があります。

但し、問題はその高額な設備価格です。
巷では、1KW当たり200万円(?)とも、250万円(?),或いはそれ以上とも言われています。
余りにも投資額が巨大化し、補助金など、他人の財布を期待しないと実現は無理の様です。

費用の多くはメタン発酵槽の巨大化による建設費高が要因です。
資金問題ばかりでなく、事実、これだけの大量の廃棄物を集めることも大変です。
集荷の物流費、CO2増も問題となります。

下記の写真がその中大型発酵槽の写真例です。

イメージ 1イメージ 2

 しかし、最近の傾向として、小形版が米国やEUで人気で、その装置メーカーも設置例も多く見受けられます。

下記は、バイオ関連の最新情報の記事です。
分散型(Decentralized)の小型、コンテナー・タイプのメタン発酵(Anaerobic Digestion) 設備の登場です

牛なら60頭程度から開始できて、この装置の発電規模も10〜100KW程度の様です。

発電能力を50KW未満に抑えれば、低圧(50KW未満)で、FIT売電(39円/KWh+消費税)も可能です。加えて、原料費はタダです!!

下記はコンテナー型メタン発酵(英文)の記事ですが、興味があれば、添付文を直接ご覧ください。
以下はその内容のサワリです。
 従来、メタン発酵槽は500〜1000KW程度の大規模で、設備投資大であるばかりでなく、原料廃棄物の集荷に要する運送費用、燃料消費によるCO2発生増も問題となる。一方、最近は、小型コンティナ―搭載型のメタン発酵槽(Anaerobic Digestion System) の登場により、廃棄物発生元で、処理可能となってきている。この結果、小中規模でも、10〜100KW程度のメタン発酵発電が可能となっている。例えば、食品残渣500Kg/日あれば、10KWの発電が可能です。乳牛なら50頭飼育していれば、食品残差3トン/日)と等価の発電(60KW)が可能であろう。これらの施設の小電力なら、敢えて系統接続・売電(FIT)用に回さなくとも、充分自家消費できる電力量でもある。売電も可能だが、その接続費用も、申請・許可の時間も掛かる。一般に、これらの小型装置は3〜7年で投資金額の回収が出来る


下記はそのメーカー(BIOFERM Energy社)の1例です。

次はこの小型、コンテナ-格納型のメタン発酵装置の外形写真の例を下記に添付します。
イメージ 3


イメージ 4

外観は単なるコンテナですが、その中はどうなっているのでしょうか??
下記が実例です。2社の例です。

イメージ 5
イメージ 6

イメージ 7

 コンテナ内に発酵タンクはもとより、ガスタンク、エンジン発電機まで全て揃っています

従って、通常必要なタンク土木工事などの現地工事は殆ど不要です。殆ど据え付けるだけで、即稼働です。必要なら設備移動も、比較的間単にできそうです。

この程度なら、乳牛農家や畜産農家の水分の多い廃棄物用なら、それぞれ単独で納入可能な規模です。
環境面から、運送費からも糞尿を遠方の処理施設まで運ぶ必要もありません。

設備価格も、少なくとも小規模でもあり、投資絶対額はそう高価ではないと思われます。但し、同じ発電規模なら、バイオマス・ガス化発電の少なくとも2倍以上する様です。
今後、各乳牛、畜産農家が、各自でメタン発酵槽を所有する時代が来るかもしれません!!

勿論、畜産農家ばかりではありません。中小の食品メーカー、大学、企業の食堂、コンビニ等、凡そ食品廃棄物等が出る施設、場所なら、廃棄物を何の移動もせず、その場でメタン発酵が、そして廃棄物処理が簡単にできます。

 以上紹介したものは、攪拌式発酵槽によるメタン発酵法であり、通常、湿式Wet-Process)と呼ばれている方式です。このタイプは固形分が10〜15%以下の有機性・廃棄物に用いられています。水分が多く、固形物が少なくなければ攪拌ができません。
 逆に、固形物が20〜30%以上であれば、比較的新しい方式である乾式(Dry-Process、下記写真)が多く採用されています。コンテナー内は単なるスペースで、湿式(Wet)方式の様な攪拌式槽類はありません。
 規模に応じ発酵槽(乾式:Dry-Digester)であるコンテナー数を増加させれば、順次処理能力増が可能です(通常、最低3〜)。また、攪拌操作動力(電力)も不要です。水分が少なく、固形物の多い(High-Solids)畜産・廃棄物用(糞、敷き藁)メタン発酵法として注目されています。乾式法はコンパクト化も可能なこと等から、特に海外では最近多く利用されています。但し、湿式法に比べ、歴史も浅く、いろいろ微妙な操作Know-Howも必要な様で、まだ国内での導入例は、特にコンテナー型小規模機は少ない様です。

下記の例は、固形物の多い馬糞のHigh-Solid タイプの小型装置例(EU製)です。
必要な能力により、コンテナー数を増やすことで対応できます。

イメージ 9


イメージ 10

下記も同じようなコンテナー例ですが、こちらは米国製です。


イメージ 8

勿論、馬糞、牛糞以外の食品廃棄物も、固形物が多ければ(High Solid/Dry-Type)、他の原料でも対応できます。通常の湿式(Wet-Type)の様に、消火液は(殆ど)でません。

。。。という事で、今回は、分散型、小型、そしてコンテナ搭載のメタン発酵プラントの紹介でした。今後、わが国でも普及するかもしれません。

 以上、紹介したものは、コンテナー仕様であり、バッチ式ですが、本格的な乾式連続式メタン発酵設備もあります。下記は1例です。いわば、旧式・非効率なタンク式・コンテナー式バッチ法に対し、こちらは本格的な化学装置のメタン発酵反応装置(Reactor)です。高効率である為、装置もコンパクト化も可能です。


イメージ 11

上記のメタン発酵反応器の内部とその前工程の附帯設備図です。
イメージ 12


 尚、特に原料水分が少ない(固形分の多い)原料であれば、既に紹介済の高性能、完全自動化のバイオマス・ガス化発電機(LiPRO/HKW50)なら、分散型、地域密着型の本格的な小型機(50KW)、他のガス化発電装置も使用可能!!と思われます。価格/性能比も大型機と大差ない価格で、多少の原材料が在れば(1.1〜1.2㌧/日)、何方でも、何処でも簡単に実現できます。

要は、原料状態(水分)、他の状況に応じて、ガス化が有利な場合も、或いはメタン発酵が有利な場合もあり得ます。
特に、売電(FIT)の場合で、水分の少ない木質チップなら、当然ガス化が有利です。一方、特に水分の多い農業・畜産、食品・産業廃棄物等であれば、メタン発酵が有利となり得ます。何方を選択するかの判断は重要です。

何か、お問い合わせがあれば、下記のメール先まで。。。

では、また。。。。
Joe.H

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メールならhirai476@yahoo.co.jp 、H.P.経由ならhttp://www.biofuels-llc.com/ の『お問い合わせフォームよりお願いします。 
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以上

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2017/2/27(月) 午後 9:18 [ Joe.H ] 返信する

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