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バイオマス活用普及モデル 研究プロジェクト (中間報告). 環境保全型農業・バイオマス合同プロジェクトチーム (バイオマス担当) 市浦村 産業建設課 古 川 徹 ( PT サブリーダー) 青森市 農政畜産課 斉 藤 勇 樹 青森県 市町村振興課 佐々木 明夫. 温暖化対策. 目 次. 1 地球温暖化対策におけるバイオマス資源活用 の役割 2 岩手県における木質バイオマス活用事例概要 3 市浦バイオマスタウン構想事例概要 4 木質ペレットの試作・消費実験概要 5 今後の研究課題. 温暖化対策.
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バイオマス活用普及モデル研究プロジェクト(中間報告)バイオマス活用普及モデル研究プロジェクト(中間報告) 環境保全型農業・バイオマス合同プロジェクトチーム (バイオマス担当) 市浦村 産業建設課 古 川 徹 (PTサブリーダー) 青森市農政畜産課 斉 藤勇 樹 青森県 市町村振興課 佐々木 明夫
温暖化対策 目 次 1 地球温暖化対策におけるバイオマス資源活用 の役割 2 岩手県における木質バイオマス活用事例概要 3 市浦バイオマスタウン構想事例概要 4 木質ペレットの試作・消費実験概要 5 今後の研究課題
温暖化対策 南極で2002年ラーセン棚氷で3250K㎡(鳥取県とほぼ同じ)が崩壊。 世界の気温史上最高NASA研究所が見通し 2005年2月12日読売新聞 世界の平均気温は、過去最高が1998年(約15度)、2位2002年、3位2003年、4位2004年。過去30年間、温室効果が主因とみられる温暖化が続いている上、今年はエルニーニョ減少もあり、2002年、2003年の気温を超える見込みで、おそらく1998年も上回る見通し 欧州で2002年夏、数百年に1度の大洪水発生4カ国で40万人以上が避難。2003年夏、熱波で最高40度を記録、仏で死者2万7千人。 アジアでは近年、熱波、干ばつ、洪水、豪雪等が多発。日本でも台風、集中豪雨、豪雪の被害が多発。 地球シミュレータによる最新の地球温暖化予測計算が完了 -温暖化により日本の猛暑と豪雨は増加- 平成16年9月16日 国立大学法人東京大学気候システム研究センター 教授 住 明正 教授 木本 昌秀ほかによる発表 (環境省ホームページより) ※1 (環境省ホームページより) 1-1 温暖化と多発する異常気象
宇宙空間への 熱放出減少 海水面上昇(2100年~88cm) 氷の融解 熱吸収量増加・気温上昇 (2100年~5.8度) 1-2 温暖化と気候変動のメカニズム 冷 海洋の熱循環 台風・豪雨・洪水 海洋等における熱循環の変動・衰退 により気候のバランスが崩れる 熱波・干ばつ 海洋の熱循環 海洋の熱循環 熱 淡水増加により海水の比重が 低下し潜り込む速度が衰える 温室効果ガス濃度産業革命前(19世紀初頭) 280ppm程度 温室効果ガス濃度 現在約370ppm 年間約1.5ppm増加 赤道 中緯度 極
温暖化対策 今後100年以上をかけて地球全体の温室効果ガスの排出量を削減し、吸収量と均衡させるための削減対策とともに、削減しても避けられない温暖化の影響に対する適応策も講じなければならない。 1-3 地球温暖化対策 気候変動枠組条約 (1992年5月国連採択155カ国署名) (究極目標) 気候系に対して危険な人為的干渉を及ぼすことにならない水準において、大気中の温室効果ガスの濃度を安定化させる。 安定化濃度達成のための削減量 ※2 IPCC(気候変動に関する政府間パネル※3)が作成した450ppm~1000ppmのどの安定化濃度に至るシナリオでも、温室効果ガスの大幅な削減(50~80%)が必要となる。例えば、550ppmでは、2030年以降世界の排出量を減少基調にして、現在の排出量より大幅に削減していく必要がある。 (環境省パンフレット STOPTHE 温暖化より)
温暖化対策 世界一の排出国アメリカの不参加等問題を抱えながら、今後1世紀以上にわたる地球規模での温暖化防止対策がようやくスタート 1-4 京都議定書の発効 2005年2月16日 京都議定書 :1997年「地球温暖化防止京都会議」で採択 気候変動枠組条約の付属書Iにリストアップされた先進国や経済移行国が2008年~2012年の間に温室効果ガスの排出量を、1990年レベルより全体で5%以上削減する約束がなされた。これにより日本は6%の削減を約束した。 【 京都メカニズム 】 排出権取引: 先進国が割り当てられた排出量の一部を取引できる仕組み 先進国同士が共同で削除プロジェクトを行った場合に、それで得られた削減量を参加国の間で分け合う仕組み 共同実施 : 先進国が途上国において削減・吸収プロジェクト等を行った場合に、それによって得られた削減量、吸収量を自国の削減量・吸収量としてカウントする仕組み クリーン開発 メカニズム:
温暖化対策 1-5 日本の温暖化対策 地球温暖化対策の推進に関する法律 (1998年公布。2001年施行(2条、3条を除く) ) 国、地方公共団体、事業者、国民が一体となって地球温暖化対策に取組むための枠組みを定めた世界初の温暖化防止法 地球温暖化対策推進大綱(2002 年3 月 地球温暖化対策推進本部決定) 京都議定書における6%削減約束に基づく排出量11 億5500 万t-CO2(基準年排出量12億2900 万t-CO2)を履行するため、現行対策を前提とした2010 年時点での温室効果ガスの総排出量見通し約13 億2000 万t-CO2に加えて、さらに約13%(約1億6500 万t-CO2)相当分の追加的排出削減の達成を図るための具体的裏付けのある対策の全体像を明らかにするもの。当面次の①~⑤(※4)の目標により達成を目指していく。
温暖化対策 1-6 自治体における温暖化対策への取り組み 地球温暖化対策の推進に関する法律第8条第1項に係る実行計画の策定は、平成16年4月1日現在で47都道府県、1091市区町村となっており、市区町村における策定割合は34.9%にとどまっている。東北では、岩手県が36市町村(策定割合62.1% 全国10位)と最も高く、青森県は11市町村(16.4% 34位)となっている。
温暖化対策 これ以上の地球温暖化を防ぎ、次世代に安定した地球環境を引き継ぐために、経済優先から環境優先に方針を転換し、今後1世紀以上にわたり持続的に温室効果ガスの削減に取り組むことが緊急かつ重大な人類の責務である。 温室効果ガス濃度の安定化のためには50%以上の排出削減が求められ、増大する地球人口を維持しつつ持続的な発展を達成するためには、化石エネルギーから新エネルギー中心の再生可能エネルギーへの転換が重要な役割を担っている。 1-7 温暖化対策におけるバイオマス資源活用の役割 バイオマス資源は、生産活動や生活の中で未利用残渣や廃棄物など恒常的に発生する再生可能な資源であり、これを熱、電気、水素等のエネルギーや堆肥その他の素材として活用し、化石エネルギーに依存しない資源循環型の社会システムを構築していくことが、地球にやさしい新たな未来社会を創造していくための重要なひとつの鍵となっている。
+- 廃棄物系バイオマスプラント 未利用系バイオマスプラント 再生可能エネルギー例 風力発電 間伐材 製材残渣等 太陽光発電 家畜糞尿 木質バイオマス暖房・発電 燃料電池 (水素ガス) 水力発電 剪定枝等 エネルギー供給 エネルギー・有機肥料供給 稲わら等 作物残渣 生ごみ 紙、廃材 プラスチック 活性汚泥等
温暖化対策 「木質バイオマスサミット in いわて」宣言(2004年1月) (要旨) 再生可能で環境にやさしい木質バイオマスの利用の重要性を認識し、関連産業の振興を通じて地域の経済の活性化と雇用の拡大を図ることにより、豊かな森を守り育てる循環型の社会づくりに貢献し、価値観を共有する関係機関、団体等と連携し、その意義の社会への浸透に努める。 2 岩手県における木質バイオマス活用事例概要 2-1 行政と民間の協働で目指す環境首都いわての創造 いわて木質バイオマスエネルギー利用拡大プラン(2004年3月) (要旨) みどりのエネルギー利用日本一に向けた行動計画。熱利用、熱電利用、普及・啓発活動の展開を3本柱として、 第1ステージ(2003~06年)において技術的に確立されているペレットストーブ、チップボイラー等の熱利用を中心に利用の拡大を図り、第2ステージ(2007~09年)においてコジェネレーション等の熱電利用の促進も図る。 (プランの目標)
温暖化対策 2-2 いわて型ペレットストーブ、チップボイラーの開発普及(県事例) いわて型ペレットストーブ 共同開発:岩手県工業技術センター、㈱サンポット ・ 燃料:バーク(樹皮)ペレット (木灰の活用可能) ・ 伝統的な南部鉄器技術により窓部等製作 ・ FF方式、着火・消火・温度調整等全自動 ・ 一般用価格は約40万円。平成15年冬から市販し、公共施設等に平成15~16年度で 約500台弱設置見込み。家庭用は県内特別価格で約24万円。平成16年冬から市販。 いわて型チップボイラー 共同開発:岩手県工業技術センター、林業技術センター、 オヤマダエンジニアリング㈱ ・ 高含水率チップ対応の世界最小ボイラー(特許出願中) 推奨含水率100%以下、~130%まで対応可能 ・ 省スペース、灯油バーナー搭載ハイブリット、タッチパネル式簡単操作 ・ 熱出力 30Kw~100Kw(暖房能力1500㎡) ・ 平成17年から市販予定 岩手県「木質バイオマスフォーラム2005」資料より
温暖化対策 1998年の集中豪雨による林地残材流出による下流域の大被害を契機として、適切な森林管理の徹底と化石燃料削減による地球温暖化防止に向けた木質バイオマスに着目した森林エネルギーの町の実現を目指す 2-3 林業日本一をめざす住田町 (市町村事例) 人口7,124人(H16.3.31住基人口)。面積の約9割を森林が占める農林業中心の町 • 町民啓発学習事業 • 工場廃材によるコジェネレーション事業 • 木質ペレット活用事業 • 林地廃材等の原料化事業 • 畜産廃棄物のバイオマス・プラント事業 (1998年集中豪雨による林地残材流出) 2000年「地域エネルギービジョン」 策定 木材加工工場における木質バイオマス <5プロジェクト> 林地からの木質バイオマス <住田町木質エネルギー検討委員会調べ>
2001年以降、世田米保育園へのペレットボイラー導入ほか、公的施設・事業所・個人へのペレットストーブ38台導入2001年以降、世田米保育園へのペレットボイラー導入ほか、公的施設・事業所・個人へのペレットストーブ38台導入 住田町立世田米保育園ペレットボイラー 園舎床暖房熱源利用 ◇出力:250,000kca1/h ◇燃料:木質ペレット ◇設置費用:21,504千円(ボイラー本体約5,000千円) ◇最大燃料使用量:60㎏/h(平均燃料使用量:約26㎏/h) ◇灰の排出量:燃料使用量比約0.5%(ホワイト)~約5.0%(バーク) ◇前年度燃料使用量:29,135kg約771千円(1,002円/㎡) ◇灰の処理:土壌改良材、融雪剤として利用 ◇利点:20年の稼働実績、ボイラー技士資格不要 【園舎の概要】平成14年3月完成 ◇構造:木造平屋建て(在来工法、一部構造用集成材構造) ◇建築面積:769.61㎡ 暖房面積:681.57㎡ 2004年度からは、 町内の木工団地内において木屑焚きボイラーを導入し、全乾燥施設への蒸気供給並びに工場内への熱供給を行うほか、平成17年度には木屑焚きボイラーを利用した発電施設の整備・施設園芸農業への熱供給試験予定。平成18年度にはレクリェーション施設においてペレットボイラーの導入予定。 木材加工団地全景(プレカット・パネル・集成材・ラミナ・ペレット等の製造加工)
木質ペレット製造施設 ◇事業目的:未利用木質資源の有効活用による木材加工場内におけるゼロエミッション化を 図るとともに、林地にある低質材・未利用木質資源を利用し、山元への還元を図る。 ◇事業名:地域材利用促進対策事業(木質バイオマスエネルギー利用促進事業) ◇実施主体:けせんプレカット事業協同組合 ◇導入年度:2003年11月 ◇事業費:81,937千円(補助金 国1/2,県1/10,町3/10) ◇製品ペレット:直径6~8mm 長さ10~20mm程度、 原料:プレーナー屑、短材、小径木、 ◇ペレット生産量:将来は1000t/年を目標2003年度98t生産90t販売 ◇配送エリア:岩手県南部(数量がまとまった場合) ◇販売単価:30円/kg(15kg袋入) (プラス運搬費) 環境と経済の好循環のまちモデル事業(環境省:まほろば事業) ○木工団地をモデルとした事業(計画事業費298,200千円) 2004年~ ・木屑焚きボイラーの導入 蒸気利用4t/h(乾燥施設、暖房) ・自家発電400kw/h※年間約6,500万円相当化石燃料削減 ・余剰熱利用による園芸施設実証試験 ※木質資源地消地産 ○木質燃料燃焼機器の導入 ・ペレットストーブ購入費補助金(事業費9,350千円) 補助率3/4(補助金上限187千円) ※2004年度10台、2005~06年度各20台、計50台 ・町内林業体験交流センターへのペレットボイラーの導入 (計画事業費24,OOO千円)給湯、暖房用熱源:1基 ○普及啓発 森林・林業フォーラム(仮称)の開催(平成17年度)
温暖化対策 3 市浦バイオマスタウン構想事例概要 プレスリリース 平成17年2月10日 東北農政局 (要旨) 「 東北地域のバイオマスタウン構想の公表について 」 平成16年8月27日より募集を行っている「バイオマスタウン構想」についてバイオマス情報ヘッドクォーター(http://www.biomass-hq.jp/)において公表された。構想は引き続き受付けており、質問等は東北農政局企画調整室(電話022-263-1111)まで。 【市浦(しうら)バイオマスタウン構想の概要】 青森県津軽半島に位置し、西は日本海、南を十三湖に面した農林漁業を主産 業とする地域。村内の製材所残材を活用したガス化発電を行い、電気・熱をタ ラソテラピー(海水湯浴)施設で利用するなど「地域エネルギーの地産地消」 を図る。さらには、ガス化の廃熱を利用して炭の生産や「冬の農業」の確立を 目指すほか、炭や高品質有機たい肥の開発・利用と併せ、地域の農産品の全国発信を図る。 ※(タラソテラピーとは)海洋療法と訳され、健康増進や疾病予防の効果がある 東北以外のバイオマスタウン構想の公表地域 北海道留萌市、北海道瀬棚町、福岡県大木町、熊本県白水村 問い合わせ先 東北地域バイオマス利活用推進連絡会議事務局 東北農政局企画調整室 柳田、畠山 電話022-263-1111(内線4059)FAX022-217-2382 mail:kikaku@tohoku.maff.go.jp
温暖化対策 ②ペレット製造工場 ③ペレット保管配送所 4 木質ペレットの試作・消費実験概要 (協力機関) ①木村産業有限会社 ②葛巻林業株式会社(岩手県内) ③市浦村役場 ④し~うらんど海遊館 原料輸送 ペレット輸送 森林 資源収集 オガ粉 ①製材所 ※5 農地 ④家庭、事業所 (ペレット消費) ペレット配送 灰の処分 木灰の活用 廃棄物処分場 ペレット試作 数量 20kg78袋 1,660kg(乾燥重量 1,479.5kg) 経費(税抜) 304,000円 オガ粉 24,000円 ( 8㎥×3000円) 加工代180,000円 ( 施設使用料1日150,000円、報告書作成30,000円) 運賃 100,000円 ( 片道 50,000円×往復 )
温暖化対策 ロータリーキルン ペレットミル (1) 歩留まり①÷②=0.967 成型ロス3.30% (2) 嵩密度:626kg/m3 (3) 粉分:1%以下 (4) 水分:12.2% ①アウトプット重量 (木部) 1,479.5kg ヒバ混合生産量(net)20×78袋※=1660kg ÷1.122(含水比率)※ペレットミルのウォームアップのためのテストラン分約20袋を除外 ②インプット重量(木部)1529.5kg (乾燥重量) ヒバオガ粉の木質重量 1,312kg 、広葉樹バーク木質重量 217.5kg 4-2 ペレットの試作 試作の方法: 今までの知見でヒノキ類は成形条件がかなり狭い範囲にあるため今回の試作は広葉樹バークをつなぎ材として混合成形した。 乾燥工程 原材料:ヒバオガ粉8㎥ (2,080kg) 投入時水分率36.9% つなぎLバーク25% (500kg)混合 水分率56.5% 出口温度43℃ 乾燥後水分率20% 投入口 入口温度 110℃ 一次 貯留ビン 投入機 ダイス厚み38mm 成形速度500kg/h 負荷電流150kw~250kw 定量供給 20kg入×99袋= 1,980kg 攪拌機 二次 貯留ビン 二次 粉砕機 ペレット 成形工程
温暖化対策 4-3 海遊館し~うらんど ペレットストーブ設置状況 ・ ペレット補給 1日朝、昼、夕3回。 バケツで1~1.5杯 約20kg消費 ・ 灰の清掃 1日朝1回、灰トレイの約8分目の量。 バケツに保管し、まとめて処分。 ・ 問題点風の強い日は、煙突から煙が逆流すること があり、安全のため運転を停止することがある。 そのほかは特になし。
設置ペレットストーブの概要 本体価格は約15万円。発熱量は4700~19000kcal/hで暖房面積は木造の場合40畳、コンクリートの場合で62畳まで。 自動点火で燃料18kg(満タン)で約4~16時間連続燃焼可。燃料ペレットは、市販(送料込)で1kg約50~75円程度。概ね1日に1回の燃料の補給と灰の処理が必要。なお、灰は木灰として肥料等に活用するか、廃棄物として処分。
温暖化対策 5 今後の研究課題 地球温暖化対策と地域振興の両立の観点から、本県における各地域の特性に適した多様なバイオマス活用普及モデルを提案することを課題として、次の研究を実施する。 • 地球温暖化対策に関する研究 • バイオマスタウン構想等先進事例の調査(活用技術、制度、温室効果ガスの削減、投資採算性等) • ペレット燃料の試作、消費実験 • 未利用系バイオマス資源の活用による環境保全型農業とバイオマスプラントとの連携モデルの研究 • 廃棄物系バイオマスの活用における法規制の研究 • 水素抽出等関連技術の動向等の調査
安定化状態における世界の温室効果ガス排出量(環境省パンフレット STOPTHE 温暖化より)安定化状態における世界の温室効果ガス排出量(環境省パンフレット STOPTHE 温暖化より) 地球シミュレータによる最新の地球温暖化予測計算が完了-温暖化により日本の猛暑と豪雨は増加- 1971~2000年平均と2071~2100年平均との比較 IPCC将来シナリオ 全地球 日本の夏(6・7・8月) 区 分 2100年CO2濃度 平均の気温 降水量 日平均気温 最高気温 夏の降雨量 B1(環境重視で 国際化が進む)550ppm3.0℃上昇 5.2%増加 3.0℃上昇 3.1℃上昇 17%増加 A1B(経済重視で 国際化が進む)720ppm4.0℃上昇 6.4%増加 4.2℃上昇 4.4℃上昇 19%増加 平成16年9月16日 国立大学法人東京大学気候システム研究センター 教授 住 明正 教授 木本 昌秀 独立行政法人国立環境研究所 主任研究員 江守 正多 主任研究員 野沢 徹 独立行政法人海洋研究開発機構 地球環境フロンティア研究センター グループリーダー 江守 正多(兼任) 環境省ホームページより ※1 ※2
※3 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change:気候変動に関する政府間パネル)は、人為的な気候変動のリスクに関する最新の科学的・技術的・社会経済的な知見をとりまとめて評価し、各国政府にアドバイスとカウンセルを提供することを目的とした政府間機構 ※4 次ページ参照 ※5 市浦村内製材所におけるバイオマス賦存量 (単位:t/年)
※4 地球温暖化対策推進大綱における温室効果ガスその他区分ごとの対策(例)※4 地球温暖化対策推進大綱における温室効果ガスその他区分ごとの対策(例) ①エネルギー起源二酸化炭素(±0.0%)※1990 年度と同水準に抑制することを目標 産業部門 約462 百万t-CO2(▲7%) 民生部門 約260 百万t-CO2(▲2%) 運輸部門 約250 百万t-CO2(+17%) (注)( )内は、1990 年度の各部門別の排出量からの削減割合。 ※部門毎の排出削減目標量については、様々な条件や前提の下に達成することができると試算される目安として設定するもの。 ※対策の評価は、エネルギー需給構造全体の観点に立って一定の幅をもって行うべきもの。 ※事業者等による京都メカニズムの活用も認められており、自らの削減をより費用効果的に達成するために活用されることが期待。
③革新的技術開発及び国民各界 各層の更なる地球温暖化防止 活動の推進(▲2.0%) ※2.0%分の削減を達成することを目標 ⑤吸収量の確保(▲3.9%)※COP7 で合意された▲3.9%程度の吸収量の確保を目標 植栽、下刈、間伐等の健全な森林の整備、木材・木質バイオマス利用の促進、都市緑化等の推進 ②非エネルギー起源二酸化炭素、メタン、 一酸化二窒素(▲0.5%)※0.5%分の削減を達成することを目標 ④代替フロン等3ガス(HFC、PFC、SF6)(+2.0%) ※自然体でプラス5%をプラス2%程度の影響に止めることを目標 産業界の行動計画のフォローアップ、新規代替物質の開発、低コストかつコンパクトなフロン再利用・分解技術の開発、家電リサイクル法、フロン回収破壊法の適切な運用
参考文献 • 地球温暖化対策の推進に関する法律及び地球温暖化対策推進大綱 • 環境省ホームページ(http://www.env.go.jp/) パンフレット「STOP THE 温暖化 」 (2004年) • 日経サイエンス2005年2月号掲載記事 R.B.アレー(ペンシルベニア州立大学教授)論文「温暖化が氷河期を招く 海洋大循環がとまるとき」 • 全国地球温暖化防止活動推進センターホームページ http://www.jccca.org/ • 読売新聞記事2005年2月12日 「世界の気温史上最高か NASA研究所が見通し」 • 岩手県「木質バイオマスフォーラム2005」配布資料 • 市浦バイオマスタウン構想 • 株式会社サンポットいわて型ペレットストーブカタログ • 株式会社山本製作所ホームページ