目指せ!100万kW  農業力でつくる"再生可能エネルギー"

メタン発酵発電施設

発電ができる乾式メタン発酵堆肥化システム!

BEKON堆肥化施設カタログ V2
※上の写真は、BEKON社の乾式メタン発酵発電施設です。
※(株)サナースが国内総代理店として販売開始以来、堆肥舎を運営している酪農・畜産農家や有機原料の堆肥化施設から脚光を浴びています。
アイコン''BEKON乾式メタン発酵発電システム
詳細については、コチラまでお問い合わせください。

以下は姉妹サイト【バイオガスNET】からの転載です。
メタン発酵発電施設」についてより詳しく説明しています。

  • メタン発酵発電施設は「再生可能エネルギーの優等生」
    ・木質等バイオマス発電施設と並び、再生可能エネルギー施設の中でも天候等に左右されずに、24時間・通年稼働で電力を生産します。
    ・全国津々浦々に遍在する食品廃棄物や未利用有機物資源を再生可能エネルギーに変換します。
    ・エネルギー変換プロセスで、高品質の有機肥料や液肥(消化液)を生産します。
    ・木質等バイオマスガス化施設と並び、電力の生産だけに止まらず、間近に迫っている水素社会に必須の水素を創り出します。
     ※メタン⇒水素の変換装置や地域インフラの整備・普及が前提。
     ※FCV燃料電池車の市場への投入が現実となった現在、まず大都市圏から展開されていく水素ステーションを地域興しに活用することも決して夢ではありません。
  • バイオガスNETは、メタン発酵発電施設の早期普及を目指します。
    ・「脱原発」を叫んでいるだけでは原発はなくなりません。
    バイオガスNETは、メタン発酵ガス化施設の早期普及を通して「脱原発社会」の実現に道筋を付けようと考えています。
    ・メタン発酵施設の設置が8000基ともいわれるヨーロッパをはじめとする先進地にできて、日本にできないはずがない!
     ※国内では小規模施設が約600件ほど。FIT設備認定件数に至っては、2014年4月現在で、
      計61件(うち運転開始27件)、発電出力14,257kW(うち運転開始3,378kW)
  • バイオガスNETは、「地産地消エネルギー社会」の実現を目指します。
    バイオガスNETは、地域の実情に即したエネルギー原料を探し出します。
    ・畜産酪農業(家畜排せつ物、廃乳…)
    ・農業(廃棄野菜、廃棄果物…)
    ・食品工場(有機汚泥、廃油(動植物性)、動植物性残さ…)
    ・一般廃棄物(生ごみ、厨芥残さ…)
  • バイオガスNETは、地域に「新たな仕事のカタチ」を創り出します。
    ・畜産酪農業(糞尿処理等に係る労力とコストの軽減)
    ・農業(有機肥料/液肥の農地還元、有機農作物栽培…)
    ・農業への排熱供給(ビニールハウス、野菜工場等)
     ※バイオガスエンジン=CHP(熱電併給機)のあり余る排熱利用
    ・CO2排出権取引
    ・水素ステーションの展開(地域振興)
  • バイオガスNETは、地域の知恵と力で原発に依存しない社会を目指します。
    ・原発1基の標準的な発電出力=100万kW(=1,000,000kW)
    ・2000kWのメタン発酵ガス化発電施設なら500基、1500kWなら667基の施設で、原発1基分の電力を産み出すことができるのです。
     ※この数字を「多い」と感じるのも、「いや、決してできない数字ではない」と考えるのもあなた次第。
     ※全国の市町村数(平成26年4月5日現在);市(790)、町(745)、村(183)、合計1718。
      全国のいずれか1/3の地域(市町村)に設置されれば達成できる数字です。
    ・意識ある人は、行政・民間を問わず、既に計画を実行に移しています。
     くれぐれも、気づいた時に「取り残された!」ということのないように…。
  • 目指せ! 100万kW 地域でつくる"再生可能エネルギー"

メタン発酵発電施設の「仕組み」】

  • メタン発酵は、家畜糞尿、食品廃棄物、下水汚泥など水分が高くリグニンをほとんど含まない有機物を、メタン生成菌等の生物の作用で発酵処理するものであり、処理の過程で発生するメタンを主成分とするバイオガスを利用して、電気エネルギーや熱エネルギーを創出します。
  • 創出した電力は国が制度化しているFIT固定価格買取制度制度を活用することで、電力会社に売電することが可能であり、熱エネルギーは、発酵槽を一定温度に維持する熱源として、さらには後述する消化液の水分を除去し堆肥を製造するために利用されます。
  • また、可燃ごみとして焼却処理されていた生ごみ等の有機性廃棄物もメタン発酵原料とすることが可能です。従来型の焼却する際の焼却廃熱を回収して蒸気ボイラー・タービンで発電するより、メタン発酵させたバイオガスをガスエンジンに供給して発電する方が高効率であることから、メタン発酵ガス化発電は、生ごみ処理システムとしてもその普及が期待されています。

    メタン発酵発電施設システムフロー】
  • 原料の投入からメタン発酵、発電、消化液の処理等を含む一連のプロセスの流れは以下のとおりです。
  • (1) 原料受入・計量・一時貯留
    入場の際の積載重量と出場の際の空車重量をトラックスケールで計量し、これらの重量差から受け入れ量を把握します。
    原料はその性状によって3通りの方法で一時貯留される。家畜糞尿、食品汚泥等のスラリー系の原料はポンプ等でスラリー槽へ送る。食品廃棄物等の固形原料の内、コンビニ残渣等は受け入れピットからスクリューコンベアで選別機(セパレーション・ハンマーミル・システム)に運ばれる。この選別機で無機質材料(例、梱包材、骨など)が有機物材料から分離されるとともに、有機物材料は表面積を増やしメタン発酵を効率的に行うためにスラリー状に細かく粉砕される。選別された有機物はスラリー槽にポンプで送られる。おからや茶葉等の固形原料は、建屋内のストックヤードに仮置きした後、順次ホッパーに投入し、受け入れ槽内で一時貯留する。
  • (2) 発酵
    スラリー槽、受け入れ槽から順次投入された原料は、一次発酵槽と二次発酵槽の2つのタンク内で約30日間かけて発酵し、メタンガスとなる。原料により含水率や発酵速度に違いがあるため、ポンプステーションを介してこの2つのタンク間で原料を移送し、含水率の均質化とメタンガス発生量を調整する。発酵槽内の温度は常時約40℃に維持され、原料中有機分の約90%が発酵してメタンガスと二酸化炭素を主成分とするバイオガスとなる。
  • 二次発酵槽の上部は膜構造式の屋根となっており、原料の液面と膜屋根の間の空間に、発生したバイオガスの一定量を貯留する。
  • 発生したバイオガスには微量の硫化水素が含まれ、これはCHP等の内燃機関に悪影響をもたらすことから、発酵槽内に微量の空気を送り込み、硫黄細菌の作用で硫化水素を硫黄酸化物として析出させることで除去する。析出した硫黄酸化物は消化液とともに外部に排出する。
  • (3) 発電
    バイオガスはさらにガス中の水分除去などの精製を経た後にCHP(熱電併給機)に送られ、電力に転換される。CHPのエンジンを冷却する際に生じる温水や廃熱は発酵槽の温度維持用の熱源として、さらに以下で述べる堆肥の乾燥用の熱源として利用する。
  • 発酵槽上部のガスホルダーとCHPを結ぶガス供給ラインを分岐させ、ガスフレアーに接続する。ガスフレアーでは、緊急時にバイオガスを燃焼処理する。
  • (4) 消化液固液分離
    発酵を終えた原料の残渣である消化液を取り出し、スクリュープレス機で水分と固形分に分離する。
  • (5) 堆肥製造/乾燥工程
    分離された固形分を、CHPの廃熱を用いて乾燥させる。この過程で、固液分離後の含水率約80%を所要の含水率に減少させる。製造された堆肥は袋詰めされ、農家等に販売される。
  • (6) 排水処理
    固液分離された液体分は、河川放流に適する水質まで浄化処理する。浄化処理は、SS(浮遊固形物)を除去する工程と、SSを取り除いた液をさらに膜でろ過する工程に分かれる。ろ過された液体は、必要に応じて薬品を添加してさらに水質を改善し、放流基準を満たした段階で河川に放流される。

【メタン発酵ガス化施設は、事業収支面でも群を抜く優等生!】

  • バイオマス発電による買取価格と期間
    区分メタン発酵a.間伐材2MW未満b.間伐材2MW以上c.一般木質d.建設廃材e.一般廃棄物
    調達価格39円+税40円+税32円+税24円+税13円+税17円+税
    調達期間20年間20年間20年間20年間20年間20年間
    ※a.~e.=木質又はその他バイオマスの燃焼又はガス化燃焼によるもの。
  • 「メタン発酵発電」の買取価格は、地熱発電(15,000kW未満)の40円(税別)に次いで、39円(税別)となっており、1,000kW級のメタン発酵ガス化発電施設の年間※売電料金は、単純計算で約3.2億円ほどが見込まれる。
    ※8,000時間(=24時間/日×334日)で試算。
  • メタン発酵発電施設は、ほとんどのケースが「廃棄物処理施設」であることから、売電料金のほかに「廃棄物処理料金」が売上※計上できます。
    ※メタン発酵の原料となる「バイオマス系廃棄物」は、飼料化や堆肥化の原料となる以外は、やむなく「焼却」に廻されるのが現状。
    ※高含水廃棄物であることが多く、処理料金は比較的高い設定が望める。
    【計算例】
    ・8,000円/t×100t/日=800千円/日
    ・800千円/日×300日としても、240,000千円/年間
    ・売電収入と併せれば、年間で5.6億円もの売上が見込まれるのです。
  • イニシャルコストは、100t/日投入、1000kW/時間・発電のプラント規模で、土地代、造成費用、プラント設備…等で、ざっと20数億円~30億円程度で建設可能。
  • ランニングコストにしても、人件費は大体のメタン発酵プラントの場合でも、原料投入以外ほぼ自動運転となっていて、排水処理費用さえしっかり抑えておけば、大幅なコスト変動要因は考えられない。
  • 中長期的にも、主要機器(特にガスエンジン)の更新費用を過不足なく引き当てておけば、収支及び資金計画の狂いは、さほど認められない。
  • 考えられる一番のリスク要因は、「廃棄物の確保」に尽きるが、これも「行き場に困っている廃棄物」が主であるため、長期間の安定確保が充分に見込めることになります。
  • 現在の買取価格※と期間等については、こちらをご覧ください。
    系統接続=電力受給契約→FIT事業計画認定申請。
    【注1】発電場所を管轄する電力会社の送電網との接続契約。
    【注2】経済産業大臣による事業認定。
  • メタン発酵発電施設の建設に向けて
    計画策定(用地選定、原料確保、施設規模、メーカー選定等々)にはじまり、長期・短期のスケジューリングが必要となります。
  • 期間的には規模によって異なりますが、概ね10ヶ月から1~2年間は見ておく必要があります。
    一般的な建設計画と併行して、廃棄物処理施設としての許認可~系統接続~FIT事業認定等々をこなしていく必要。
  • ハードルは、数ある再生エネ施設の中でも最も高いものの一つに数えられますが、それだけに得られる果実は大きいものがあります【前項の「事業収支」ご参照】。
  • 計画&建設NETは、バイオガス施設を、企画~設計~機材調達~建設~電設工事~資金調達の各局面でサポートする全国の事業会社を掲載。
  • あなたの良きパートナー捜しをお手伝いします。

メタン発酵発電施設【許認可関連概要】

 メタン発酵発電施設の適正かつ着実な計画推進のために、以下に示す「基本事項」を整理します。煩雑な諸手続きも、早めに専門家に相談し実態を把握したうえで適正な対処をすることにより最短のコースを辿ることができます。
※法令に関することについては、必ず専門家や所轄行政にご確認ください。

【1.事業計画地について】

  • (1)計画地
  • (2)計画地の関係法令
    ① 都市計画区域外
     都市計画の区域外のため、都市計画区域内に比べ各種の規制等がないか又は緩和される。
     交通の便やその他の利便性を満たせば「用地選定」としては有利な点が多い。
    ② 市街化調整区域の場合
     都市計画法で「…市街化を抑制すべき区域とする。」と定義されていて、この区域では開発行為は原則として行われず、都市施設の整備も原則として行われない。
     ただし、一定規模までの農林水産業施設等についての整備等は可能の場合もある。
     ⇒ 所轄地の行政にご確認ください。
    ③ 用途地域
     「工業専用地域」については、多くの自治体で廃棄物処理施設設置に係る誘導または推奨策があるが、その他の用途地域では、処理施設として不向きか又は設置不可の場合がある。
     ⇒ 所轄地の行政にご確認ください。
     都市計画区域内で整備された地区であり、一般的に土地コストも高い。
  • (3)計画地の選定
     メタン発酵ガス化発電施設を計画する場合、その投入原料(廃棄物系バイオマス)を考えると、特に有利な立地的条件や既得条件等がある場合を除いては、上記の区分のうち、「都市計画区域外」や「市街化調整区域」又は(除外申請を前提にして)「農用地区域」などが適当と思われます。
     ⇒ あくまでも一般的な「参考意見」であり、それぞれの立地条件や諸事情を基に総合的にご判断ください。
    (4)敷地に係る主な手続き
    ① 農用地区域除外申請(農業振興地域整備法、農振法第13条第2項関 係)
     ※各所轄機関とも、一般的に「年2回」程度しか申請を受け付けていないので注意。
    ② 農地転用許可申請(農地法、農地法第4条、第5条関係)
    ③ 開発行為(都市計画法第29条関係、または開発規模によっては市町 村等の指導要綱)

【2.投入原料(廃棄物系バイオマス)について】

  • (1)対象廃棄物〔ご計画〕
    メタン発酵発電施設の投入原料となる廃棄物を整理してみます。
    【一般廃棄物】
    □ 生ごみ(一般家庭から排出されるもの=基本的には市町村事務です。)
    □ 厨芥ゴミ(ホテル旅館、給食センター等から排出=事業系一般廃棄物)
    □ 店舗(スーパー、コンビニ)等からの食品残さ(=事業系一般廃棄物)
    □ 農業からの廃棄農産物(=事業系一般廃棄物)
    □ ゴルフ場などの刈り草(自家処理した場合=事業系一般廃棄物)
    ※事業活動に伴って発生した廃棄物であっても、法令で定められた20品目に該当しないものは、
    産業廃棄物ではなく一般廃棄物に分類されます。
    ※産業廃棄物になる20品目のうち、「廃プラスチック」や「金属くず」など12品目については、業種限定がなく、どのような業種の事業所で発生しても「産業廃棄物」になりますが、「木くず」や「動植物性残さ」など7品目については、特定の産業に分類される業種の排出場所で発生した場合にだけ産業廃棄物になります。
    ※農業は、「木くず」や「動植物性残さ」などの限定業種には含まれていませんので、農業に伴って発生する廃棄物のうち、ビニールシートなど業種限定のない品目に該当するものは産業廃棄物になりますが、「収穫後の不要な苗木、芽かき葉かきによって生じる植物の一部、商品にならない農産物」といったものは、一般廃棄物です。
    【産業廃棄物】
    □ 汚泥(食品工場排水処理施設、下水処理場・農業集落排水汚泥)
    □ 廃酸・廃アルカリ(「汚泥」「動植物性残さ」にも該当しない有機性廃棄物)
    □ 動植物性残さ(食品工場からの食品残さ)
    □ 動物系固形不要物(と畜場、食鳥処理場等からの不要物)
    □ 動物の糞尿(畜産農業からの動物の糞尿)
    □ 動物の死体(畜産農業から排出される動物の死体)
  • (2)一般廃棄物処理施設
    〔廃棄物処理法第8条第1項:政令第5条第1項〕
    メタン発酵発電施設または堆肥化施設
    (厨芥ゴミ、食品残さ等:定格処理能力5t超/日)
  • (3)産業廃棄物を処理する施設
    メタン発酵発電施設または堆肥化施設
    (汚泥、動植物性残さ、動物の糞尿など:5t超/日だとしても)
    【産業廃棄物だけを取り扱う場合、設置許可対象外※。】
    ※設置許可を要する産業廃棄物処理施設(=政令第7条各号に定める処理施設)のいずれにも該当しないため、設置許可としては不要。
    ※ただし、産業廃棄物処理業の用に供する施設として使用する場合には「産業廃棄物処分業の新規許可または事業範囲の変更許可」が必要となります。
  • (4)投入原料(バイオマス)の有価買取について
    今回の事業に限らず、廃棄物処理法の対象となることを回避するため「ガス化原料として有価でバイオマスを買い取るのだから、若しくは無料で引き受けるのだから、廃棄物処理法の適用は受けない…」との持論を展開して突っ走ってしまう向きを時おり見かけますが、メタン発酵ガス化発電施設が対象とする廃棄物系バイオマスに限って※はその考えは諦め、適正な諸手続きを経たうえで一刻も早くFIT(電力固定価格買取制度)に繋げることをお勧めします。
    ※木質バイオマスの受入において、未利用バイオマス等の伐採・搬出作業等から「有料」料金が発生するのとは訳が違うため、実際の運用面で「有価物」として取引して行くのは難しいといえます。

【3.廃棄物処理法関係の手続き】

  • (1)事前協議(「○○県廃棄物処理施設の設置等に関する事前協議」などの指導要綱等)
  • (2)廃棄物処理法の諸手続き
    ① 一般廃棄物処理施設〔廃棄物処理法第8条第1項:政令第5条第1項〕設置許可申請
    メタン発酵発電施設または堆肥化施設(厨芥ゴミ、食品残さ等:5t超/日)
    ※設置許可申請には「生活環境影響調査書」添付
    ② 産業廃棄物を処理する施設
    【産業廃棄物だけを取り扱う場合、設置許可対象外※。】
  • (3)処分業許可申請
    ① 一般廃棄物処分業〔当該市町村から取得〕
    メタン発酵発電または堆肥化(厨芥ゴミ、食品残さ)等
    ②産業廃棄物処分業〔○○都道府県または政令市から取得〕
    メタン発酵発電または堆肥化(汚泥、動植物性残さ、畜産糞尿、…)等
  • (4)自家処理の場合
    自らの事業において発生した廃棄物※を処理する場合については、「自家処理」であるため、その範囲であれば「産業廃棄物処分業」の許可は不要です。
    ※自家農場の家畜排せつ物等。
    ただし、その自家施設からの発生バイオマスの量や質(メタン発酵ガス化発電効率)が施設規模に応じて十分なものであるか否かの検討が必要となります。不足分を他者からの廃棄物に依存しようとする場合には、即「処分業」の許可が必要となります。

【4.〔施設設置に係る〕建築基準法関係】

  • (1)一般廃棄物処理施設
    〔廃棄物処理法第8条第1項:政令第5条第1項〕【建築基準法第51条】
    メタン発酵発電施設または堆肥化施設(厨芥ゴミ、食品残さ等:5t超/日)
    建築基準法第51条に係る許可対象※施設
    ※建築基準法第施行令130条の2の2「位置の制限を受ける処理施設設」に該当するため。
    施設所在地が都市計画区域「内」で、上記の条件に当てはまる場合に必要。
    【注】都市計画区域「外」なら、不要。
  • (2)産業廃棄物を処理する施設
    【産業廃棄物だけを取り扱う場合、対象外※。】
    ※建築基準法第施行令130条の2の2「位置の制限を受ける処理施設設」のいずれにも該当しないため、建築基準法第51条ただし書許可は不要。

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