産廃源流ＪＷ 2005･4 連載産廃源流東京工業大学総合理工学研究科環境理工学創造専攻教授吉川邦夫廃棄物サーマルリサイクルの将来－真の循環型社会をめざして－昨年 11 月 24 日に千葉幕張の日本コンベンションセンターで「産業廃棄物処理の今後の展望」をテーマにセミナーを開催し、講師に橋詰博樹環境省産業廃棄物課適正処理・不法投棄対策室長と吉川邦夫東京工業大学教授を迎えました。前回は橋詰室長の講演内容を掲載しましたが、今回は吉川教授の講演とその後の質疑応答を紹介します。がら研究開発を行っています。今日は研究開発１．廃棄物エネルギーの有効利用を廃棄物処理と言いますと暗いイメージ、お金の成果の一端、それから周辺技術を紹介させてがかかってしようがないというイメージがありいただきながら産業廃棄物問題をどうやって解ます。今日は夢のある話をしたいと考えていま決したら良いかを皆さんと一緒に考えたいと思す。廃棄物からどうやってお金を儲けるかですっています。が、本当の循環型社会が進むためには廃棄物処今日の焦点はサーマルリサイクル、つまりエ理でお金が回っていかないといけません。税金ネルギーとしての利用ということです。エネルを一方的に投入する、排出事業者が一方的におギー利用は、３Ｒ（Reduce, Reuse, Recycle）の次で、金を負担するのでは長続きしません。そういう埋立の一つ前の第4番目のプライオリティにな意味で廃棄物をエネルギー利用するという過程っていますが、そうではないのではないか、との中でいかに産業化していくかを、日々考えないうのが今日の話のベースです。つまり、物質－ 8 －ＪＷ 2005･4 産廃源流としてリサイクルするものはマテリアルリサイ廃棄物全体の半分はリサイクルされ、4割は燃クルするが、エネルギーとして有効利用するべやされ、1割が埋め立てられています。産業廃棄きものは適正にエネルギーとして使うべきでは物4億tのうち1割と言いますと4,000万tで一般ないかということです。これは実は大量焼却、廃棄物は5,000万tですから、それに相当するも大量埋立とは全く逆の方向です。産業廃棄物はのが毎年、埋め立てられているのが現状で、不一般廃棄物に比べて何が良いかといいますと、法投棄と合わせて毎年大量に埋まっていくごみ発生元に行けば行くほど性状、数量がはっきりをどうするのかという大きな問題を抱えています。しているということです。これを一回ごみとし廃棄物の性状によって利用のされ方が違うとて集めてしまうと訳が分からなくなってしまいいう現実があります。金属、土石などの燃えなます。したがって産業廃棄物は、なるべく発生いごみと言われているもののリサイクルは進ん元に遡って処理すべきであるというのが私の考でいますが、生ごみのようなバイオマス系、廃え方です。それから産業廃棄物の処理責任は排プラのような化石燃料系、いわゆる燃えるごみ出事業者が負っていますから、排出事業者が自は半分以上が焼却処理されています。そうする分の責任でエネルギーとして有効利用していく、と、産業廃棄物処理の場合の大きなポイントはこのようなプロセスが循環型社会をつくる上で廃棄物の性状に合わせた最適なリサイクルをす大きなポイントになると考えています。べきだということです。金属、土石などは物質日本全体の物質収支を見てみます。年間大体8 として当然リサイクルすべきですが、燃えるも億tの物が入ってきます。輸出は1億tですので年のを無理やり物質としてリサイクルするよりも間、7億tのものがネットで入ってきているのが適正にエネルギー源として活用していくことが現状です。アメリカは日本の20倍の国土を持っ大事ではないかと考えています。木くずや廃プラは燃えるものと言われますが、ていますが3億t入ってきて3億t出ておりますので物質的にバランスが取れています。日本はア産業廃棄物の中でもっとも多いのは汚泥で約半ンバランスであること、圧倒的に輸入超過であ分、それから動物のふん尿が多くなっています。ることが廃棄物問題の大きな背景にあると考えつまり水ばかりの中に1、2割の可燃分が入ってています。一般廃棄物0.5億t、産業廃棄物4億t いるものが圧倒的な量を占めています。例えばで半分弱はリサイクルされています。廃棄物と廃プラや木くずなどは絶対量としては500万tとして焼却処理、埋立処分されているものは2.4 大きな量ですが、全体から見ますと割合は少な億tとなっています。両方あわせますと2億tが焼くなっています。したがって産業廃棄物をとく却されているのが現状です。にエネルギー源として利用する場合は廃プラや日本でのエネルギー消費は約4億tです。量的木くずのようにドライなものは利用しやすくなには日本全体で使っているエネルギーの半分のっていますが、ウエットな水気の多いものをどものを単に燃やしています。日本の場合には減うするのかを私は考えています。その辺の技術量化というのが廃棄物処理の大きな原則で、燃的な解決策を後ほど、ご提示したいと考えています。やすのがてっとり早く、単に燃やしているのがさきほど日本全体のエネルギーの半分に相当現状です。ところがそれが持っているエネルギするものを燃やしていると申し上げました。エーは相当なものがあることを予感させるわけです。ネルギーの値としてはどれ位になるのかを環境－ 9 －産廃源流ＪＷ 2005･4 省のデータで見ますと、一般廃棄物5,000万tだ２．小型分散処理へけでわが国の13.4日分の原油供給量に相当しま冒頭、発生源に遡って処理しようと申し上げす。これの数倍の産業廃棄物を燃やしているこましたが、これは基本的には小規模な分散処理とを考えますと、日本全体で燃やしている廃棄の形になります。とくに産業廃棄物の場合には物のエネルギー量は日本が使っているエネルギ大規模な処理施設を造ろうとすると住民の合意、ーの1割、1ヶ月分位に相当するものになってい資金負担など相当な壁があります。民間事業でると考えられます。これを適正に使う産業が起ありますので公的なお金は出しづらいこともあこったら、どれだけ大きなインパクトを与えるるかと思います。今まで産業廃棄物をエネルギかは容易に想像できると思います。ー源として分散利用しようと考えている人はあ廃棄物を燃やすと、すぐにダイオキシンといまりいなかったと思いますが、私は産業廃棄物う話しになりますが、ここ数年の間に、厳しいのエネルギー利用が本格的に普及するためには、ダイオキシン規制をやりました。環境省のデー分散処理が一番大事だろうと考えています。タによりますと、平成14年末に最後の本格的な京都議定書が平成17年に発効するということ規制が始まりましたが、その時点で数年前の10 で、国は新エネルギーの導入目標を掲げていま分の1というレベルに落ちています。この間、大す。その中で廃棄物発電に対する期待は非常に体1gのダイオキシンを減らすのに1億円使われ大きくなっています。2010年の政府目標はバイたといわれていまして、そのほとんどが税金でオマス発電を含めまして450万kW、現状は100 す。ここから先は技術的には難しく、1g減らす万kWであるため(図1)、これを数年後に3倍、4 には10億円かかるだろうと思います。倍に引き上げる目標ですが、これは実は大変なこの間というのは、ガス化溶融炉に代表されことです。その100万kWの内訳を見ますと、圧るような大型集約化が進み、お金をどんどん投倒的に大型都市ごみ焼却炉で発電がされており、じてもダイオキシンを減らせば良いという時期産業廃棄物の分野ではほとんど発電はされていでしたが、これが一段落した今の時点では、むません。一般廃棄物5,000万tのうち2,000万tはしろエネルギー利用をどうし制値をクリアすることは原則可燃性廃棄物の排出量 2.0 になりますから、そのベース ¾ 産業廃棄物：1.6億トン/年 ¾ 一般廃棄物：0.5億トン/年に立ってエネルギー利用をど廃棄物発電の動向(含バイオマス) うするかが大事になります。 ¾ 2010年政府目標：450万kW とは経済性の問題であります。廃棄物処理というものをいかに経済の流れに乗せるかが大事なポイントになると思います。 9 一般廃棄物：207万kW 9 産業廃棄物：243万kW ¾ 1999年実績：98万kW 9 一般廃棄物：84.5万kW(184ヵ所) 9 産業廃棄物：13.6万kW(58ヵ所) 廃棄物処理施設への補助金の廃止により、今後は自治体による大規模な廃棄物処理施設の建設は困難図１－ 10 － 1.5 2000年 2000年 1.0 0.5 0.0 産業廃棄物一般廃棄物一般廃棄物産業廃棄物 250 発電出力 [ 万kW］ k 発電出力［万それから今後、一番大事なこ排出量［億トン/年］排出量 [億トン / ていくか、ダイオキシンの規 200 150 100 50 0 1999年実績小型廃棄物発電の必要性 2010年目標ＪＷ 2005･4 産廃源流すでに廃棄物発電が入っています。それでせい 10t以下は1,000ヶ所あります。大型設備では脱ぜい100万kWですから、今後、どういう所に力水して乾燥、焼却という流れができ上がっていを入れて伸ばしていかなくてはいけないかといます。ところが今後、地方に下水道が普及していますと、一つは廃棄物発電の入っていない中いきますと、地方の自治体で小規模な下水汚泥小の自治体、それから産業廃棄物の分野という処理をしなくてはいけないというニーズが出てことになります。きます。それについては脱水まではやりますが、もう一つ大きな流れで、廃棄物処理設備に対その先は埋め立てられているのが現状だと思いする国の補助金を縮減していくことがありまします。こういうものからエネルギーをどう回収て、環境省も必死に抵抗しているところだと思していくかの解決策が求められていますが、こいますが決着はどうなるか分かりません（平成れも小型分散、従来の大型集約化とは違う技術 17年度予算から交付金化が決定）。大きな流れは、が入らざるをえないと思います。廃棄物処理事業は国の事業ではなく、地方自治ここからは、いくつかの技術のネタをご紹介体が実施する事業で、地方自治体が自分で考えしたいと思います。これをどう組み合わせていて各自治体の事情にあったごみ処理をやりなさくかはこれからの課題で、ビジネスとしてどういという方向に行くと思います。そうしますと展開していくかを皆さんと一緒に考えたいと思今までダイオキシン対策のベースになっていたいます。大型集約化にかなり無理が出てくると思います。そういう意味で一般廃棄物を含めまして小型分３．発生元の近くで発電を散の方向に行くと思います。そして、とくに産最初の技術のネタとして私が今までやってき業廃棄物は上流に行きますとかなり種類がはっましたガス化発電について簡単にご紹介したいきりしていますので、そこで廃棄物の種類に合と思います。従来、廃棄物発電はほとんど大型った最適な処理技術が確立されますと、この次焼却炉で燃やしまして、焼却熱を使ってボイラにその技術が一般廃棄物に入ってくると思いまで蒸気を発生させ、蒸気タービンを回すというす。一般廃棄物は現在、なるべくまとめて大量ものです。最低でも日量100t以上、現実には200、焼却することが一つのベースになっていますが、 300t以上でないと採算が取れません。100tレベ自治体によってはいろいろな分別を始めているルですと発電効率も10％以下と非常に低いのがところがたくさんあります。行き着く先は業者現状でして、産業廃棄物で100t以上の廃棄物発に任せていることが多いと思いますが、分別さ電をやるのは難しいと思います。むしろ今後、れたものそれぞれに適正な技術が確立されれば伸びてくるのは、廃棄物の発生元、例えばショ従来の大量焼却とは違う処理に一般廃棄物処理ッピングセンターや駅などは日量1t以下、せいは行くだろうと思います。そういう意味で、産ぜい多くても日量100tくらいの発電が大事にな業廃棄物分野でエネルギー利用をどう進めていってくると思います。そうしますと、蒸気ターくのかは、非常に意味のあることだと思います。ビンではなく、内燃機関、とくに私が注目して小型分散の必要性の例を一つ申し上げますが、いますのがディーゼルエンジン、ガスエンジン、下水汚泥で年間約7,000万tの脱水ケーキが出てまた外燃機関と言われているスターリングエンいます。そのうち1日10t以上の設備が300ヶ所、ジンなどです。廃棄物では直接、このような小－ 11 －産廃源流ＪＷ 2005･4 型の熱機関を駆動できませんのでガス化、ガス 1,300℃を超えると灰が溶ける、いわゆる灰溶融燃料に一回転換して、そして熱機関を駆動する炉になります。固形分は灰だけが残ることになことをやってきました。特長は小さくても効率りますが、問題は炭化のところで熱分解ガスがが高いことです。出てくることです。熱分解温度は500、600℃、今、燃料電池に代表されるような分散型発電高くても800℃位の温度領域になりますが、熱分が注目されています。最大の理由はユーザーの解ガスの中にタールと呼ばれる成分が入ってきすぐそばに発電機を置くことで、そうしますとます。この熱分解ガスで直接エンジンを動かす熱まで使える、いわゆるコジェネとしての利用ことができれば、非常にシンプルでよろしいのができるようになります。エネルギー利用効率ですが、最大の問題は、エンジンの手前でガスの観点から見ると、今まで発電効率がせいぜいを冷やした時にタールが凝縮し、閉塞を起こし 20、30％と言われていましたが、50、60％までてしまうということです。それから、エンジン上がるという大きなメリットがあります。大型の中に入り込みますと駆動部分を固まらせてし焼却炉ではなかなか熱利用は難しい。ところがまうという大きな問題があります。ガス化とい廃棄物の発生元に近づけば近づくほど、熱需要う技術はタールとの戦いであると考えていただのそばで発電ができ、コジェネが組めるようにければ良いと思います。なります。発電分野の分散化の流れを廃棄物処理分野にも入れていくことでエネルギー利用効４．ガス化改質プロセス率を上げていこうということです。サーマルリ私が開発したのは高温水蒸気・空気を使ったサイクルでは、廃棄物の持つエネルギーの10％改質というプロセスです。最近、このガス化改程度を使っていても、これはリサイクルではな質というプロセスが注目されてきています。通いと思います。50％位使えるシステムを組まな常はある程度、大型設備を想定し、酸素を使っいとリサイクルとは言えないと思います。そうて改質します。改質というのは燃料電池の手前いう意味でもなるべくユーザーの近くに処理施にある水素製造用の改質と同じ原理です。ター設を持っていきまして、電気だけでなく熱までルつまり炭化水素と水蒸気を反応させまして、使っていく、こういうシステムが大事だと思っタールを水素(H)と一酸化炭素(CO)に変えてしています。まいます。これが改質という反応になります。それでは具体的にガス化とは何かを説明しま燃料電池の手前にも必ず改質器が入り、水素製す。いろいろなガス化技術がありまして固定床、造をやっていまして、天然ガスやガソリンから流動床などがありますが、私が注目しています水素をつくって燃料電池を駆動することになりのは固定床と呼ばれている技術です。いわゆるます。通常の改質器は触媒を使いますので、温シャフト炉と呼ばれるもので、溶鉱炉と同じよ度もそれほど高温である必要はありませんが、うなイメージで上から廃棄物を投入し、下から廃棄物の場合には触媒を傷めてしまう成分が入空気を入れます。一部は炭化炉になっていましっていますから、無触媒でやらなくてはいけまて下から上がってくる燃焼ガスで加熱されましせん。そうしますと、この反応温度はバイオマて炭ができます。その炭が下に降りていって空ス系ですと800℃、プラ系になりますと1,000℃ 気で燃えて灰だけが残ります。底部の温度が約という高温が必要になります。しかもこの反応－ 12 －ＪＷ 2005･4 産廃源流は吸熱反応です。そこで、実際は水投入口蒸気だけではなく酸素または空気を改質ガスガス化室熱分解ガス加えて発熱反応を起こして温度を維熱分解ガス持することになります。通常はこれ高温水蒸気 /空気元層をやりますと可燃分が一緒に燃えてペブル床予熱層、乾燥層しまいますから、なるべく発熱量の還元層低下を抑えるために酸素を使うのが酸化層一般的ですが、小型設備で酸素を使 CnHm + nH2O → nCO + (n+m/2 )H2 (n+m/2)H 灰層点火装置うことはありえません。私の研究開灰出口 CnHm + (n/2+m/4)O /2+m/4)O2 → nCO + m/2H m/2H2O 空気(600℃) 発コンセプトのベースは酸素以外の熱分解炉の動作原理もの、基本的に空気と水だけでガス図2 改質炉の動作原理廃棄物の熱分解・改質ガス化の原理化しようということであります。常温の空気ではなく、高温、約1,000℃まで加熱さング上の問題があります。最終的には「MEET れた空気、水蒸気を使うことで発熱量の低下を（Multi-staged Enthalpy Extraction Technology：多最小限に抑えながら改質反応を進めようという段階エネルギー抽出技術）」というシステムを開ものです。発しました。語呂がよく、世の中のニーズに適科学技術振興事業団、今の科学技術振興機構合(ミート)するものをつくりたい、それからいから約10億円の研究資金をいただきまして、ころいろな技術を融合（ミート）させて一つのシの研究開発をやりました(図2)。結果的にタールステムをつくろうという私の夢があります。そは消えることが分かりましたが、ただタールがの前に「STAR(STeam/ Air Reforming)」をつけて消えただけでは実用化できませんので、そこか「STAR-MEET」システムと名づけました(図3)。ら先、発電をどうするのか、高温空気、水蒸気熱分解炉では、上から廃棄物を投入し、下かをどうやってつくるのかといったエンジニアリら空気を入れてガス化し、灰分を抜き出します。大手、中小の焼却炉メーカーでもこういう技術はあります。一番大変なのは、燃料ガス対象となる廃棄物：あらゆる可燃性廃棄物（各種プラスチック、各種ゴム製品、各種バイオマス等）レキュプレータ排ガスガス冷却・精製装置改質ガス電力廃棄物水蒸気る、そして高温でダイオキシンその他空気燃焼ガスきれいにガス化する、きれいに灰にすを分解することですが、ここは完成さバーナーれている技術を使わせていただこうと高温水蒸気/ 空気加熱器エンジン発電機排ガス空気考えました。ここから先、熱分解ガス水蒸気/空気 (1000℃) 水蒸気改質ガス熱分解炉を改質して、タールを消して発電まで改質ガス熱分解ガス持っていく技術の開発をいくつかのメ改質炉ーカーさんと一緒にやってきました。ボイラ水この改質炉ではタールが消え、また、 600℃空気灰分図3 廃棄物ガス化発電 STAR-MEET システム－ 13 －タールとダイオキシンは構造がほとんど一緒ですから、800～1,000℃の高温産廃源流ＪＷ 2005･4 ではダイオキシンも分解されます。タールが無え付きましたのは混焼ディーゼルという考え方くなりますと排熱回収ができます。ボイラで蒸です。通常のディーゼルエンジンは軽油や重油気をつくり、それから空気を予熱し、排熱回収を空気で燃やしてピストンを動かす構造ですが、した上で、最後はスクラビングやバグフィルタこの空気にあらかじめ先ほどの低カロリーのガでガス精製を行います。ガスが冷却する過程でスを混合させていくことを考えました。プランのダイオキシンの再合成の問題がありますが、ト起動時にはガスはなく、100％軽油で起動してダイオキシンは塩素と酸素がないとできません。プラントを動かします。プラントからだんだんこのプロセスは還元雰囲気ですので、塩素はあガスが出て、これが入ってきますと、それに反っても酸素はありませんので、再合成が起こり比例して軽油をどんどん減らしていきます。最にくいという原理的なメリットがあります。終的に燃料ガスが7～8割、軽油が2～3割というガス精製を終えたところでクリーンな燃料ガモードで運転できるのではないかと考えました。スができ上がるわけですが、冒頭、私は、酸素実験をやりましたが8割以上までガスを入れては使わないと申しました。ガスの発熱量を上げもエンジンは回り、しかも発電効率はほとんどようとしますと窒素が邪魔になります。空気で下がらないことが分かりました。驚いたのははなく酸素でガス化すれば、良い発熱量のガス NOXが下がっていくということです。ディーゼが得られますが、それでは経済的に採算が取れルエンジンはご承知のように非常に環境に悪く、ません。ですから結果的に燃料ガスの約半分は最近は微粒子の対応ができましたが、NOXへの窒素という低カロリーのガスで、残りはCO、水対応はなかなか難しい。しかし低カロリーガス素、若干のメタンという可燃分になります。発を入れることで自動的にNOXも落ちてくること熱量は1㎥当たり約1,000kcalで、天然ガスの約が分かりました。この原理を簡単にいうと、デ 10分の1という非常にカロリー値の低いガスにィーゼルエンジンのNOX低減策に排ガス再循環なります。この生成ガスのうち約2割を燃やしまという技術があります。これは排ガスを再循環して、熱交換で高温空気・水蒸気をつくる熱交させて酸素濃度を下げることでNOXを抑えると換器の開発をやってまいりました。残りの8割のいう技術ですが、低カロリーガス自体がほとんガスで発電するわけですが、そういう低カロリど窒素で、これを燃焼空気に混ぜることで、一ーガスから発電するという技術は日本にはなか種の排ガス再循環のような効果で酸素濃度が下なかありません。ヨーロッパでは1,000kcalレベがり、燃焼温度が下がりますのでNOXが下がるルのガスでも回るエンジンを世の中に出していことが分かりました。ますが、非常に大きくコストも高くなっています。そこで、既存のディーゼルエンジンのマイナ５．STAR-MEETシステムーチェンジを行い、低カロリーガスで回るエン確立されたディーゼルエンジンに少し手を加ジンを開発できないかということを考えました。えただけで混焼ディーゼルエンジンができ上が新たなエンジンの開発をやっていますと10年、ります。それからガス化炉も小さなものから大 20年かかる話になりますので、そこを何とかバきなものまで、かなり確立された技術がありまイパスして既存の安いディーゼルエンジンで回す。今まで大型集約化の流れの中で大きな設備したいということを考えました。その結果、考を造って、それに合うだけごみを集めて下さい、－ 14 －ＪＷ 2005･4 産廃源流ひとつの市町村で足りなければ複数の市町村がまれてやるわけですが、この町が単独で灰溶融広域化してごみを集めて下さい、ということを STAR-MEET設備を導入しました。7,000人の町やってきました。産業廃棄物の場合には、それで出る廃棄物は1日4～5tで、造った設備は日量はほとんどありえません。そういう意味で産業 20tです。どうしてこの規模にしたかといいます廃棄物の場合には排出されるごみの量にあったと、計画の時に狂牛病が問題になり、肉骨粉の最適なサイズのプラントが今後、大事になって処理が大きな問題となりました。肉骨粉はご存きます。エンジンも小さなものから大きなもの知の通り一般廃棄物となっていまして県の方かまで、ガス化炉も小さなものから大きなものまらも何とか処理できないかという話があり、結であれば、それが可能になります。そこで多分、果的に肉骨粉は1日10t受け入れることになりまこれは世界最小のごみ発電だと思いますが「マした。それから、今までは廃棄物は全量埋立で、イクロSTAR-MEET」というものの開発をやって埋立地の横にこの施設を造りましたので、埋立いますが、これは日量1t以下の処理量です。こ地から一部掘り起こして処理していくことも計の設備には一切電源ケーブルはありません。現画しています。最終的に家庭から出るごみが5t、場に持ってきて2、3時間の据付ででき上がりま埋立地から出るごみが5t、それから肉骨粉10t す。そして最初は100％軽油でエンジンが回って、で合計約20tを処理することになり、900kWの発プラントが動き出します。そして、だんだん軽電を行います。先ほどのディーゼルエンジン油の量が減り、ガスで回るようになります。ま 150kWが6台並んでいますが、実際にプラントでさにスタンドアローンのシステムができ上がり測定しますとプラントの駆動に必要な電力はます。これは例えばショッピングセンターやホ 250kWですから、残りの600kW以上を九州電力にテルなど産業廃棄物発生の末端で使ってもらう売ることになっています。ことを考えていますが、これくらいですと人件面白いのはこの町にとって収入が入るスキー費がかけられませんので、24時間完全自動といムができていることです。まず肉骨粉の処理費うコンセプトで開発しています。もう少し大きが入り、売電の収入が入る－RPS法（電気事業なシステムとして「ミニSTAR-MEET」と呼んでいますが、1日数tで100kW、 200kWレベルの発電になります。それから産廃処理業者や自治体レベルになりますと灰を溶かしたいというニーズもありますので、灰溶融STAR-MEET の開発もやってきました。この研究開発成果を受けまして産業廃棄物ではないのですが、一般廃棄物処理で鹿児島県市来町に実用機として導入してもらいました(写真1)。この町は人口7,000人で通常はごみ発電、灰溶融は考えられず、広域化の中に組み込写真 1 － 15 －鹿児島県市来町の実用機産廃源流ＪＷ 2005･4 者による新エネルギー等の利用に関する特別措ンな燃料の場合にはさきほどの熱分解ガスを燃置法）で従来よりも高く買ってもらっていますやしまして、その熱で直接、スターリングエン－という形になっています。私はこれが廃棄物ジンを駆動する非常にシンプルなシステムとな処理の大きな流れの原型になってくると思いまります。そうすると排ガス処理、水処理が不要す。つまり何らかの形の事業収入を得ながら廃になってコストパフォーマンスの高いシステム棄物処理をしていくことができるようになると、が組めると期待しています。これについては今、民間の資金が入ってきます。これはPFIとは違う実証プロジェクトが動き出していまして、日本形で、今までは税金を投入するサービス事業だの持っているガス化技術で鶏糞を処理して発電った廃棄物処理事業に逆の歯車が回りだしますするというシステムがNEDOのフィールド実証と、どんどん民間のお金が入ってきて収益が出プロジェクトで採択されまして、そのプラントる事業になってきます。その一つの先駆けをやを現在、建設しています。ろうとしていると思っています。小さな町です今まで低カロリーガスをつくるということでが溶融スラグを有効利用し、それからエンジンやってきましたが、低カロリーガスですと、ど排熱までエネルギー源として使っていくことをうしても用途が発電に限られます。2週間ほど前、考えています。ヨーロッパを回ってきまして、バイオマスの発平成16年の4月から稼動を始めまして運転時電技術を見てきました。そこで非常に面白いこ間が2,500時間に達し、秋からは発電が始まってとが分かりました。今まで、将来は水素だといいます。第一号機でトラブルもありましたが、うことで水素をつくることを考えてきまして、約半年を経まして形が見えてきました。これが私自身も水素をつくっていくプロセスを考えま今後、さきほど申し上げたようなスキームで動した。「HyPR-MEET」というシステムなのですが、き出すようになれば、ごみ処理の新たな流れの従来の水素製造ですと酸素でガス化しまして、原型になると期待しています。生成するCOと水蒸気を反応させて水素をつくります。炭素1モルから水素1モルができるというプロセスですが、高温の水蒸気をつくる技術６．様々な技術の動向ここからはいろいろな技術をオムニバス的にがありますから炭素と高温の水蒸気を直接反応ご紹介したいと思います。まずは発電機です。させますと、炭素1モルから2モルという高収率スターリングエンジンですが、これはご存知のの水素ができるということを考えています。こ方もいるかもしれません。夢のエンジンといわれは中国電力との共同研究で来年早々にはプラれまして国も大きなナショナルプロジェクトとントができます。してやりましたが実用化ができませんでした。私が開発を考えた時には水素が将来は大事にそれをアメリカのSTM Powerというベンチャーなると思っていましたが、ヨーロッパは別の戦企業がついにものにしまして、55kWの発電出力略で、ガソリンを造ることを考えていました。のものを発売しました。外燃機関ですので、基 COと水素を主体とする中カロリーガスからFT 本的に燃焼ガスなど、熱源が何でもあれば回るプロセス―昔のガソリンを製造した技術ですがということです。来年には75kWにスケールアッ－で燃料油を造り、その燃料油に対しては税金プしますが、例えばバイオマスのようにクリーをかけないということをやっています。したが－ 16 －ＪＷ 2005･4 産廃源流って自動車会社は本気で、燃料電池以上にそちされた水分は自然乾燥していきます。しかもこらにお金を投資しようとしています。自然エネの時点で臭いはなくなっています。実証設備は3 ルギーを本腰で使うという姿勢がヨーロッパで㎥タイプです。良く炭化と間違われますがそれは全く違います。電気もバイオマスからつくっとは全く違います。可燃分がそっくり残り、水たものを日本でいいますと20円位で買ってくれだけが飛んでいくという面白いシステムです。るという全く違う状況です。将来的には低カロ乾燥特性を見ますと、生汚泥は水分量が落ちリーガスからだけではなく、中カロリーガスをませんで、臭いも強烈です。これがMCS処理を行廃棄物からつくることも大事になってきます。うことであっという間に落ちていくことが分かりました。それから硫黄系の臭い成分が減るということも分かりました。これもなぜ減るのか７．乾燥技術冒頭、汚泥のように水気の多い廃棄物が問題というメカニズムをNEDOのプロジェクトで解となっていると話しました。それに対して乾燥明しているところですが、水気の多い産業廃棄技術であるMCS(Multipurpose Conversion System) 物処理の大きな決め手になるシステムになるのという面白い技術を北海道の西村組という会社ではないかと思っています。非常に少ないエネが開発しました。ここと私どもは共同研究をやルギーで乾燥が可能で、面白いと評価しています。っています。従来は乾燥というのはエネルギーを食うのが常識でした。例えば下水汚泥ですと８．油化還元技術 80％が水ですので、計算しますと大体、乾物の次にプラスチックの処理です。プラスチック持っているエネルギーを全部使って、ようやくは元々石油から造られていまして、いらなくな水が乾燥させられるかどうかになります。しかったプラスチックを石油に戻そうということでし、これではエネルギー的にはゼロで何も出て油化の研究が行われてきましたが、残念ながらこないということになります。この技術は下水油化の技術は普及していません。最大の問題は汚泥と、その地域にある水分調整剤、例えば、良い油ができないということです。もみ殻やコンポストのようなバイオマス系のも私が注目しているのは良い油を造るのに特化のを合わせてリアクターに入れます。200℃、した技術です。原理は従来の油化と一緒で、熱 2MPaの飽和水蒸気を入れて約30分位撹拌、そし分解槽にプラスチックを入れて、外部から加熱て水蒸気を抜いて処理品を取り出すという非常することで蒸気状態にします。通常はこれを冷にシンプルなシステムです。面白いのは処理直やして油にするのですが、そうしますと低分子後の水分量は処理前の水分量より減らないことから高分子までのブロードな分布を持った油にです。つまり乾燥には全くエネルギーが使われなります。ところがこの技術は改質触媒－これていません。ところが48時間放置しますと湿度はエクソン・モービルが持っている石油精製にが低ければ、ほとんどゼロまで水分量は落ちて使っている触媒なのですが－で分子を細かく切いきます。つまり水の蒸発の一番エネルギーをってしまいます。そうすると、できる油が軽質食うところが自然エネルギーでやれるというこになりガソリン分、灯油分、軽油分という非常とです。高圧水蒸気の役目は何なのかと言いまに付加価値の高い油ができるという特長がありすと、要するに水分を追い出すだけで、追い出ます。－ 17 －産廃源流ＪＷ 2005･4 通常の油化ですと、出てくる油の分子は低分再生砕石、骨材、可燃物に分けることができま子から高分子までブロードに分布しますが、こす。可燃物だけ取り出すことができれば、我々れで処理したものはレギュラーガソリンや灯油のやっているガス化発電でエネルギー利用がでと比べてもほぼ似たような性状の油ができ上がきますし、プラスチックが多ければ油化に持っっています。これも基本的に1時間100kgから最ていくことができます。大で1t位の処理で、廃油の処理もできます。産業廃棄物の排出元に行きますとプラスチックだ 10 利益を生む仕組みの構築をけ完全に分別されていますから、そういう所に今日はいろいろな技術を紹介しました。私が入れていきますと採算が取れると思います。例それぞれの技術に惹かれている理由は従来になえば、農業の分野では農ポリ(農業用フィルム) い、大きなブレイクスルーを持っている技術での処理に困っています。これは各農家が農協にあることと、経済性があることです。冒頭、現 1t当たり2～3万円を払って引き取ってもらって状100万kWの廃棄物発電を450万kWにすることいますが、これから非常に良い油ができます。が国の目標だと申し上げましたが、これは決しそうしますと処理費がもらえて、できた油も売て税金だけではできず、民間資金が入ってこなることが可能で事業として成り立ちます。いと実現できません。民間のお金が入ってくるためには事業として成り立つ廃棄物のエネルギ９ー利用が一番大事であると考えています。その埋立ごみ選別技術最後の技術メニューですが、冒頭、毎年4,000 方程式は非常に簡単です。廃棄物処理費、売電万tの産業廃棄物が埋め立てられ、莫大な量の廃収入、油化であれば油を売った収入がランニン棄物が日本に埋まっていると申しました。最終グコストを上回れば、ビジネスとして成り立つ的にはこれを未利用資源と位置づけまして有効ことになります。廃棄物処理費は高くなる方向利用すべきであると考えます。ただし、埋立ごで、廃棄物から出てくるエネルギーを高く買おみの最大の問題はいろいろな物が混ざっているうという動きが国の方であります。こちらが上ことで、ある意味では最悪の状態です。それをがってきていますので、我々としては人件費、何とか分別できて、用途に応じた使い途ができ用益費、設備費を下げることをやれば方程式がれば話が違ってきます。面白い技術を紹介します。成り立つようになります。そうしますと産業廃 FORCEBELという韓国の会社の技術ですが、棄物の排出元事業者、中小自治体など今まで廃日本では東電通という会社がそこと組みまして、棄物発電と無縁だった人達が本気で廃棄物のエ日本でビジネスを展開しようと考えています。ネルギー利用を考えるようになります。幸いか例えば韓国のワールドカップ会場の下は全て埋どうか分かりませんが、最近、原油の値段は上め立てごみで、FORCEBEL社がごみを掘り起こがっています。多分、エネルギーコストは今後、して整地をしており、韓国でもこの分野のシェ上がっていきます。それからCO2排出削減といアを5割近くとっています。基本的には廃棄物をうことで非化石燃料の有効利用が国策になって入れまして、トロンメルで選別し、まず土砂ときます。今はダイオキシン特需が一巡しまして可燃分に分けます。土砂もさらに選別、可燃分焼却炉メーカーはどこも厳しい状況になっていも不燃分と分けて最終的に掘り起こした現場で、ます。ところが、このビジネスで面白いのはあ－ 18 －ＪＷ 2005･4 産廃源流る設備を入れることでそこから恒周辺技術常的にお金が生まれてくることで高含水物す。設備が10年、20年動くと設備 •汚泥きなビジネスになってきます。これは多分、まだ誰も考えていない •西村組MCS •生ゴミ •蓄糞費の何十倍のお金が動くという大 •埋立ゴミ選別機：東電通/Forcebell[韓] •高温熱交換器：東洋ラジエーター Jasper[独] •高温除塵：イソライト工業 •高温流量計測：東京計装高圧水蒸気乾燥ガス化燃焼燃焼ガスガス化改質未利用資源中低含水物 STAR-MEET •マイクロ・エナジー •新興プランテック •TYK •三井三池製作所 •日本工営 •プランテック •一廃 •産廃廃棄物バイオマスと思います。今まで産廃処理は燃スターリングエンジン •STM Power[米] 廃プラ低カロリーガス（H2+CO+Ｎ2）水蒸気ガス化中カロリーガス (H2+CO) HyPR-MEET 混焼ディーゼルエンジン •ヤンマー電力温/冷熱ガスエンジン燃料電池・中国電力やすか埋めるかしか考えていませ油化廃油高品質油 •伸光テクノ •機械油んでしたが、そうではない全く新 •廃食油水素水蒸気改質しいスタイルのビジネスが生まれてくることを私は期待しています。開発済み図4 開発中開発予定東工大がめざす未利用資源サーマルリサイクル技術その中で今日はいくつかの技術を紹介しましたが、これをいかに最適に複合化質疑応答させて廃棄物の性状に合い、エネルギーの用途Ｑごみ処理では、微生物を使ったものがありに合ったシステムを組んでいくかが大事であるますが、熱を使ったものと微生物を使ったもと考えています(図4)。私はごみという言葉が嫌のの位置付けについてご意見がありましたらいで未利用資源と呼んでいますが、これは含水お聞かせ下さい。率の高いバイオマス系のものもあれば、比較的Ａ微生物は主としてコンポスティングというドライなものもあり、廃プラもあれば廃油もあ方向だろうと思います。エネルギー利用の観ります。こういうものからなるべく付加価値の点からしますと汚泥、生ごみなどの高含水の高いエネルギーをつくっていくこと、当面は電ものをメタン発酵させてメタンをつくって発力になりますが、品質の高い油、最終的には水電というのが主流であったと思います。ただ、素、場合によっては中カロリーガスから合成燃冒頭申し上げましたように、日本の場合、廃料の製造という大きな流れをつくっていけるの棄物処理は減量化がプライマリーで、エネルではないかと思います。残念ながら日本ではこギーは残念ながらセカンダリーです。メタンういうものを高く買おうという仕組みがまだあ発酵については廃液や残渣の問題がどうしてりません。ヨーロッパではかなりでき上がっても出てきます。例えば牛糞のメタン発酵設備います。日本では処理費が非常に高いので、処がありますが、そこから出てくる液肥の処理理費がもらえるところから付加価値の高いものに相当困っています。北海道あたりですと大をつくって、入口と出口でお金をもらえるビジ地に撒けますが、本州ではそうはいきません。ネスの仕組みをつくることが産業廃棄物の適正つまり下手をすると廃棄物処理が新しい廃棄処理に大きく貢献するのではないかと考えてい物処理を産むという構図になっています。そます。ういう意味では熱化学処理というのは基本的にはCO2 とH2Oと灰だけになる大きなメリッご静聴ありがとうございました。トがありますので、経済性の観点を考えても私はこちらのほうが普及すると直感しています。－ 19 －