ＢＴＳ社のバイオガス発電システム バイオマス産業エネルギー研究所 ■ 様々な原料の組合せによる 100～1.0ＭkW 出力のバイオガス発電システム 売電 0 売上 0 3,170 9.6 6,335 19.2 9,500 12,670 15,840 19,010 22,175 25,345 28.8 38.4 48.0 57.6 67.2 76.8 28,510 31,650 万円/年 86.4 95.9 万円/日 家畜糞尿専用 家畜糞尿 ＋ 農作物出荷残材 ＋ 刈草他 生ゴミ専用 鶏糞専用 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 999 kW 発電出力 ■ BTS社のバイオガス発電システムの特徴 ●十分な発酵滞留時間 確保による完全発酵 ●アクセルレータによる 多様な固形有機物 の原料化が可能 ●特有なＮＨ４とＨ２Ｓの のコントロール技術 ●バイオドライによる効 率的な有機肥料の生 産システムの採用 ●ICTによる現場とラボ とのリアルタイムな連 携監視・管理システム ●欧州で100基以上の 販売と維持管理実績 ■メタン発酵につきものの臭いの問題が発生しない。 ■多様な原料によりガス発生量・発電量が多い ■堆肥（高品質有機肥料）製造施設がコンパクト。 ■液肥製造を選択しない場合問題となる汚水処理 施設が不要 （水の施設内ゼロエミッション化が可能）。 ■コストパフマンスァフ性が高い（建設費は約１30～180 万円/ｋＷで、国内既存事例平均＝390万円/ｋＷの1/3）。 ■原料投入要員は 1or2人（維持管理経費の抑制）。 ■発電稼働率が高く、ＦＩＴ制度（買取価格39円/KWh） 下では、事業収益性が高くリスクが少ない。 ■ロイド社による稼働率90％（8,000時間/年）の保証。 ■ 1.0 MW 出力-標準施設配置例 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ ⑭ ⑮ ⑯ ⑰ ⑱ ⑲ ⑳ 21 22 繊維系原料ヤード （バンカーサイロ） スラリータンク （予備発酵槽） 一次発酵槽 二次発酵槽 固形原料供給機 （フィーダー） 搬送コンベア 解繊機（バイオアクセルレータ） 粉砕固形原料投入スクリュウ ポンプステーション コントロール室 ガス冷却・精製装置 発電熱供給装置 （ガスエンジン発電機） 編圧装置質 ガストーチ 液分投入排出場 バイオドライ （消化固形残渣乾燥機） 生成有機堆肥置場 メタン監視孔 管理事務所 消化液固液分離 太陽光発電機（オプション） DINA METAN ベンチレーター 撹拌装置 ポンプ バイオガス管 スラリー管 過熱温水管 メタン監視孔 ■ タイプ別施設配置例 液肥専用 畜産農家用 （家畜糞） 生ゴミ専用 養鶏家用 （鶏糞） ■ 標準プラント価格 万円/kW 250 12 10 y = 224.16x-0.205 R² = 0.9905 200 8 150 億円 6 100 4 50 2 0 0 金額（億円） 出力単価 （万円/kW） 売電売上保証額（万円/年） 累乗 (出力単価 （万円/kW）) 出力 50kW 出力単価 売電売上保 金額（億円） （万円 証額（万円/ /kW） 年） 11,000 220.0 1,624 100ｋW 19,600 196.0 3,248 200ｋW 35,600 178.0 6,496 250kW 42,250 169.0 8,120 300kW 48,900 163.0 9,744 350ｋＷ 55,300 158.0 11,368 400kW 61,200 153.0 12,992 500kW 75,000 150.0 16,240 600kW 700kW 87,000 96,600 145.0 138.0 19,488 22,735 750ｋW 100,000 133.3 24,359 800kW 106,400 133.0 25,983 900kW 118,800 132.0 29,231 1000ｋW 130,000 130.0 32,479 ■ 原料別ガス発生量と発電可能量 500 480 453 450 Ａ Ｂ Ｃ 原 料 Ａ と Ｂ と Ｃ を 、 Ｔ Ｓ 濃 度 12％ 以 下 、 NH ４ 発 生 濃 度 5,000ppm、H2S発生濃度数千ppm、PH7.8～8以下、かつ発電 出力が最大になるよう組み合わせるのが計画のポイント。 。 350 300 250 200 150 メ タ ン ガ ス 発 生 量 1 ,7 15kWh （ 71.6kW） 331331 292296 1 ,4 70ｋＷｈ （ 61.3kW） 273 256260 1 ,2 25ｋＷｈ （51.0kW） 204206 9 80 kWh （40.8kW） 166171 m3/t 7 35 kWH （30.6kW） 142 132 117119121121121 107112 4 90 kWh (20.4KW) 89 89 89 92 93 100 50 16 9 11 11 21 22 23 29 33 2 45 kWh (10.2kW） ー （ （ （ ー （ （ ） ） ー ー） ー） ） ） 鶏鶏馬家 ク 豚野剪砂新 オ飼新潰新刈羊刈家 ビ ホ青籾ササ稲牛完食麦麦液 ト 牧糖古菜砂廃製蛋脂 糞糞糞畜 ロ 糞菜定糖鮮 カ 料鮮 し 鮮草糞草庭 タ 刈殻 イ イ ワ乳熟品殻わ状 ウ草蜜パ種糖油パ白身 ン 油大脂 ン 質 / ら 油 モ干 サ残 一生ル テ り ロ ロ ラ 屑屑大 な ラ 用 な ジ な 飼 プ レ 粕 粕根 脂 ロ し イ 渣 番 ゴ粕 ウ ト ト 牧 砂牧 ャ サ 料バ 根牛 ロ イ 草 1 グ 繊 コ 草 ロ 草 ミ 焼 ロ ウ ウ草 糖草 ガ ト 用 葉糞 リ イ ヤ 葉 混 5 酎 維 シ ト モ 大生 イ ウ カ サ モ セ ラ 8 粕 % リ 実 ウ ロ 根草 モキ ブ 合 イ ロ 刈 0 コ 油 ン 粒 モ コ ビ レ 草 ％ シ 身 ロ シ 湿 ジ コ シ （ ） ） ） ） 皮 む き ジ ャ ガ イ モ （ （ （ （ （ ) 乳 牛 糞 尿 （ 下 水 汚 泥 （ ) ） 肉豚鶏果す 牛 牛糞糞樹 り 乳 糞尿採廃潰粕 棄 し 尿 6 卵物 ジ ホ エ 6 6 6 6 5 鶏 ャ イ 4 2 0 0 ガ イ モ し 尿 汚 泥 39 40 41 43 63 57 60 62 51 52 54 74 69 72 ー 0 1 ,9 60kWh （ 81.7kW） 394394 400 CH 4 60％時 発電可能量 （発電出力） ■ 発電のためにどれ位の原料が必要か？ ■ 発電出力別必要原料量（ｔ-wet/日） 1t当り発電出力（ｋＷ） 50kW 100ｋW 200ｋW 250kW 300kW 350ｋＷ 発電出 力規模 400kW 500kW 600kW 700kW 750ｋW 800kW 900kW 1000ｋW 乳牛 1.9 26 53 及び 106 豚 2.1 24 48 96 132 120 159 144 185 168 肉牛 採卵鶏 ブロイラー 食品廃棄物 3.2 4.9 7.8 11 16 10 6.4 4.5 31 21 13 9 63 41 26 18 79 51 32 23 94 62 39 27 72 45 32 110 212 192 126 82 265 241 157 103 318 289 189 124 371 337 220 144 397 361 236 154 52 64 77 90 97 424 385 252 165 103 477 433 283 185 116 530 481 315 206 129 36 45 54 63 68 72 82 91 1.10 1.68 2.58 4.1 5.79 乳牛基準倍数 1.0 必要家畜飼育頭羽数（100頭羽/日） 刈草 17 3.0 5.9 12 15 18 21 籾殻 稲わら 廃糖蜜 廃加工肉 乳牛 １頭羽日当り糞尿排泄量 5,000 28 35 50 73 50kW 5.3 1.8 1.4 1.0 0.7 100ｋW 10.6 3.5 2.9 2.0 1.4 200ｋW 21.2 7.1 5.7 4.0 2.7 250kW 26.5 8.8 7.2 5.0 3.4 300kW 31.8 11 8.6 6.0 4.1 12 10 7.0 350ｋＷ 4.8 37.1 24 30 35 41 44 47 53 59 14 18 21 25 27 28 32 35 8.95 11 14 17 20 21 23 26 29 8.0 発電出 力規模 10 12 14 15 16 18 20 14.73 18.41 26.3 400kW 5.5 500kW 6.8 600kW 8.2 700kW 9.5 10.2 750ｋW 800kW 11 900kW 12 1000ｋW 14 38.42 42.4 53.0 63.6 74.2 79.5 84.8 95.4 106.0 豚 肉牛 採卵鶏 ブロイラー 850 3,350 14 13 28.3 4.7 735 495 56.6 9.4 1,471 991 113.2 18.8 2,941 1,981 141.5 23.5 3,676 2,477 169.8 28.2 4,412 2,972 198.1 32.9 5,147 3,467 226.4 283.0 339.6 396.1 424.4 452.7 509.3 565.9 37.6 47.0 56.4 65.8 70.5 75.2 84.6 94.0 5,882 7,353 8,823 10,294 11,029 11,764 13,235 14,705 3,963 4,953 5,944 6,934 7,430 7,925 8,916 9,906 ■ 肥効成分の多い高品質な堆肥 （有機肥料）と硫安の製造 ■ ＢＴＳ堆肥と青森産堆肥の1t当りの肥高効成分量の違い ＢＴＳ堆肥 含水率（％） 単位 水分 10.2 豚糞堆肥 鶏糞堆肥 ％ 10.2 ｋｇ/t 102 68.9 ｋｇ/t 689 Ｎ 89.8 3.03 898 30.3 311 0.4 644 1.6 671 1.7 Ｐ Ｋ 2.44 5.8 24.4 58.0 0.3 0.7 1.3 3.0 1.4 3.2 Ｃａ Ｍｇ 2.21 1.1 22.1 11 － － － － － － Ｓ Ｎａ Ｂ 0.41 0.389 0.004 4.1 3.89 0.036 － － － － － － － － － Ｍｎ Ｃｕ 0.012 0.034 0.119 0.337 － － － － Ｚｎ 0.022 0.222 － － 乾物量 肥 効 成 分 量 牛糞堆肥 比較対象堆肥：青森県産 点 鶏堆23点の平均値 サンプル数 35.6 ｋｇ/t 356 32.9 ｋｇ/t 329 牛糞堆肥143点 豚糞堆肥25 1000 900 ペレタイザーと生成された堆肥ペレット/アンモニアから製造される硫安（Ｎ肥料） 100 水分 乾物量 Ｎ Ｐ Ｋ 90 800 － － 80 700 － 70 600 60 500 50 400 40 300 30 200 20 100 10 0 Kg/t 0 Kg/t ■ メタン発酵過程 発 酵 過 程 に 時 間 が 掛 か る ！ ８０～９０％ 10～2０％ ２～3日 ＣnＨaＯbＮc∔[n-0.25a-0.5b＋1.75c]Ｈ2Ｏ ⇒ [0.5n-0.125a-0.25b-0.375c]ＣＨ４ 2kg(2.8Nm3） ＋ [0.5n-0.125a-0.25b-0.625c]ＣＯ2 １．７５ｋｇ1.75kg(0.9Nm3） 生ゴミ Ｃ１７Ｈ２９Ｏ１０Ｎ 水 ６．５Ｈ2Ｏ ４０７ｋｇ（７８％） １１７ｋｇ （２２％） ＋ cＮＨ４＋＋cＨＣＯ3－ ■ マテリアル＆エネルギーバランスシート例 投入原料 58,400t/年（100.0％） 160t/日 ＴＳ 16 ％ 灰分(無機物） 2,278t/年 （3.9％） 水 分 49,056t/年 （ 84.0％） 有機物 7,066t/年 （12.1％） 消化率56.9％ 潜在エネルギー4,765t/年＝23,626 Gcal/年 減容率8.2％ その他ガス+H2 O 595 t/年 ＴＳ 7.5 ％ 灰分(無機物） 1,048t/年 （2.0％） バイオガス 347.01万Nm3 ＝4,765 t/年 有機物 2,975t/年 （5.5％） N：449t P: 268t K: 331t CH4 211.67万Nm3 (61 ％）＝1,512 t/年 ＝20,082 Gcal/年 CO 2 135.33万Nm3 ＝2,658 t/年 メタン発酵 損失エネルギー 3,012 Gcal/年（15％） 加温用熱 2,780Gcal/年 （31.5％） 回収エネルギー 17,070 Gcal/年（85%） エネルギ－ （電気41％） 981kW出力 8,597MWh/年 水 分 49,612t/年 （ 92/5％） エネルギ－ （廃熱44％） 9.226MWh/年 8,836Gcal/年 消化残渣 ＝53,635 t/年 分離率53.1％ 分離率67.1％ 灰分(無機物） 557t/年 （2.2％） ＴＳ 10 ％ 水 分 22,968t/年 （ 90.0％） N：239t P: 142t K: 176t ＋ 窒素 肥料 硫安（NH 4）2SO4 1,919t/年 109.1t-N/年 バイオドライ 水 分 26,642t/年 （ 94.8％） 自家消費量 598MWh/年 （7.0％） 乾燥用熱 6,055Gcal/年 （68.5％） 洗浄水 3,637t/年 水分638t/年 水分1,710 t/年 有機 肥料 ペレット 3,190t/年（80DM） ＴＳ 80 ％ N：210t P: 126t K: 155t 計：491t 液肥 28,115t/年（48.1 ％） TS濃度5.2 ％（1,473t/年） 有機物 982t/年（3.5％） 有機物 1,995t/年（7.8％） 調整用硫酸 364t/年 分離率 52.4％ 固液分離（スクリーン） 乾燥前固形残渣 25,520t/年 N：117t P: 142t K: 176t 計：435t 有機物 1.914t/年（60.0％） 蒸発水 24,257t/年 排気中ＮＨ４ 2.65t/年 実質売電費 31,397MWh/年 （93.0％） ■ 標準処理フロー 加温用温水 スラリー系原料 （家畜糞尿） 予備発酵槽 硫酸/水 発酵槽 脱 硫 非スラリー系原料 （鶏糞・生ゴミ・食 品廃棄物・刈り草） Ｐ 液 肥 消化液保管槽 固液分離 消化汚泥乾燥 （バイオドライ） ガス精製処理 ガス発電装置 発酵熟成槽 電 力 バイオガス フレアスタック 原料サイロ 解繊機 原料投入口 発酵槽解繊 ポンプピット 肥 消化汚泥 解繊処理 （アクセルレーター） 堆 発酵熟成槽 発電機 ガス 精製 装置 操作室 消化汚泥利用室 （バ イ オ ド ラ イ） ② 非スラリー原料投入/解繊機（バイオアクセルレータ） ・非スラリー系原料（刈草、食品加工残渣、農作物出 荷残材）は、解繊機（バイオアクセルレータ）で粉 砕・加温されてから、ベルトコンベアで一次発酵槽 へ投入される。 ・機械装置は全てコンテナーに収められ、臭気が外部 へ漏れない構造となっている。 ③ 一次発酵槽/二次発酵槽 あああ3 ・上部は密閉性の高い二重テントシートと保護ドーム構造．下部は半地下のコンクリート製密 閉型タンク（Ｈ＝6m，Ｈ net＝5.5m、Φ＝26m，Ｑ＝3,185m3）。 ・予備発酵槽からの半消化液と非スラリー原料をここで約30日かけて一次発酵させる。発酵 温度は42～43℃に維持し て行われ、原料有機分の約90％をここで発酵させる。 ・槽の下部には上下移動する消化液撹拌用スクリュー4基、壁面には断熱槽・酸腐食防止用 プラスチック膜が張られて いる他、加温用温水管、過剰圧力減圧装置が配置されている。 ・槽上部は発生したバイオガス溜の一次貯留空間としての機能を持つ。同時に発生したアン モニア、硫化水素はシート 膜に塗布された特殊薬品に固定化され、一定濃度に達した時二 重膜の内側に空気を噴射して、下部膜を張らせるこ とでアンモニア、硫化水素を落下させ、再度バクテリアにより消化させる 仕組みとなっている。 ③ 高品質堆肥製造装置 ■固液分離され湿った固形分（消化汚泥）は、発電後の高温廃熱を利用し、「バイオドライ装置」で乾燥 化します。また、その一部は造 ります。 粒機（ペレタイザー）で可搬性・保存性の高いペレット堆肥をつく ■堆肥原料の消化汚泥は、発酵熟成槽 で完全に発酵しているため悪臭が 発生しない。従来のメタン発酵施 設で併設されている堆肥熟成ヤー ドを必要としない。 ■有機堆肥は、バラ、顆粒、ペレッ トのどのタイプでも生産可能。 ③ 消化残渣乾燥装置＝Ｂｉｏｄｒｙ ③ 消化残渣乾燥装置 Ｂｉｏｄｒｙ ■有完全に発酵した消化液は固液分離機で液分と固形分に分離 される。液分は液肥として貯蔵される。一方、固形分はバイオ ドライで、発電時の廃熱を利用して所定の含水率まで乾燥す る。液肥を必要としない場合は、液分は完全に蒸発させること も可能です。 消化残渣
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