バイオマスエネルギーの地域自立システム化実証事業

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構

新エネルギー部 バイオマスグループ

2016年3月

事業概要説明

地域自立システム化実証事業事業性評価（ＦＳ）

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１. 事業概要

研究開発の目的

・バイオマスエネルギーの利用拡大を推進するためには、熱利用を有効に図り効率良く運用する地域の特性を活かした最適なシステム化が必要である。

・バイオマスエネルギー利用に係る個別技術の指針、対象地域が自立できるシステムとしての導入要件の策定、これらにもとづいた実証事業と、抽出された 技術課題の要素技術開発を実施することで、バイオマスエネルギーの健全な導入促進に資する。

・再生可能エネルギーの導入は、政府が主導して取り組むべき課題の１つとして位置付けられている。

プロジェクトの規模

・事業費総額 １０７．５億円（予定）

・NEDO予算総額 ７２．５億円（予定）

・実施期間 平成２６ ～ ３２年度（７年間）

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２. 研究開発の内容

(1) バイオマスエネルギー導入に係る技術指針･導入要件の策定(平成26～32年度)

バイオマス種（木質系、湿潤系、都市型系、混合系等）ごとに設備機器の技術指針を策定し、システムとしての導入要件を整理する。

(2) 地域自立システム化実証事業・事業性評価（ＦＳ） （平成26～28年度）

実証事業への参画を希望する事業者を公募し、技術指針･導入要件に合致する事業者の事業性評価（ＦＳ）を実施する。

・地域自立システム化実証 (平成28～32年度)

バイオマス種(木質系、湿潤系、都市型系、混合系等)ごとに、ＦＳにおいて事業性があると評価できた事業の実証事業を実施する。

(3) 地域自立システム化技術開発事業（平成27～32年度）

事業性評価(ＦＳ)や実証事業の中に技術開発課題が抽出された場合、必要に応じて要素技術開発を実施する。

研究開発の内容

今回の公募はＦＳのみ

※ 事業性評価(FS)は、具体的な実証事業を前提とした提案とすること。

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３. 成果適用のイメージ

・地域自立システム化実証

実証事業の成果を技術指針,導入要件への反映

②【公募】による選定技術指針,導入要件を反映・地域実証に向けた事業性評価(ＦＳ)

(1) 技術指針、導入要件の策定

地方自治体

メーカー等

大学等

事業者③ バイオマスエネルギーの

地域自立システムの検証

④ 実証事業評価

適用検討

(2)地域自立システム化実証事業

抽出された要素技術の課題(3) 地域自立システム化技術開発・要素技術の開発を実施

協力者

・過去の実証事業の検討・海外動向調査・ヒアリング調査（９１ヶ所以上実施）

① 技術指針,導入要件

平成２７～３２年度

平成２８

～３２年度

平成２６

～３２年度

平成２７～３２年度

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４. 全体スケジュール

年度

地域自立システム化実証事業

技術指針・導入要件の策定に関する検討

地域自立システム化技術開発事業

H26(2014)

H27(2015)

H28(2016)

H29(2017)

H30(2018)

H31(2019)

H32(2020)

１回目

要素技術開発

2回目

策定 技術指針・導入要件の最新情報を反映した更新（技術開発動向、原料流通量等の総合調査を含む)

ＦＳ

ＦＳ3回目

実証運転・改良

実証設計・建設ＦＳ

5件採択

運転・改良運転・改良設計・建設設計・建設

実証

運転・改良

実証設計・建設ＦＳ

６件採択 反映

公募(予定)

今回の公募範囲

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５．ＮＥＤＯのこれまでの取り組み

独立行政法人特殊法人 国立研究開発法人

H15

地域バイオマス熱利用フィールドテスト事業 26件

バイオマスエネルギー地域システム化実験事業 7件

バイオマス等未活用エネルギー実証試験事業56件

H16H14 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 H25 H26 H27 H28

バイオマスエネルギーの地域自立システム化

実証事業

戦略的次世代バイオマスエネルギー利用技術開発 39件

FIT制度(H24年7月～)RPS法

バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発 34件

技術開発

実証事業

新エネ百選H21年6月

導入ガイドブック(第3版)H22年1月

バイオマスエネルギー高効率転換技術開発 10件

技術以外のシステムが重要

H13年(2001年)からNEDOで本格的にスタート

導入ガイドブック(第4版)H27年9月

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６. 実施例（木質系バイオマス）(1/2)

農業施設

燃料化工場(チップ,ペレットなど)

石炭火力発電所

大規模製材所

FIT発電事業(対象外)

発電機

中間土場

ボイラ

製紙工場

バイオマス発電所

バイオマス混焼

間伐材･未利用材

廃材･端材等

大規模需要先との連携

病院･介護施設 等

森林資源

地域需要の集約化 バイオ燃料

草本系資源

本事業の範囲

地域外へ

地域外より

既存の大型需要先を核に安定な需要先の確保が鍵である

発電効率約20％

発電効率約40％

ペレット製造規模２～３万t/年

安定した大規模なエネルギー需用

安定した熱需要などの規模拡大 が望まれる

安価な安定した木材供給森林経営の大規模化・機械化

安定した品質の燃料(ペレット化)

小規模では熱需要無し

安定運転のためペレットを指向

焼却灰処理・リサイクル(肥料 等)

設備費安価(バイオ供給設備のみ)

規模拡大・機械化によるコスト

ダウンと材料確保が求められる

排熱の有効利用が可能なことが

効率向上に重要である

・設備費が安価(発電設備､環境装置、送電線が既設)・発電効率が高く、最も効果的な利用方法

・核となる燃料化設備および需要先の集約化が求められる・大規模な需要先との共生による需給安定化が望まれる

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６. 実施例（木質系バイオマス）(2/2)

共通して留意すべき事項

・ 木質系バイオマスについては、FIT施行以降、相次ぐ事業者の参入によって、原料の確保が難しくなってきている。

・ よって、大規模・安定的に原料を確保するために、木材の集約基地を設置するなど山から木材を出してくる工夫が求められる。

・ また、事業として成立するためには、事業規模を拡大することで、全体のコストダウンを図ることが有効である。ペレット製造規模では年間2～3万トン程度が想定される。

・ 木質バイオマスのエネルギー利用方法は複数あるが、ボイラによる熱利用、蒸気タービンによる発電が主流である。

・ エネルギーの利用先としては発電所や製材所等が候補となるが、供給側の規模に合わせて、大規模にエネルギーを消費する施設と連携し、需要と供給を安定させることが求められる。

・ エネルギー利用先では、エネルギー変換した際に発生する熱を有効活用することが事業が成り立つ鍵となる。

・ バイオマスエネルギー利用事業については、複数の省庁に渡って関連する法規があり、手続きが複雑なため、熟知している必要がある。

・ 導入の際のエンジニアの不足している現状もある。

木質系バイオマス

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７. 実施例（湿潤系､都市型系､混合型バイオマス）(1/2)

都市ごみ系

食品工場系残渣物

家庭

＜農水省＞

＜農水省/環境省＞

畜産廃棄物

メタン発酵

下水汚泥

病院 等

肥料

工場 等

石炭火力 混焼

下水処理場

＜環境省＞

コージェネレーションボイラ

集約化・大規模化

＜燃料化＞

＜バイオガス製造＞

温室・養殖 等

＜エネルギー変換＞

大規模需要先との連携

熱

電力

事業系

排水処理

本事業の範囲コストダウン高効率化

発電効率約40％

集約による規模拡大(畜糞系バイマス ３００頭 規模)

需要変動対策(需給調整手段の確保)

安定した大規模エネルギー需要が望まれる

廃棄物輸送（法規制など）

季節による発生ガス量変動

複合処理による規模拡大(都市系バイオマス処理量 50t/日規模)

＜ 国交省＞

メタン発酵による廃棄物処理を主体にしたエネルギー利用が必須

・湿式メタン発酵：液肥の利用先確保が必須である・排水処理の所内動力削減が重要である

・ガスエンジンの安定長時間運転の信頼性が重要である・長期安定操業のための保守体制が重要である

「メタン発生量の安定化」および「規模拡大による

経済性向上」のために複合処理が重要である

効率的な廃棄物処理とメタン発酵

のために集約化が必須である

排熱の需要先の確保・

集約化が重要である

FIT発電事業(対象外)

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７. 実施例（湿潤系､都市型系､混合型バイオマス）(2/2)

湿潤系バイオマス

都市型系バイオマス

・ 家畜のふん尿等の湿潤系バイオマスの利用については、メタン発酵によるガス化が主流である。

・ 湿潤系バイオマスの利用においても、事業として成り立つには規模拡大によって経済性を向上させることが重要である。畜ふん系のメタン発酵の場合は、 （肉牛）300頭規模以上が必要の模様である。

・ 木質系と同様にエネルギー変換する際の熱を活用できるかが事業の鍵となる。

・ また、畜ふん系の湿式メタン発酵の場合は、副成物である液肥の利用先を確保することが重要であり、畑作などの年間を通じて大量の液肥需要が求められる。余剰分の液肥は廃水処理を行う必要があり事業性を著しく阻害する。（具体的には畑作地帯が望ましい。）

・ また、規模の拡大のために、湿潤系バイオマスと複合して処理することで、規模の拡大 → 経済性の向上 につながる可能性がある。

・下水汚泥や、都市ごみ等の都市型系バイオマスについては「メタン発生量の安定化」および「規模拡大による経済性向上」のために複合処理が重要である。単独では事業として成立しなくても、従来は産廃処理費を払って処理していたものをエネルギー利用することが可能となり、事業の経済性を向上させるケースもある。

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８. バイオマス事業の難しさ

技術指針・導入要件の策定

家畜し尿、農業残渣および木質バイオマスなど多様な原料利用が考えられる。長期にわたって安定した価格で必要な量の原料調達を実現する必要がある。原料に応じた適切なエネルギー変換設備の導入が必要となる。原料性状（含水率、発熱量など）が変動する中で設備を安定して稼働する必要がある。事業採算性の面から熱・電気など多様な利用を実現する必要がある。多岐にわたる法規制へ対応する必要がある。

バイオマス事業を始める敷居が高く、なかなか導入が進まない導入しても事業採算性が厳しい

＜現状＞

原料調達、エネルギー利用、エネルギー変換技術およびシステム全体に関する検討項目・条件を定め、導入時の事業性評価で検討すべきことおよび要件を明確化する。それに関わる技術情報も整理する。

バイオマス事業を始める際の検討事項を明確化し、事業の健全な普及を促進する。（「健全な」は設備補助以外の補助なしで事業を運営できることを示す。）

＜将来＞

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９. 地域自立システムのポイントの整理

①原料調達 ②エネルギー利用

③エネルギー変換

④全体システム（事業性評価） フィードバック

事業者のための「技術指針・導入要件」に明確化全国ヒアリング調査

事業性のある地域システムの全体像と 「どういう点を工夫すれば事業として成立するのか」というポイントに目処をつけることを目的にヒアリング調査（延べ９１ヶ所）

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10. 地域自立システムのポイント

他の再生可能エネルギーと異なり，燃料となるバイオマス原料の確保が一番重要であり，いかに安く必要量を確保できるかが事業の成否に関わってくる。

チップやペレットへの燃料化において，排熱の有効利用や自然乾燥などによる省エネルギーの工夫や，既設設備を有効利用するなどの工夫が考えられる。

（2） エネルギー利用の工夫

（3） エネルギー変換技術の工夫

（1） バイオマス原料の調達の工夫

バイオマスエネルギーを効率よく利用するために，熱利用をうまくすることが求められているが，現実には欧米に比較して国内の場合は一般家庭での熱需要は少なく事業化が難しい。そこで，安定して大量の熱需要がある工場や大型施設とのコラボレーションの工夫が必要になる。すでに稼働している本業（事業）に関連して計画することが望ましい。

（4） システムとしての工夫システム全体として地域の特性を生かした工夫が求められる。エネルギー供給事業者のみが利益をあげるだけでは事業の継続性に無理が生じる可能性もある。地元へ利益を還元する何らかの仕組みなど，地域とwin-win の関係を持てることが重要な鍵となる。

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１３. ご案内

・ 本資料で示した実施例はあくまで参考であり、公募の要件とするものではありません。

事前相談の問い合わせ先

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）新エネルギー部 バイオマスグループ

FAX：044-520-5275神奈川県川崎市幸区大宮町1310 ミューザ川崎セントラルタワー18Ｆ

・ 今回の公募は、具体的な「バイオマスエネルギー事業」を前提とした「事業性評価（FS）」 の提案をして頂きます。（※公募の範囲は事業性評価（ＦＳ）までとなります。

「実証事業」については、別途、公募(予定)に応募が必要です。）

・ 本公募開始前までは、提案内容についての事前相談をお受けします。