平成２１年度　研究成果報告

バイオマスの熱分解による燃料ガス生産技術の高度化

(独)農研機構　九州沖縄農業研究センター　九州バイオマス利用研究チーム

長崎総合科学大学

積水化学工業株式会社

東京農業大学

研究の成果

木材や稲わらなどからのガス化発電利用やメタノール変換技術が実用化段階にあり、効率のよい技術開発へのブラッシュアップが進行中です。平成21年度からは合成ガスからのエタノール変換も開始しました。また、畜産ふん尿については、原料をペレット加工し、安定的にガス化できる技術が開発されました。

　*　バイオマスガス化発電・C1化学変換コンバインド高効率システムの実証

　*　バイオマスガスからの直接エタノール変換システムの開発と実証

　*　家畜排せつ物等バイオマスの直接熱分解ガス化によるエネルギー化技術の開発

バイオマスガス化発電・C1化学変換コンバインド プラント
　−平成21年度までの成果と現状−

　　　　　　　　
• 各種の草木バイオマス（木質系:杉、ハンノキ、ナラ；草本系:稲わら、バガス、ソルガム 図2）を浮遊外熱式ガス化法（図1）によってガス化し、高品位生成ガスを得ることができた（図3）。
　　　　　　　　
• ガスエンジン発電で50kWクラス最高の発電効率21%を示した。バイオマス1kgで1kW/hの電力を得ることができる。
　　　　　　　　
• 生成ガスはH2とCOが主成分で、化学原料として液体燃料合成に利用できる。通常の8MPa圧力合成を2MPaの低圧多段合成法（各段で生成メタノールを液として採取）によって、低動力・高効率の合成が可能となった。バイオマス2.5kgからメタノール1Lが得られる。
　　　　　　　　
• PSA吸着精製によって、生成ガス中の微量不順成分（H2S,HCL,COS等）が除かれ、市販可能な高純度メタノール製品（図4）が得られた。
　　　　　　　　
• 本プラントの開発はほぼ完成期にあり、250kW規模の実用機展開に入った。
　　　　　

家畜ふん尿堆肥等のガス化・エネルギー利用システムの開発

　　　　　　　　
• バイオマス資源である牛ふんおよび鶏ふん堆肥を熱分解ガス化し、発電と熱利用を行うエネルギー化システムを開発した（図5）。
　　　　　　　　
• 堆肥はペレット化し、ガス化は厚層のダウンフロー方式（材料、空気とも上から下に流れる方式）で、タール発生もなく安定した温度でガス化が可能となった（図6）。ガスの発熱量は平均3,820kJ/N-m3で、ディーゼルエンジンに送り発電する。ガスの冷却熱や発電廃熱により食品残渣を乾燥し、家畜の飼料として利用する。また、燃焼灰はカリ、リン酸肥料として利用できる。
　　　　　　　　
• エネルギー収支は、投入エネルギーに対し発電が25%、熱利用が52.4%で総合熱効率は77.4%になると推定される。
　　　　　　　　
• ペレットの処理規模12.5t/日の場合、設備費は約2.4億円で、売電量は8,200kWh/日、食品残渣約26t/日を8,000円/tで処理できれば収支のとれるエネルギー化プラントとなる。