合同会社 バイオ燃料 ( BioFuels,LLC )


食品残渣、家畜・家禽類の糞尿、等の比較的水分を多く含んだバイオマス残渣原料類の有効処理法として、メタン発酵装置等を介しエコな再生可能エネルギー社会の実現を目指します- 合同会社バイオ燃料(BioFuels,LLC)




メタン発酵発電装置:各種バイオマス・メタン発酵発電装置の情報を掲載します。 バイオマスガス化とは異なる方式のガス燃料タイプのメタンガス発酵装置、特に小型のコンテナー仕様,或いはドラム式の最新ドライ・タイプの装置もご提供可能です。 更には、ガス化装置と同様に、最新の高効率の多段メタン発酵法、或いは低設備投資なら、原始的なラグーン式メタン発酵法もあります。 コンパクトで、設置が簡単な大型並列コンテナー方式もあります。

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  メタン発酵発電装置

   お薦めのメタン・ガス発酵発電装置の情報を掲載します。
バイオマスガス化の合成ガスとは異なるガス燃料ですが、メタンガス発酵装置、特に小型のコンテナー仕様の装置、及び中型のドラム式の最新ドライ・タイプの装置もご提供可能です。 更には、ガス化装置と同様に、最新の高効率の多段メタン発酵法もあります。 更に設備価格最重視ならラグーン方式メタン発酵法も、コンパクトな設置、現地工事の短期化なら大型並列コンテナー方式メタン発酵法です。


(1)乾式小型メタン発酵(発電)装置(比較的多くの固形物を含むバイオマス廃棄物の場合)
  全てのバイオマス原料は脱水し、乾燥機で乾燥すれば、全てガス化(発電)処理可能ですが、 殆どが水分(70〜80%以上)の様なバイオマス廃棄物では、 原料がそのまま処理できるメタン発酵法がお薦めです。
通常、比較的固形物の多い場合は乾式(Dry-Type)を、 固形物が少ない場合は湿式(Wet-Type)が採用されます。
この固形物の多い場合の乾式装置も、技術は日々進歩しています。
水分が多い食品残渣、家畜・家禽類の糞尿等のバイオマス廃棄物原料(液状を含む)のバイオガス発電用途では、 小型コンテナ―搭載の メタン発酵発電装置、等を扱っています。

右側上段の乾式小型メタン発酵装置(ERibox)は、廃棄物原料を単に小型コンテナー内に投入し、メタン反応をさせるだけですが、
後段は最新のドラム式メタン発生装置(250kW)の1例です。
こちらはドラムが低速で回転する方式で、通常の方式に比べ10〜15%程度メタンガス発生率が高く、必要動力も3分の2、 そして使用済の固体残差は乾燥堆肥として、廃液も極めて少量の高濃度液肥が得られると言う優れものです。
原料は固形分が30〜40%程度が最適で、主に食品残差、家禽・家畜の糞等が通常そのまま使えます。
コンテナー仕様乾式メタンガス化装置

最新型乾式メタンガス化装置

下記動画は1例です。
乾式は海外製品が性能的にも優れている様です。 原料の多くは家畜類の糞尿(牛馬、豚、鶏)・敷藁類、食品残差類が多く使われます。廃棄物を使っても、売電価格(FIT)は39円/KWhと高価買取です。 取扱製品は、まだ国内導入例の少ない小型・コンテナー仕様となっています。 発電能力で云えば100〜250KW程度以内となっています。より詳細情報情報は下記を参照下さい。 具体的なメタン発酵装置の製品情報はお問い合わせ下さい。下記動画は1例です。

『海外で流行の小型コンテナー型メタン発酵の紹介』Blog記事はこちらです


(2)大型並列コンテナー式メタン発酵(発電)装置(比較的水分を多く含む廃棄物の場合)
  メタン発酵法も、いろいろです。(4)ラグーン方式もいいのですが、 見栄え等を考えると開発途上国向け用では安価で良いかもしれませんが、国内設置となると課題も有り得ると思われます。

メタン発酵は、何れも理論的には類似で、廃棄物(家畜・家禽類の糞尿、食品残渣、他)を発酵させてメタンガスを得ると同時に、廃棄物の減容化、環境改善(臭い、メタンガス大気放出防止)等です。 そこで、見栄えの優れた、そしてコンパクトで、工期の短い全コンテナー方式を採用したメタン発酵(発電)装置の紹介です。 必要なら後日設置場所の移動もできます。



   左側写真例の様に、全て大型コンテナーを必要な規模数を並列に並べるだけです。タンク方式で問題となる基礎工事、タンク槽の現場工事等は殆ど不要です。 後日必要なら処理規模の追加も、コンテナー反応器数の追加で簡単に対応可能です。必要なら後日設置場所の移動も比較的簡単にできます。

因みに、例えば、糞尿であれば、40フィートのコンテナー反応器1基(32m3)で2.4d/日の廃棄物が処理できる見込みです。 従って、10基(写真下段コンテナーA)あれば、タンク容量(320m3)で24d/日の処理量が可能、成牛約400頭程度の廃棄物を全て処理できます。 メタンガス(@5,140Kcal/Nm3)は約800Nm3から900Nm3程度発生できる見込みです。このガスを即エンジンで発電等に使用できますが、 例えば、自家用利用(Micro-Grid)の場合、電力需要とガス発生量が一致しない場合も多いと思われます。 この様な場合、ここでは多層プラスティク膜(Membrane)製のガスタンク(大きなプラ袋)をバッファー・タンク(60m3/基)として使います。 写真のBの8基(合計480m3)がそれで、1日当たりのガス発生量の60%も貯蔵できます。例えば、夜間発生ガス分を日中使用することもできます。尚、ガスタンクは全てコンテナー内に収まっていますので、外見はプラ袋には見えませんし、何か外部から傷つきガス漏れの可能性も無いと思われます。 この様なバッファー・タンクも、バッファー・ガス量に応じ、調整可能です。バイオマス・(発電)ガス化装置でも、ガス発生変動の平均化等の目的で、この様なバッファー・タンクを良く使います。
勿論、メタン発酵発電による売電ビジネス(FIT:電力固定価格買取制度)用途でも使用できます。 この場合、売電価格も高い(39円/ kWh)と高価、原料廃棄物は勿論無料、或いは処理費が頂けます。

その他、本コンテナー式バイオ(メタン)ガス発酵(発電)装置の概要は下記を参照下さい。
1)大型並列コンテナー式バイオ(メタン)ガス発酵(発電)装置の説明書(PDF)はこちらからダウンロードできます
2)『大型並列コンテナー式バイオ(メタン)ガス発酵(発電)装置の紹介』Blog記事はこちらです
 

(3)多段法湿式メタン発酵(発電)装置(高効率メタン発酵を目指すなら2段法)
  メタン発酵法は、バイオマス原料からメタンガスへのガス転換効率が、ガス化に比べ低いのが課題です。

メタン発酵法で、最高メタン発酵効率と高熱量ガスが同時に得られる最新技術の中大型湿式多段法、実際は2段メタン発酵法(Two-Stage Anaerobic Digester)です。 添付の1段法と2段法の比較図から判る様に、1段法はどうしても副生CO2ガスが混入したメタンガスですが、2段法では、先ず1段反応器で不燃CO2ガスが除去され、この結果、メタンガス中にCO2を殆ど含まない為、より高エネルギーのメタンガス燃料が得られます。
メタン発酵ガスの主な用途は、ガスエンジン発電用の燃料です。バイオマス等のガス化合成ガスに比べ、発熱量は2〜3倍高く、通常は天然ガスの3分の2程度もあります。 従って、合成ガス用中速型ガス・エンジンに加えて、他にも多くバイオガス用エンジン発電機(中高速型)として発売されています。

メタン発酵発電による売電ビジネス(FIT:電力固定価格買取制度)は、売電価格も高い(39円/kWh)反面、設備費も極めて高価と言うのが常識です。 従って高効率(最低燃費)、高信頼性、そして低価格(高投資効率)等の実現が売電ビジネス上の最重要項目です。この様な製品のご提供を常に努めています。
2段メタン発酵法

2段メタン発酵法フロー図


(4)ラグーン型メタン発酵(発電)装置(過剰な水分のバイオマス廃棄物の場合)
   特に殆どが水分のバイオマス原料をそのままメタン発酵・ガス化処理法の一つが、ラグーン方式メタン発酵(Lagoon Anaerobic Digestor)と言う方法です。 この原料の代表例は、牛・豚等の糞尿をそのまま使える、或いはパーム処理排水(POME)の廃水処理法として使われています。

添付の写真の様に,大きな窪み(Lagoon)を掘り,そこに処理廃液を流し込み、廃液・廃水処理法としてメタン発酵を行う方法で、出来たメタンガスを貯蔵し・かつ酸素を遮断(嫌気性メタン反応)する為、シートカバー(HDPE)を設ける方法です。 勿論、窪みの底は廃液が漏れない様に(フィルム・シート、粘土、コンクリート等)防止する、渕はシート止め、更にガス漏れ防止の工夫、更には、溜めた廃液の循環、加温(メタン発酵発電時のエンジン排熱利用)操作、2段(多段)発酵等による効率化操作を加える場合等もあります。

最大の特徴は、原始的ですが、設備価格が大幅に削減できることです。土地があれば、規模も小型から大型(HDPE製10,000m2)迄対応可能です。 既に、この方法は50年もの歴史があり、欧米、中国、東南アジア、等で広く普及しています。

メタン発酵装置は、通常現状でも装置価格が特に高く、この前提から売電価格(FIT)も39円/KWhと高止まりしていますので、採算上、本方方式は有利であると思います。 具体的には直接お問い合わせ下さい。

次にメタン発酵用がガス(Biogas)エンジン発電機です。他のメタン発酵方式でも共通です。
メタン発酵ガス(Biogas)のメタンガス濃度は、前述の2方式を含め、どの様な発酵法でも一般的に50〜70%(他は殆どCO2)もあり、高エネルギー値(5,000Kcal/Nm3〜)であり、合成ガスの様な低エネルギ値(1,200Kcal/Nm3前後)、そして水素ガスも含まない為、ガス・エンジン発電機の選択の自由度(高速型・中速型)もあります。 ここでも、特に輸入機の場合、出来ればエンジン・オーバーホール時間の長い中速型エンジン発電機、回転数(600〜1,000rpm)が、オーバーホール時間(60,000〜80,000時間)も長く、多少高価格ですがお薦めです。
添付写真は伴にエンジン発電機(1MWe版)ですが、この程度の発電能力迄なら、コンテナー内に収まります。

バイオガスの場合、高速型(1500/1800rpm)も使えますが、オーバーホール間隔(20,000〜25,000時間毎)が短いのが課題です(添付は高速型250KWの例)。 尚、小型機の場合(500KWe以下)、高速機しか存在しません。

このラグーン方式のメタン発酵法のより詳細情報情報は下記を参照下さい。
『ラグーン型メタン発酵(Lagoon Anerobic Digestor)の紹介』解説記事(英語)はこちらです


以上、良くある質問(メタン発酵発電)はこちらです
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