◆「日本エネルギー学会第13回年次大会('04.7東京)◆;HP→_008-04077
◆ 日本エネルギー学会発表会('04)◆ [時、所] :2004.7/29-30 工学院大学(東京・新宿)
コメンテータ: 松村、平田、佐野、美濃輪(’04.8/9現在)
<<バイオ関連発表>>候補58件を抽出しました. 内容をHP(-008-0407)に掲示致します.
抄録・コメント紹介,追加あれば募集中 発表番号・標題を掲載してますのでお好みの講演を検討下さい.(現在、抄録書き込み率75%)
--------------------------目次------------------------
基調講演の中から:「地域に根付くバイオマス技術に向けて」
Session 3バイオマス
微生物 3-1〜3-6
水熱 3-7〜3-18
熱分解 3-19〜3-26
ガス化 3-27〜3-38
燃焼 3-39〜3-44
評価 3-45〜3-48
他のSession.7-2〜3、7-7〜8、1-12
エネルギー学・パネル講演から:「学融合/事例研究:日本の森林の有効利用」
------------------内 容 ----------------
基調講演の中から:
「地域に根付くバイオマス技術に向けて」/堀尾正靭
太陽から与えられる範囲で持続可能なシステムを構築するのは、人類の悲願である。それは難事であるが、バイオマスを駆使した地域エネルギー自給から入るのがもっとも有望である。目先的には、廃棄物の「適正処理」に利用概念をねじ込んで行くべき。 次は 薪炭などドライバイオマス活用を末端インフラ整備により拡張する。バイオマス利用には、文化論的位置付けでの支援が必要になる。/sano.
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微生物: 座長 澤山茂樹、渡辺隆司
3-1 再生可能エネルギー創成を目指す藍色細菌の光生物的水素生産
(早大)桜井英博、増川一、吉野史紀、若井宗人
3-2 家畜糞尿のバイオガス発電システムの調査
(明電舎)新井喜明、高橋和男、和田信行
'04秋から稼働するNEDO実証プラント。豚600頭の糞尿とオガ粉で2.6t/日供給。34℃中温発酵;有機分負荷=3kg/m3日で20日間、ガス発生は80m3/日を予定。発生ガスは1KW燃料電池と、5kWガスエンジンへ送り発電する。消化液は最初の糞固形分と混合して堆肥化へ。
コメント:糞尿とオガ粉を混合圧搾分離して汁のみをメタン発酵にかけているが、固形分にもガス源が大量にあるのではないか?/sano.
3-3 リグニン分解菌を用いた杉材の資源変換−飼料化
(京大)渡辺隆司、佐々木義之、(滋賀県大)岡野寛治、(秋田県大)桑原正章
杉チップを白色腐朽菌で10週間ほど処理すると、可消化分(反芻動物ルーメン液での可溶性化)率が激増した。ワラ飼料並みに使える。/sano.
3-4 我が国におけるバイオガスプラントの現状
(産総研)塚原健一郎、柳下立夫、澤山茂樹
畜産廃棄物(糞)、食品廃棄物(生ゴミ)、下水汚泥、に分けてそれぞれのメタン発酵プラントの進展、実施状況を解説。/sano.
3-5 有機性廃棄物の高速メタン・高消化率発酵
(阪府大)徳本勇人、西口恭子、吉田弘之
3-6 固定化担体を用いたメタン発酵の高効率化
(阪府大)西口恭子、徳本勇人、吉田弘之
粒状活性炭、竹炭をメタン菌固定化に用いた。菌体サイズとほぼ似た細孔径を持つ物がよい。/sano.
水熱
3-7 木質系バイオマスのガス化で発生するタールの酸化鉄触媒による分解
(岡山大)津田浩志、笹岡英司
流通式の二段反応器(上部で熱分解、下部で触媒タール改質)を作成し、酸化鉄触媒の改質活性を評価。600℃、SV=4,600/hで80%を超えるタール改質活性を達成。触媒の比表面積により活性が異なることを示す。/minowa
3-8 ラネーニッケル触媒を用いた熱水中でのグルコースからの水素製造 (4)グルコース予備水添を行うことによる収率の変化
(産総研)中田正夫、坂木剛、、(佐賀大)熊谷聡
低温水熱ガス化において、ガス化と重合反応の競合を低減するために、グルコースの水素化物であるソルビトールが水熱条件で安定であり、ガス化され易いことを見出した。/minowa
3-9 バイオマスの水蒸気ガス化におけるタール生成機構に関する研究
(東大)鈴木政洋、伏見千尋、古沢毅、堤敦司、山口洋介
コンポーネントを分割した連続十字流移動層型微分反応器を開発。各コンポーネントで発生するタールを解析。水蒸気雰囲気では、熱分解雰囲気に比べてタール分の放出時間が遅くなった。/minowa
3-10 水熱処理と油中脱水を組み合わせた高含水率バイオマスの活性化改質法の開発
(京大)辻内達也、長谷川功、前一広
各種前処理(水熱改質(230℃)、油中脱水(150℃)、カルシウム触媒含浸)の効果を熱分解炭化物のCO2ガス化反応性で検討。カルシウムにより熱分解炭化物のガス化反応性が向上。/minowa
3-11 金属酸化物触媒を用いた高温高圧水中でのグルコースの変換反応
(東北大)相沢雄一、飯田徹、渡辺賢、Caroline Levy、陶究
3-12 超臨界水ガス化におけるギ酸による水素化特性の検討
(広島大)長谷部克彦、嶋村雅則、松村幸彦、菊池義弘
3-13 リグノセルロースからエタノール製造のための水熱前処理の検討
(広島大)吉田拓也、松村幸彦、菊池義弘
3-14 バイオマスの超臨界水ガス化に及ぼす硫黄成分の影響
(東北大)鈴木顕、永田光正、渡辺賢、新井邦夫、(産総研)白井誠之
3-15 各種超臨界アルコール中での木質系バイオマスの分解挙動
(京大)山崎潤、南英治、坂志朗
アルコールの種類を変えて木質バイオマスの分解抽出を行い、その影響を確認。270℃ではセルロースは分解されないが350℃ではセルロースまで分解抽出される。オクタノールがよい抽出特性を示す。/matumura.
木質バイオマスについて「抽出」という表現は適当ではありません。超臨界CO2抽出 という表現は、化学構造変化を伴わないときに使うのが妥当です。本報では積極的に分解を伴う超臨界液化です。/saka.
化学工学の超臨界流体技術に、石炭の超臨界水液化技術があり、これは時に超臨界水抽出とも呼ばれます。この類似として木質の超臨界アルコールによる抽出として表現したもの。溶媒と成分との反応とそれに引き続く抽出、ということです。/matumura
3-16 バイオジーゼル燃料の低温特性と脂肪酸組成の関係
(京大)今原裕章、南英治、ダダン クスディアナ、坂志朗
バイオディーゼルの成分ごとに曇り点と流動点を測定し、固液平衡の熱力学計算と比較。よい一致を示す。実際の油についても予測とよい一致。/matumura.
3-17 超臨界メタノール中での油脂のエステル交換速度
(京大)南英治、ダダン クスディアナ、田部篤裕、坂志朗
トリグリセリド→ジグリセリド→モノグリセリドのエステル交換反応の進行を1次反応速度式で近似して整理。高温処理でシス−トランス転移が進行することを確認。/matumura.
3-18 二段階超臨界メタノール法による油脂からのバイオジーゼル燃料の創成
(京大)坂志朗、ダダン クスディアナ
反応温度を下げ、反応速度を高めるバイオディーゼルの生成法として二段階超臨界メタノール法を提案、試験結果を紹介。/matumura.
熱分解
3-19 結晶性と官能基を指標としたセルロースの熱分解機構の考察
(京大)長谷川功、砂川賢司、前一広
セルロースの熱分解に伴うOH基の量の変化とXRDにおける結晶性の変化を変数として分解過程をマッピングし、これらが脱水架橋化とグリコシド開裂をそれぞれ表すものと考えて整理。/matumura.
350℃から、一気に結晶セルロースが分解し、レボグルコサン(及びダイマー)として揮発する現象を明確化した。/sano.
3-20 木質バイオマスの連続液化技術
(名大)佐藤豊幸、小林信介、羽田野重信、板谷義紀、森慈勝
木質バイオマスを加圧熱水処理して成分回収などに用いることを想定、各種の粉砕法によって粒径の違う木粉を得て、その可溶化特性を確認。粉砕動力が気になる。/matumura.
3-21 バイオマス粒子の初期熱分解特性に対する昇温速度および揮発成分−粒子間相互作用
(北大)金野美紀、奥野力、園山希、嶋田太平、林潤一郎、千葉忠俊、(電中研)芦沢正美
熱重量測定では一次分解生成物が充填層内を拡散中に2次的な反応を起こしてしまうことを考え、木粉を挟んだ金網に通電し、生成物を気流で除去する装置で1次分解特性を確認。/matumura.
3-22 バイオマス熱分解用アルカリ金属系触媒の開発
(信州大)福長博、畠山奈己、永吉大輔、新井親夫、山田興一
ナトリウムを用いた触媒で木粉の流動層ガス化を行い、アルミナよりも高いガス化特性を得る。/matumura
3-23 木質バイオマスマスの直接液化反応機構
(日大)金子晴美、阿部真吾、山崎新太郎、米田哲也、小沼健治、菅野元行、平野勝己、真下清
3-24 Composition analysis & application of wood tars
(九大)W.M.Qiao, MHuda, S-H Yoon, Y.Korai, I.Mochita, (関電)H.Hayasi
3-25 木質バイオマスの新規な水素製造法
(日本計画機構)亀山光男、(ハワイ大)堂脇清志、(群馬大)森下佳代子、山崎邦彦、宝田恭之
各種バイオマスの熱天秤データを提示。ほとんどが350℃付近でS字型の重量減少を起こすのに対して、古紙だけが150℃で重量減少している。対象は畜糞、もみがら、稲わら、建築廃材、古紙、檜(灰分の順で配列)。/sano.
3-26 バイオディーゼル燃料製造のための固体触媒の開発研究
(愛媛大)川島文人、(KRI)阪井敦、(キャタ・リ)平野竹雄、(ツトウ技)傳慶一、(レボ・イ)越川哲也
ガス化T座長:芦沢正美
3-27 リグノセルロースのガス化におけるタール生成挙動とキャラクタリゼーション
(京大)細谷隆史、河本晴雄、坂志朗
セルロース、ヘミセルロース、リグニン及び杉粉を700℃熱分解した。杉は各成分の分解物の和として予想された物に比べて、水溶性タールが少ない;残炭が多いという特徴がある。/sano.
3-28 小型噴流床ガス化炉による樹木系と草本系のバイオマスのガス化
(産総研)小木知子、張岩、川村明、中西正和、井上誠一
3-29 油中改質バイオマスのガス化反応速度・コーヒ滓のガス化反応速度
(電中研)芦沢正美、梶谷史朗
3-30 流動媒体に活性アルミナを用いたバイオマス循環流動床ガス化
(東工大)波岡知昭、吉川邦夫、(産総研)鈴木善三、幡野博之
3−31Ni系触媒によるセルロースとリグニンの水素リッチガス化
(東京工業大)○亀谷雄樹、花村克悟
ステンレス管内に多孔質を設置し、温度制御をしながら多孔質上で木質バイオマスの主成分であるセルロースとリグニンをガス化。多孔質にNi系触媒が含む場合は、低温度域でCOおよびH2が生成すること、触媒表面の酸素濃度制御により選択性が高く、チャーおよびタールの少ないガス化ができることを説明。/hirata.
3−32ダウンドラフト型ガス化炉によるトドマツチップのガス化
(北海道大)○山崎高、高津宏和、山形定、村尾直人、太田幸雄、(森のエネ研)椎谷悟、
大場龍夫
発電能力1kWのダウンドラフト型ガス化炉を用いてトドマツチップのガス化を行い、ガス化炉の最適空気流量の検討を行うとともに、空気流量が変わったときのタール濃度、ダスト濃度の変化を調べた結果を報告。/hirata.
3−33 バイオマス迅速熱分解タールの水蒸気改質反応系における改質促進剤
in-situ生成
(北海道大)○細貝 聡、小林良崇、嶋田太平、林潤一郎、千葉忠俊、(産総研)倉本浩司
二段流動層ガス化において、バイオマス粒子の迅速熱分解において生成したタール蒸気が、多孔質活性アルミナ粒子表面でどのような水蒸気改質特性、コーク析出特性を示すかを調べた結果を報告。
3-34 農林系バイオマスの高効率利用に向けたガス化反応特性
(電中研)○梶谷史朗、市川和芳、犬丸 淳
種々の農林系バイオマスについて熱天秤および気流層管状反応装置を用いた熱分解実験を行った結果を説明。また熱分解で得られたチャーについて、熱天秤および気流管状反応装置を用いたガス化実験を行った結果についても報告。/hirata.
3-35 牛糞を用いた熱分解ガス化発電システムに関する研究
(東京工業大)○佐藤圭太朗、張 剣 、波岡知昭、松原弘直、吉川邦夫、鳴海良成、栗原雄二
牛糞を対象とした1t/d規模のガス化発電実証プラントの運転結果の報告。このプラントでは発酵乾燥牛糞と木材チップを混ぜて水蒸気ガス化を行い、生成したガスを改質炉でタールを分解したのち混焼式ディーゼルエンジンで発電するもの。発電端効率は16.8%。/hirata.
3-36 木質系バイオマスのCO2吸収ガス化に用いるCO2吸収剤の炭酸化反応特性の速度論的検討
(産総研)○藤本真司、花岡寿明、鈴木善三、幡野博之、佐々木義之、美濃輪智朗、(CCUJ)亀井健治、林 石英、(広島大)松村幸彦
木質系バイオマスのガス化反応系にCaOを添加することで、反応系のCO2を吸収して熱量の高いガスを得ることを目的とする。この反応系における速度論的検討を行った結果を報告。/hirata.
3-37 浮遊外熱式バイオマス高カロリーガス化に関する基礎研究
(長崎総合科学大)○宮城彰平、坂井正康、村上信明
電気炉形式のガス化炉に木質バイオマス試料と水蒸気を供給して条件を変えながらガス化を行い、生成ガス組成を測定した結果を報告するとともに、生成ガスからメタノールを製造した場合の収率を試算。/hirata.
3-38 木質バイオマスのガス化・ガスエンジン発電システムの開発と性能評価
(川崎重工業)○平田悟史、太白秀一、松村京子、梶畠賀敬
固定床ダウンドラフト型ガス化炉、ガス精製装置、ガスエンジン発電機を組合せた実機規模(発電出力80kW)のシステムにおいてさまざまな木質バイオマスをガス化した結果を報告。ガス化炉出口におけるタール濃度が低く、システムの発電効率は18%。/hirata.
燃焼
3-39 半炭化ペレットにおけるセルロースの挙動
(産総研)本庄孝子、(近畿大)井田民男、佐野寛(地エネシス)
セルロースは170℃で軟化する。ペレット化可能な温度域は、8.4〜25.5MPaまでに、340〜305℃と低下した。得られたペレット密度は1.1〜1.2の範囲にある。X線回折により加圧が無定形化を促進していることが判った。/sano.
3-40 高温水蒸気を用いたタール改質反応に関する基礎研究
(東工大)福本航一郎、波岡知昭、吉川邦夫
無触媒では、水蒸気を多量に入れても800℃・空気比0.4の部分燃焼を必要とするが、Ru/アルミナ触媒存在下では、水蒸気比2.5で、700℃で十分改質できた。/sano.
3-41 間接キルン式ガス化による木質バイオマス発電
(中外炉)笹内謙一、田中秀直、谷口美希
外熱式多筒型キルンガス化炉と改質塔、ガスホルダー、ガスエンジン発電機を組合せた実証設備(発電出力178kW)を大型製材所に設置して実施した運転結果を説明。原料の含水率とガス化炉および改質塔におけるタール発生量についてデータを示す。/hirata.
3-42 高水分バイオマスの可燃性判定
(地球エネシス)佐野寛、森田明宏、(産総研)本庄孝子
バイオマスの燃料としての有用性を評価する指標として燃焼維持温度における有効発熱量を提案し、検討した結果を報告。/hirata.
低発熱量(=101℃有効発熱量)によっては可燃限界水分を表せない。900℃有効発熱量を用いると、可燃限界水分の実態に合った。/sano.
3-43 木質系バイオマスの燃焼性について
(高知工大)岡村敏章、石川真志、坂輪光弘、(高知県森林技セ)今西隆男
スギ、ヒノキを部位、地上からの高さ、伐採からの経過時間別に分けて、熱天秤を使って燃焼させて、発熱量と発生ガス組成を測定した結果を報告。材より葉、樹皮の方が発熱量が高いことを明らかにした。/hirata.
3-44 機械的加圧下でのバイオマスの炭素化機構の検討
(京大)中川恭輔、桜本裕二、蘆田隆一、中川浩行、三浦孝一
セルロースを半炭素化(300℃以下)、炭素化(300℃以上)する際、10MPaに加圧して、ガスの生成速度、炭素化物の性状などを調べた。半炭素化過程で加圧することでタールの生成率が減り、炭素化収率が6倍に向上することがわかった。/hirata.
セルロース鎖間の脱水架橋形成が、加圧によって促進されるという仮説を、重量変化及び発生ガス量によって確認。普通の熱分解温度350℃より大幅に低温で脱水が進行する点が注目される。/sano.
評価: 座長 山本博己
3-45 木質バイオマス収集・利用システムに関する考察
(森林総研)原田寿郎
バイオマス活用には集材が課題である。100t/日(=26000t/年)廃材が集材できそうな森林計画区は、一割に満たない。さらに巨大資源である林地残材や未利用材では、収集・運搬コストがかかるので深刻である。使用義務付けや費用支援などのインセンティブが必要である。/sano.
3-46 森林バイオマスのチップ化と併給システムの検討
(高知県森技セ)今西隆男、山口達也、松岡良昭
土場あるいは作業道端で間伐材等をチップ化し輸送する目的で調査。杉残材が水分60%、容積密度0.14乾t/m3で輸送性低い。さらに破砕式チッパーにかけると容積が4.5倍に増大。
コメント:チップ化で輸送性悪化しては逆効果。切削式チッパーで挑戦してはいかが。/sano.
3-47 不整地傾斜管内二相流による木質チップ輸送−固体粒子閉塞条件
(近畿大)澤井徹、赤阪素史、(地エネシス)佐野寛、(産総研)本庄孝子
チップ搬出の省エネのため、水力輸送での閉塞条件調査。水平管路長、屈曲部位置、チップ形状効果などがファクターとなることが判った。/sano.
3-48 林地残材の低コスト収集の可能性について
(森林総研)久保山裕史
遠野市で発生する用材不適木は8000tを越す。現森林での伐採収集法は、全幹集材(枝・梢端切り落とし→林道端で丸太にする)と短幹集材(林内で丸太にして搬出)とがある。今回対象は、全幹集材、道路工事支障木で運搬容易な物に限定した。トラックの改造、採集システムなどの検討と経済性の試算。/sano.
他のSession
7-2 小型廃棄物ガス化発電システムのガス化・発電特性
(東工大)阿部徹也、波岡知昭、吉田邦夫、原勉
エリンギ栽培の廃菌床(ヒノキオガ)は絶乾灰分30%、16GJ/t、木屑1/5を着火剤としてSTAR-MEETシステムとして使う。/sano.
7-3 有機系廃棄物のバイオガス化新処理技術
(北見広大)山田哲夫、橋本晴美、鈴木勉、(ノーステック)丸山敏彦、(大創ケット)菅野新也
牛糞・生ごみ10%スラリーに、鉄イオン触媒を加え、鉄電極で還元して水素を得る。/sano.
7-7 廃棄石炭利用バイオブリケットのガス化
(埼玉大)金田昌之、王青躍、坂本和彦、(北見工大)山田哲也
中国南桐炭鉱廃棄物と、カラマツ樹皮とを、75:25で混合し消石灰をCa/S>2となるように混合、4t/cm2プレスしてバイオブリケット(BB)を調整。/sano.
1-12 石炭バイオブリケットの連続ガス化
(北見工大)堀川貴順、山田哲也、橋本晴美、鈴木勉、(ノーステック)丸山敏彦(埼玉大)王青躍
南桐炭(C63.7%、S3.5%、灰23%)にカラマツ樹皮(C48.4%、灰1.5%)と消石灰を混合、錠剤成型器で造粒、1173Kで焼成したBBを1273Kで水蒸気ガス化。/sano.
7-8 ごみ固形燃料化の炭化システムとその製品
(JFEホールディング)行本正雄、(日本リサイクルマネージメント)山口安幸
RDF(20GJ/t)を内燃式揺動ドラムで空気に0.1〜0.2で部分燃焼炭化、炭化物(16〜17GJ/t、)を得て、「JFEエコ炭」と名づけ販売した。/sano.
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エネルギー学・パネル講演の中から:
「学融合/事例研究:日本の森林の有効利用」/松村幸彦
エネルギー学における学融合のモデルとして「日本の森林の有効利用」を取り上げた。バイオマス部会のメーリングリストを駆使して、メンバーを公募し、情報収集と議論を進めた。主な収穫を例示する。
[有効性とは] 生産系として木材生産、パルプ生産、エネルギー生産; 経済外効果として国土保全、環境保全、雇用創出がある。後者を強調するには、環境価値の内部化など定量化が必要である。
[エネルギー供給性] 今のように木材廃材に限定すれば大した量ではない。傾斜林資源が採取できれば巨大である。が、採取には技術開発が必要。その採取技術には、経済性とエネルギー収支性の評価が必須である。
[新システム例] 4例が提示された。
1)エネルギープランテーション: 木材廃材依存でなく、エネルギー森林経営への挑戦。コスト的に厳しいので、より高価な木材やパルプ生産を併用したカスケード利用と、燃料市場の開発とが前提になる。
2)地域産業複合コンビナート: 林産物の輸送性を考慮すると、近接地域需要との密着・開発が不可欠。
3)流域管理とダムサイト利用: 自然林、環境保全評価の進展にかかっている。
4)新里山構想.: 木材・薪炭目的の里山が衰退した後を受けて、住居・生産密着の新ツール(貸し林、家庭林園、山林放牧)を提案。挑戦課題としては燃料自給率・食料自給率目標を掲げることになる。/sano.
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-------------日エネ'04 fin.