木質バイオマスボイラー導入診断【森のエネルギー研究所】.pdf

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さあしゃたけはな
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1 木質バイオマスボイラー導入診断調査内容説明書 1

2 なぜバイオマスなのか? 地球温暖化防止における役割として自ら化石燃料削減のモデルとなることが求められきていますまた石油は高騰を続けており施設経営を圧迫しつつありますバイオマスボイラーを導入することにより二酸化炭素排出量の削減ができるだけなく工夫次第で燃料費の削減が可能となりますさらに地域資源の活用により地域活性化にも貢献することになりますこのため今バイオマスボイラーの導入が全国的に広がりつつあります木質バイオマスボイラー導入による 3 つの効果第 1 の効果 : 二酸化炭素 (CO 2) 排出量の削減最大の環境問題ともよべる地球温暖化問題がいよいよ顕在化してきております京都で定めた気候変動に関する国際連合枠組条約は既に発効しておりますが我が国においてはいまだに二酸化炭素排出量が増大しております地域の二酸化炭素削減にとって各々が排出抑制のための施策を実施すると同時に自率先垂範してモデルを示すことが求められております第 2 の効果 : 燃料コスト削減現在化石燃料価格が高騰を続けており国際需給状況からみて今後も下がる見込みはありませんこのため化石燃料を大量に消費している施設では燃料費が増大し経営を圧迫するようなケースが多くみられますそのため温浴施設や温水プールなど通年需要があり規模も大きな施設では木質バイオマスに転換することにより大幅なコストダウンを達成できる可能性があります第 3 の効果 : 地域活性化木質資源は地域に豊富に存在する循環資源であり植林育林利用といった適正管理を行うことで半永久的に持続的な利活用が期待できます永続的に活用できる地域資源を活かすことが地域産業活性化の重要な条件ですまたこれまで外部資源に頼っていたから外に払っていた燃料代を地域内で回すことになり地域内経済の流動化に貢献しますさらに災害などの有事の際にも地域資源は途切れることなく供給でき地域の安全保障にも役立つことになります株式会社森のエネルギー研究所からのご提案バイオマスボイラーは高いのではないか? どのような手順で設計をしたらよいか? どのような機種を選択したらよいか? といった疑問からよいことはわかっているのだがと躊躇されるご担当者もいらっしゃることと存じますそこで森のエネルギー研究所では木質バイオマスボイラー導入の簡易診断を行って最適化のための経済性シミュレーションをご提示し同時にさまざまなご相談にお応え申し上げることで木質バイオマス導入の判断材料をご提供いたします森のエネルギー研究所が専業会社としてこれまで培ってきたノウハウがお役に立てれば幸いです 1

3 1. 調査方針 1.1 木質バイオマスボイラーを導入するための課題木質バイオマスの利用が環境的にいくら良いものであってもその設備等の導入に対して費用対効果経済性を無視することはできませんたとえばボイラー設備は一般的に化石燃料ボイラーの設備初期導入費は安価で済み木質バイオマスボイラーは高額なものとなりますしかし対象施設に十分な熱需要 ( 化石燃料から木質燃料への代替量が多いこと ) があり木質バイオマス燃料が安価に入手できる等の条件が整っている場合には中長期的にみて毎年ランニングコストは化石燃料ボイラーを導入するよりも ( 初期導入費を含めて ) 有利となることがあります化石燃料ボイラーよりバイオマスボイラーが経済的に有利になる条件 1 ボイラー導入施設に十分な熱需要 ( 化石燃料から木質燃料への代替量多いこと ) がある 2 木質バイオマス燃料が安価に入手できる図表化石燃料ボイラーと木質バイオマスボイラーの比較項目化石燃料ボイラー木質バイオマスボイラー資本費初期導入費用 ( 減価償却費 ) 安価高価ランニング燃料費 ( 熱単価 ) 高 ( 上昇中 ) 入手価格による ( 要調査 ) コスト維持管理費安価安価 ( 化石燃料ボイラーと同程度 ) 設備の耐用年数短い長いほとんどない日常管理の手間 ( 自動無人運転 ) 木質バイオマス燃料特有のものとして灰の掃除があります少ない ( 自動無人運転可能 ) 木質バイオマスボイラーを導入する場合における重要必須事項安価なバイオマス燃料を調達する( 体制をつくる ) バイオマスボイラーの導入費用を可能な限り低減化最大限の化石燃料使用量を代替できるような最適設備規模の選定 2

4 1.2 ハイブリッド型最適システムのご提案木質バイオマスボイラー導入の課題を克服するために株式会社森のエネルギー研究所では木質バイオマスボイラーと化石燃料ボイラーを組み合わせて利用するハイブリッド型最適システムの検討を行いコストパフォーマンスの高いシステムのご提案をしています株式会社森のエネルギー研究所からのご提案木質バイオマスボイラーは化石燃料ボイラーに比べて依然として高価であるため既存システムと同規模のものを導入した場合は高額な導入設備費が必要瞬間的な熱需要の変動に対するレスポンスが遅いベース需要を木質バイオマスボイラーでまかなうピーク需要は化石燃料ボイラーとの併用で対応コストパフォーマンスの高い最適規模のシステムをご提案株式会社森のエネルギー研究所では木質バイオマスエネルギー利用機器を導入するにあたって各施設に適合する設備規模や燃料供給方式の検討を行いますこれは従来の化石燃料利用機器の場合はピーク負荷に対応できるように余裕を持たせて熱源の設定を行いますが木質バイオマスエネルギーの規模はこれに必ずしも合わせる必要はなくピーク時の負荷対応には化石燃料ボイラーと併用使用するなど化石燃料ボイラーと木質バイオマスボイラー双方の特性を活かしたハイブリッド型のシステムが合理的と考えられますそこで今回の調査では各施設の設備概要燃料消費量設備稼働パターンに関するデータをもとに木質バイオマスボイラーの導入規模を変動させた場合の年間収支シミュレーションを行いコスト的に最も有利な導入最適規模を算定します 3

5 2. 調査内容 2.1 調査の目的本調査では木質バイオマスエネルギー利用機器を導入するにあたって各施設に適合する設備規模や燃料供給方式の検討を行います 2.2 調査の方法各施設の設備概要燃料消費量設備稼働パターンに関するデータを基に木質バイオマスボイラーの導入規模を変動させた場合の年間収支のシミュレーションを行いコスト的に最も有利な点を導入最適規模として算定します 2.3 調査フロー木質バイオマスボイラー導入最適規模の選定シミュレーションフローを以下に示します 1 既存施設調査既存施設概要調査 2 既存設備調査施設熱需要調査バイオマスボイラー設備調査初期導入費維持管理費ユーティリティ費 3 設備導入規模を変動させた場合の年間収支シミュレーション化石燃料が高くバイオマス燃料価格が低いため収支が黒字になる場合どの規模を選定しても赤字収支になる場合 4 収支黒字が最大となる設備規模を選定 4 CO 2 排出削減コスト ( ) が最小となる規模を選定コスト算出方法として CO 2 ( 二酸化炭素 ) 排出削減効果が最も高い導入規模の選定という観点から CO 2 を 1t 排出削減するのに要するコストを以下の式によって求めます CO 2 排出削減コスト ( 円 /t-co 2 ) = 木質バイオマスボイラー導入にかかる新たな費用木質バイオマスボイラーに変更することで削減できる CO 2 排出量 4

6 2.3 調査概要既存設備施設熱需要調査既存化石燃料ボイラと木質バイオマスボイラのハイブリッドシステムの最適化を検討するために必要な施設の概要既存熱利用設備熱需要量熱需要パターンについて把握する必要があります (1) 施設調査内容 1 施設名称 : 2 所在地 : 3 回答ご担当者所属 : 氏名 : TEL/FAX : 1 敷地面積 ( m2 ) 2 建屋面積 ( m2 ) 2 延床面積 ( m2 ) 3 建屋の構造 ( 建物構造階数特徴等 ) 例 : 鉄筋コンクリート造地上 2 階建 4 使用用途 : 例 : 主に昼間のみ使用している事務所ほぼ毎日使用している高齢者福祉施設等 ) 5 周辺の特徴 ( 都市計画上の土地利用区分等 ) 例 : 第 2 種住居専用区域商業地域準工業区域等 (2) 温熱設備 ( ボイラ等 ) 冷熱設備 ( 冷凍機等 ) の設備調査内容温熱設備 : ボイラ等設備の種類例 : 温水ボイラー 1 3 (kw/ 台 ) 300 出力 (kcal/ 台 ) 使用用途使用燃料暖房給湯 A 重油定格燃料消費量 25L/h L/h L/h L/h 設置年平成 5 年年年年年間燃料消費量 100,000L L L L 1 日の設備使用 10 (9 時 ~20 時 ) 年間設備使用日数約 180 日円円円年間燃料費 ( 万円 ) 300 万円円円円年間維持費 ( 万円 ) 60 万円円円円冷熱設備 : 冷凍機等設備の種類例 : 吸収式冷凍機 1 3 出力 (kw/ 台 ) 200 (kcal/ 台 ) 使用用途冷房使用燃料 A 重油定格燃料消費量 25L/h L/h L/h L/h 設置年平成 5 年年年年年間燃料消費量 100,000L L L L 1 日の設備使用 8 (9 時 ~18 時 ) 年間設備使用日数約 90 日円円円年間燃料費 ( 万円 ) 280 万円円円円年間維持費 ( 万円 ) 60 万円円円円 5

7 (3) 既存設備の稼働状況調査既存設備の熱需要特性について直近年度における月別の熱需要及び代表的な 1 日の変動について詳細に調査しシミュレーションを行うための資料とします月別項目 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月合計燃料消費量 1 CO 2 排出量 2 熱供給量 2 熱需要量入場者数変動施設のエネルギー需要特性により季節別 ( 夏季冬季中間期 )or 休日 / 平日別 or 繁忙期 / 閑散期などの別により複数の代表的な変動を把握します 1 CO2 排出係数化石燃料消費量 2 熱需要量 = 熱供給量ボイラー稼動効率 A 重油消費量 (kl) 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月入場者数 ( 千人 ) A 重油消費量利用者数負荷率時図経済性試算のための前提条件施設熱需要調査経済性の試算をするにあたり想定する前提条件を調査します以下に前提条件 ( 例 ) を示します経済性試算のための前提条件資本費関連事業費減価償却費事業費 = バイオマスボイラー導入規模 (kw)^x+a プラント設備残存価額 :1 円償却期間 :* 年固定資産税固定資産税 = 残存価額 ( 建設費総額 - その年までに計上した減価償却費 ) の 1.4% 運転維持費関連人件費ユーティリティー費メンテナンス費燃料購入費用化石燃料削減費人員 : メーカー提示を基準に修正を追加バイオマスボイラ * 稼動時 :* 交代作業 * 人 =* 人 / 年メーカーからの提示値メーカーからの提示値 6

8 2.3.3 年間収支シミュレーションによる最適規模の選定既存の化石燃料ボイラーに対してバイオマスボイラーの導入規模をいくつか想定し年間収支や CO 2 排出削減量のシミュレーションを行いますこのシミュレーション結果をもとにコスト的に最も有利な点を導入最適規模として算出しますまたボイラー規模ごとによる採算分岐におけるバイオマス燃料価格を求めますこれによりバイオマスボイラーの導入対象施設への適正なボイラー規模について選定をします年間収支シミュレーション試算例既存重油ボイラー規模 kw 698 年間稼働 h/ 年 7,300 重油消費量 L/ 年 114,600 チップボイラー導入規模 kw 100kW 300kW 360kW 450kW 700kW 稼働率 % チップ必要量 m 3 / 年 1,244 1,866 1,891 1,991 2,032 重油削減量 L/ 年 70, , , , ,600 チップボイラー導入費千円 41,194 56,344 60,192 65,637 79,388 補助率 % < 費用増分 > 減価償却費千円 1,236 1,690 1,806 1,969 2,382 支払金利千円人件費千円チップ燃料費千円 2,489 3,733 3,783 3,982 4,065 保守管理費千円消耗品費千円ばい煙測定費千円費用計 ( 1 ) 千円 4,553 6,623 6,819 7,226 8,031 < 収入増分 > 重油削減費千円 4,607 6,910 7,002 7,371 7,449 収入計 ( 2 ) 千円 4,607 6,910 7,002 7,371 7,449 年間削減コスト (1-2) 千円 CO 2 排出削減量 t-co 2 / 年 CO 2 排出削減コスト千円 /t-co 木質燃料の採算分岐価格千円 /m ( 千円 ) 年間削減コストによる比較 (kw) ボイラー規模上記試算例では 300kW のバイオマスボイラーを導入することで ( 既存化石燃料ボイラーに比べ ) 約 30 万円 / 年ほどコストを削減でき他の規模に比べて最も経済的な規模と言えます 7

9 3. 調査実績本調査後導入の可能性があると判断できた場合設備導入に関する詳細な調査をする必要があります株式会社森のエネルギー研究所では事前調査だけでなくその後の詳細調査補助金獲得支援施設設備設計等導入までお手伝いすることができます以下にバイオマスボイラー導入可能性調査の実績の一部を示します発注者実施業務名業務期間業務の内容等実現力北山村 ( 和歌山県 ) おくとろ温泉きたやまへの木質チップボイラ導入可能性調査 H ~ H 北山村にある村営おくとろ温泉きたやまにおいて重油ボイラー更新時と木質チップボイラー導入時の初期投資及び経済性の比較を行いそれぞれの機器運営時における最適システムを調査し経済的優位性とともに社会的環境的優位性を把握しました温泉へのチップボイラー導入を検討中山口県公共施設等への森林バイオマスエネルギー導入推進業務 H ~ H 自治体担当者がペレットボイラーの導入を行い易いように機器の種類構造特徴など基本的な事項から導入前の設備システムの評価選定方法や導入後の日常運転管理方法といった実際の運営まで分かり易くマニュアル化した報告書を作成いたしました山口県内の各自治体担当者へ配布され複数の公共施設へペレットボイラーが導入されています南阿蘇村 ( 熊本県 ) 東京都豊根村 ( 愛知県 ) 平成 18 年度南阿蘇村木質バイオマス利活用調査事業業務委託平成 17 年度三宅島災害復旧に係るエネルギー活用調査木サイクル推進プラン策定業務 H ~ H H ~ H H ~ H 南阿蘇村における未利用木材や製材端材等の木質バイオマス資源の供給からエネルギーの需要までの総合的なシステムを確立しバイオマス燃料の製造及び利用の両面から事業化の可能性を具体的に調査しましたまた村内で木質ペレットの原料を調達し木質ペレットを製造利用していく総合システムを構築することで南阿蘇村における木質バイオマス利用の方向性を明確にしました三宅島の火山活動により発生した枯損木や支障木等を島内温浴施設等においてエネルギーとして利用することの可能性について調査を行いましたまた将来の三宅島における木質バイオマスエネルギー利用のあり方を検討し枯損木等の適切な処理のほか造林対象樹種拡大による森林復旧の促進新たな島内産業の創出環境保全についての検討を行いましたつみきハウス工場から発生するオガ粉及び小径木の間伐材を利用して木質ペレット燃料を製造し村内の温泉加温や公共施設住宅における温水ボイラーやストーブで利用する総合的な計画策定のための調査これまで建設されたペレットプラントを調査しプラントメーカーからの見積仕様書と見積図書の比較検討評価基本計画の策定最終発注仕様書案の作成と同時に需要設備の調査を行いました地域の木質バイオマスの普及啓発に貢献し長期的な視野に立って導入の検討を開始島内の復旧状況に鑑みた上で中長期的な導入計画を練ることとなりましたとよね木サイクルセンターにペレット工場を建設周辺の温浴施設等にペレットを供給していますお問合せ先東京都青梅河辺町セントラルビル 2F TEL: FAX: URL: 8

10 東京都青梅河辺町セントラルビル 2F TEL: FAX: URL:

信州しおじり木質バイオマス推進協議会第１回熱利用部会

信州しおじり木質バイオマス推進協議会第１回熱利用部会信州しおじり木質バイオマス推進協議会第 3 回熱利用部会熱利用プランの検討平成 25 年 3 月 7 日 ( 木 ) 1 目次 (1) 検討条件 P 3 (2) 熱需要モデル P4 1 農業利用 2 既存施設 3 農業以外 (3) 検討方法 P10 (4) ケーススタディ P 14 1 農業利用トマト花き 2 既存施設スポーツ施設事務所工場 3 農業以外温浴施設 (5) 条件別熱単価計算