福島県木質バイオマス安定供給の手引き 平成 25 年 3 月 福島県林業振興課

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1 福島県木質バイオマス安定供給の手引き 平成 25 年 3 月 福島県林業振興課

2 目 次 1. 背景と目的 はじめに 背景 木質バイオマスエネルギーを導入する目的 木質バイオマスの資源量と利用状況 森林資源量 ( 蓄積量 成長量 ) 素材生産量 燃料用木質バイオマスの賦存量 利用可能量 モントリオールプロセスに基づく試算 ( 潜在賦存量 ) 福島県再生可能エネルギー推進ビジョンによる試算 ( 賦存量 ) 木質バイオマスの利用可能量 木質バイオマス燃料の生産 供給 利用状況 木質バイオマスの供給 燃料用木質バイオマスの供給量 木質バイオマス資源のポテンシャルについて 木質バイオマス資源量のシミュレーション 素材生産力増強と持続可能な森林経営 高性能林業機械の導入による生産性の向上 施業の集約化 路網整備の加速化 担い手の確保 育成 再造林の推進 放射性物質への対応 森林の放射性物質による汚染への対応 森林での作業時における対応 木質バイオマス燃料の生産工程 未利用間伐材 林地残材からの木質バイオマス燃料生産 伐採 集材および搬出工程 加工及び運搬工程 乾燥工程 製材工場等残材からの木質バイオマス燃料生産 加工工程 I

3 4.2.2 乾燥工程 建設廃材からの木質バイオマス燃料生産 木質バイオマス燃料の保管上の留意点 放射性物質への対応 生産工程のまとめ 木質バイオマスエネルギーの利用 木質バイオマスエネルギーと林業 木材産業との関係 木質バイオマスのエネルギー利用方法 チップ燃料 導入を検討する際の基本的な考え方 木質バイオマスエネルギーシステムの事業化手順 前提条件の明確化 熱需要特性の把握 調達可能な原料 燃料の把握 木質バイオマスエネルギープラントの検討 立地条件 木質バイオマスエネルギー利用システムの規模と構成 経済性の評価 実施に際しての検討 事業体制の構築 関係法規への対応 資金調達 木質バイオマスプラント建設時における住民理解 放射性物質への対応 安定供給へ向けた課題 A,B 材の需要開拓と搬出コストの低減 関係事業者間での連携の促進 まとめ 資料編 木質ペレット燃料の特性および利用機器 薪の特性および利用機器 用語集 関係機関 団体一覧 II

4 9.5 試算に関わる単位等 木材の含水率 木材の発熱量 基準となる空間線量率について 関連法規 FIT(FEED-IN TARIFFS) 固定価格買取制度 概要 FIT と木質バイオマス 本手引きに関する問い合わせ窓口 III

5 1. 背景と目的 1.1 はじめに本手引きは 木質バイオマスの供給側と利用側双方において安定的な稼働を図るために必要となる事項や木質バイオマスエネルギー利用によって林業の振興を図るための課題等について整理し 自治体や事業者が木質バイオマスエネルギー利用施設の整備計画を行う際に参考となる項目や手順について取りまとめを行いました なお 本手引きで対象とする燃料用木質バイオマスの定義について表 1-1 に示します 表 1-1 本手引きで対象とする燃料用木質バイオマスの種類と定義 林業 木材産業の副産物廃棄物系木質バイオマス 未利用間伐材 林地残材 ( 枝葉 梢 端材 低質材等 ) 製材工場等残材 ( バーク ( 樹皮 ) や端材等 ) 原発事故による放射能汚染の影響によって 従来の用途 ( キノコ原木 堆肥等 ) への活用が困難な木質バイオマス例 ) 森林除染によって生じる木材 チップ 製材工場等で発生するバークのうち処分が困難なもの 基準値を超えたキノコ原木等 建設廃棄物 震災廃棄物由来の木質バイオマス 1.2 背景平成 23 年 3 月 11 日に発生した東日本大震災及び東京電力福島第一原子力発電所の事故は 県民生活や産業に大きな打撃を与えました 本県においては 9 万棟以上の住宅が全 半壊し 今なお 多くの県民が仮設住宅や県内外の借り上げ住宅での暮らしを余儀なくされています さらに 原発事故に起因する放射性物質による汚染は 森林 林業 木材産業にも深刻な影響を及ぼしており 従来用途への活用が困難な木材や樹皮等が発生しています 一方 原発事故を契機に自立した地域のエネルギーシステムの構築が求められるようになり 本県は 復興に向けた主要施策の一つに 原子力に依存しない 再生可能エネルギーの飛躍的な推進による新たな社会づくり を位置付けました また 平成 24 年 7 月 1 日には再生可能エネルギーの固定価格買取制度が施行され 木質バイオマスを含む再生可能エネルギー源を用いて発電された 1

6 電気を 電気事業者が買い取ることが義務付けられました そのため 多くの自治体や事業体において 木質バイオマス発電施設の導入の検討が行なわれている状況にあります 本県は全国 4 位の森林面積を有する森林資源豊かな地域であり 木質バイオマスのエネルギー利用を成立させることは 林業 木材産業の振興と持続可能な地域づくりにつながります そのためには燃料となる木材の安定供給が必須であり 特に木質バイオマス発電施設では大量に燃料を使用するケースが多いことから その重要性はより高くなります また 木質バイオマス利用施設を経済的かつ安定的に稼働させることも重要です 1.3 木質バイオマスエネルギーを導入する目的本県における木質バイオマスエネルギー導入の目的には次のようなものがあります 県産材の有効利用による林業 木材産業の振興 森林整備の促進 山村地域の活性化 エネルギー自給率の向上 廃棄物の利活用による循環型社会の形成 二酸化炭素の排出抑制による地球温暖化防止 [ 解説 ] 木質バイオマスエネルギーを導入することによって 林業 木材産業の振興 地球温暖化防止や山村地域の活性化や雇用促進といった多様な効果が見込まれます ( 表 1-2) また 平成 23 年 3 月 11 日に発生した東日本大震災及び東京電力福島第一原子力発電所の事故からの復興や 放射能に汚染された森林の再生に貢献する手段としても期待されています 木質バイオマスエネルギーの導入を検討する際には その効果や意義を把握し 重要視する目的を明らかにする必要があります 例えば 目的が地域雇用の創出であれば エネルギー利用にかかる収支が良好でなくても導入を決定するかもしれません 逆に 経費削減が目的であれば エネルギー利用にかかる収支の確保は必須となります 木質バイオマス導入前に行うエネルギー利用にかかる収支の試算結果が悪ければ たとえ地域の雇用が確保されたとしても導入には至らないと考えられます したがって 木質バイオマスエネルギーを導入する目的のうち 何を重要視するかによって事業の評価の仕方が異なってきます そのため 木質バイオマ 2

7 スエネルギーを導入する目的に優先順位をつけ 明確にする必要があります 表 1-2 主な木質バイオマスエネルギー導入の目的 導入の目的 (1) 県産材の有効利用による林業 木材産業の振興 (2) 森林整備の促進 (3) 山村地域の活性化 説明今まで利用されなかった木材や原発事故の影響によって利用出来なくなった木材を燃料として有効利用することにより 林業 木材産業の振興が図られます 森林は 国土の保全や水源の涵養などの様々な機能を持っています 森林がこれらの機能を十分に発揮するには 間伐や伐期を迎えた樹木を伐採するなどの適切な森林整備が不可欠です これらの森林整備などにより 年間約 2,000 万m3 ( 全国推計値 ) 発生している未利用間伐材等 ( ) が燃料等として価値を持つことが出来れば 林業経営にも寄与し 森林整備の推進にも繋がることが期待されます 地域にある木質バイオマス 特に間伐材など森林由来の未利用資源をエネルギーとして利用することで 資源の収集や運搬 バイオマスエネルギー供給施設や利用施設の管理 運営など 新しい産業と雇用が創られ 山村地域の活性化にも貢献します (4) エネルギー自給率の向上 (5) 廃棄物の利活用による 循環型社会の形成 (6) 二酸化炭素の排出抑制による地球温暖化防止 我が国は エネルギー需要の多くを輸入した化石燃料に頼っています エネルギー源の多様化 リスクの分散という意味からもバイオマスエネルギーの利用を広げていく必要があります 日本全体のエネルギーの需要は膨大であり これを木質バイオマスだけで賄うことはできませんが 貴重な国産のエネルギー源として 利用が期待されます 木質バイオマスのうち 林地残材や製材工場等残材は 利用されなければ廃棄物となります しかし これらがエネルギーとして有効に活用されれば 廃棄物を減らし 循環型社会の形成に役立つことになります 森林を構成する個々の樹木等は 光合成によって大気中の二酸化炭素の吸収 固定を行っています 森林から生産される木材をエネルギーとして燃やすと二酸化炭素を発生しますが この二酸化炭素は 樹木の伐採後に森林が更新されれば その成長の過程で再び樹木に吸収されることになります このように 木材のエネルギー利用は 大気中の二酸化炭素濃度に影響を与えないというカーボンニュートラルな特性を有しています このため 化石燃料の代わりに木材を利用することにより 二酸化炭素の排出の抑制が可能となり 地球温暖化防止に貢献します 林野庁木質バイオマスの発生量と利用状況 ( 推計 ) 3

8 2. 木質バイオマスの資源量と利用状況 燃料用木質バイオマスの利用事業を計画する際には 地域における森林資源量や関連産業 ( 素材生産業や木質チップ生産業等 ) の状況を把握し 燃料の安定供給が可能かどうかを確認する必要があります 本項においては 木質バイオマスプラント整備可能性調査結果を概括し 燃料用木質バイオマスの資源量および利用の現状について以下にまとめました なお 本手引きにおける森林資源量の定義について表 2-1 に そのイメージについて図 2-2 に示します 表 2-1 森林資源量の定義 蓄積量成長量潜在賦存量賦存量林地残材製材工場残渣利用可能量 森林における立木の材積 1 年間に立木が成長した量の合計 成長量の 90% まで資源利用できるとし その量に 想定 した現状の森林資源の未利用率を乗じた数値 林地や製材工場に存在していると考えられる木質バイオマスの量素材生産や間伐時に発生する用材として利用されずに林地に残った低質材 製材工場から排出される木屑等の廃材 未利用の木質バイオマスの量 調査結果でられた林地残 材の合を素材生産量に乗じた数値 蓄積量 成長量 潜在賦存量 賦存量 利用可能量 図 2-2 森林資源量の定義 ( イメージ図 ) スウェーデンなどの林業先進国においては 成長量に対して約 90% の木材生 4

9 産を実現していることから 理想的な林業経営を実現した場合の利用率として 設定しています なお 本手引きで取り扱う素材とチップの重量および嵩の換算について 以 下に記します チップ 2.8 m3 = 素材 1 m3 = 素材生重 0.71t チップ生重 1 トン = チップ 3.5 m3 = 素材換算 1.25 m3 チップ絶乾重量 1 トン = チップ生重 2 トン 2.1 森林資源量 ( 蓄積量 成長量 ) 福島県の森林における蓄積量は 186,799 千m3で 成長量は 2,910 千m3 / 年です ( 平成 22 年度 ) 全国第 4 位の蓄積を有しており 豊富な森林資源に恵まれています 平成 18~22 年度において 蓄積量は増加傾向 成長量は減少傾向にあります 今後 間伐や再造林などの森林整備が進まなければ 成長量の低下が続くと考えられます [ 解説 ] 福島県の森林の蓄積量は増加傾向にあり 平成 19 年度以降 ほぼ横ばいに推移しています 一方 成長量は減少傾向にあることから 成長量の大きい若齢林よりも成熟した林分の材積合が大きくなっていることが考えられます 5

10 蓄積量 ( m3 ) 200,000, ,000, ,000,000 50,000,000 0 H18 H19 H20 H21 H22 3,100,000 ( m3 / 年 ) 成長量 3,050,000 3,000,000 2,950,000 2,900,000 2,850,000 2,800,000 H18 H19 H20 H21 H22 図 2-1 福島県の蓄積量および成長量の推移エネルギー利用を含む持続可能な森林経営には 我が国を含む欧州以外の温帯や亜寒帯林の基準や指標を定めたモントリオール プロセスに基づき 森林の年間成長量を超えない範囲で伐採を行うことが基本となります 木質バイオマスのエネルギー利用を進めるにあたって 樹種別 地域別に森林面積 蓄積量 ( 材積 ) 成長量等の森林資源の構成を知ることは 今後 森林をどのように管理 活用していくかという視点からも重要です ( 表 2-3) 方部別にみると 会津地域で蓄積量 成長量が豊富にあることが分かりますが 単位面積あたりの蓄積量 成長量で見ると県南 いわきで多いことが分かります ( 表 2-4) また 森林資源構成とあわせて地域の関連産業 ( 素材生産や木材加工等 ) の状況を把握する必要があります 図 2-2 によれば 民有林人工林の齢級別面積は 50% を超える約 11 万 ha が 6

11 4 9 齢級の要間伐森林であり 10 齢級以上の主伐期にある森林面積も約 9 万 ha で 40 を超えています したがって 伐採後の植林や保育を怠れば 成長量 はさらに低下し 蓄積量自体も漸減する可能性があります そのため 林地残 材など未利用材の有効利用を図ると同時に 計画的に間伐や再造林による森林 整備を推進し 森林の公益的機能の発揮と木材資源の維持を図ることが重要で す 表 2-3 福島県の森林資源 民国 人天別 面積 材積 成長量 所有 人天 民有林 人工林 天然林 総数 総数 面積 針葉樹 国有林 人工林 天然林 総数 人工林 天然林 総数 総計 面積千ha 材積 成長量千 成長量 総数 針葉樹 広葉樹 1,593 1, ,060 1, 総数 92,317 41, ,013 材積 針葉樹 92,184 7,635 99, ,669 28,866 23, , ,686 57,996 2,910 2, 広葉樹 広葉樹 ,061 34,193 平成 23 年度 平成 22 年度 福島県森林 林業統計書をもとに作成 表 2-4 方部別の蓄積量と成長量 蓄積量 成長量 森林面積 千 千 /年 ha 単位面積 単位面積 あたりの蓄積量 あたりの成長量 /ha /年/ha 県北 18, , 県中 35, , 県南 23, , 会津 35, , 南会津 26, , 相双 22, , いわき 25, , ,780 2, , 合計 四捨五入の関係で合計と内訳が一致しない場合がある 7

12 面積 (ha) 成長量 ( m2 ) 40, ,000 35,000 30,000 25,000 面積 成長量合計 1,593 千m3 成長量 ( 針葉樹 ) 27,431 32,033 35,746 26, , ,000 20,000 19,418 15,000 10,000 5, ,117 2,417 3,311 5,189 10,058 15,338 要間伐齢級約 11 万 ha 主伐齢級約 9 万 ha 11, 齢級 4,796 3,210 6, ,000 50,000 0 出所 : 平成 23 年 ( 平成 22 年度 ) 福島県森林 林業統計書をもとに作成 図 2-2 民有林人工林齢級別面積 成長量 ( 全県 ) 2.2 素材生産量 本県の素材生産量は 787 千m3 / 年 ( 平成 21 年 ) で その内訳は針葉樹 592 千m3 / 年広葉樹 195 千m3 / 年です 過去 5 年間における素材生産量 (H19~H23) は平成 21 年までは増加傾向にありました 平成 23 年には震災 原発事故の影響により 素材生産量は 691 千m3 / 年に減少しました [ 解説 ] 燃料用木質バイオマスのうち林地残材は 素材生産過程における副産物であることから 地域の素材生産量を知ることで林地残材の賦存量を大まかに把握することができます 素材生産量は平成 21 年には 787 千m3 ( 全県 ) で その内訳は針葉樹 592 千m3 広葉樹 195 千m3となっており 地域別に見ると いわき (27%) 県中(22%) 県南 (19%) 相双(11% 富岡林業指導所管内含む) 会津(9%) 県北(8%) 南会津 (4%) の順で多いことがわかります ( 図 2-3) また 表 2-5 図 2-4 に示した市町村別の素材生産量 ( 平成 21 年 ) により 地域特性を把握すること 8

13 H21 年素材生産量 ( 千m3 / 年 ) ができます また 平成 21 年までは増加傾向にありましたが 平成 23 年は震災や原発事故の影響によって 平成 22 年の素材生産量に比べ更に約 9% 減少しています ( 図 2-5) 県北県中県南会津南会津相双いわき 図 2-3 地域ごとの素材生産量 (H21) 9

14 表 2-5 市町村別素材生産量 ( 平成 21 年 ) ( 単位 : m3 ) 市町村名生産量総数針葉樹広葉樹市町村名生産量総数針葉樹広葉樹 福島市 22,447 18,935 3,512 会津若松市 10,275 3,228 7,047 二本松市 14,417 10,654 3,763 喜多方市 13,930 4,479 9,451 伊達市 14,612 5,812 8,800 北塩原村 4,261 1,422 2,839 本宮市 1, 西会津町 6,807 2,060 4,747 桑折町 磐梯町 2,632 1,108 1,524 国見町 猪苗代町 7,396 3,251 4,145 川俣町 10,348 6,248 4,100 会津坂下町 2, ,833 大玉村 湯川村 県北農林事務所 63,721 42,712 21,009 柳津町 4,473 1,061 3,412 郡山市 25,385 14,229 11,156 三島町 1, 須賀川市 6,459 3,210 3,249 金山町 3, ,575 田村市 62,215 22,884 39,331 昭和村 1, ,294 鏡石町 会津美里町 9,223 2,536 6,687 天栄村 7,278 3,434 3,844 会津農林事務所 67,447 21,288 46,159 石川町 5,321 4,054 1,267 下郷町 3,362 1,393 1,969 玉川村 1, ,134 檜枝岐村 平田村 4,618 2,196 2,422 只見町 浅川町 南会津町 27,944 12,266 15,678 古殿町 50,600 45,997 4,603 南会津農林事務所 32,389 14,638 17,751 三春町 1, ,382 相馬市 1, 小野町 10,161 3,357 6,804 南相馬市 21,034 12,431 8,603 県中農林事務所 175, ,200 75,205 新地町 白河市 17,917 15,944 1,973 飯舘村 11,929 7,439 4,490 西郷村 7,058 5,503 1,555 相双農林事務所 34,124 20,068 14,056 泉崎村 広野町 4,053 3,021 1,032 中島村 楢葉町 8,187 7, 矢吹町 富岡町 7,890 7, 棚倉町 42,686 40,914 1,772 川内村 8,487 8, 矢祭町 22,060 20,472 1,588 大熊町 塙町 47,138 44,593 2,545 双葉町 鮫川村 16,695 14,919 1,776 浪江町 11,785 9,214 2,571 県南農林事務所 153, ,345 11,209 葛尾村 8,216 7,031 1,185 富岡林業指導所 49,423 42,996 6,427 いわき市 211, ,676 4,226 い わ き 農 林 事 務 所 ( 注 )1 森林管理署 農林事務所 ( 林業指導所 ) の調査に基づき 推計した数値である 2 相双農林事務所の数値には 富岡林業指導所分の数値は含まれていない 211, ,676 4,226 県計 787, , ,042 10

15 図 2-4 市町村別の素材生産量 11

16 素材生産量 ( 千m3 / 年 ) H19 H20 H21 H22 H23 図 2-5 素材生産量の推移 (H19~H23) 2.3 燃料用木質バイオマスの賦存量 利用可能量 モントリオールプロセスに基づく試算 ( 潜在賦存量 ) 本県の森林の成長量は 2,910 千m3 / 年です (H22 年度 ) また 森林成長量を基準に算出した燃料用木質バイオマスの賦存量 ( 潜在賦存量 ) は 枝葉を除いた材積で 917 千m3 / 年です (H22 年度 ) 国際的な取り決めにより 持続可能な森林経営のためには森林の年間成長量を超えない範囲で伐採を行うことが基本とされています [ 解説 ] エネルギー利用を含む持続可能な森林経営には 我が国を含む欧州以外の温帯や亜寒帯林の基準 指標を定めたモントリオール プロセスに基づき 森林の年間成長量を超えない範囲で伐採を行うことが基本とされています 本県の森林成長量は 2,910 千m3 / 年で (H22 年度 ) この数量を超えての利用を続けると森林資源量は徐々に減少し 持続可能な森林経営が成立しなくなります また 成長量のうち すでに製材用材や合板用材 チップ用材等として利用されている森林資源があり 新たに森林資源をエネルギー利用する際 既存の用途との競合を回避する必要があります そこで 森林成長量から既存用途での利用量を差し引き 燃料用木質バイオマスとして利用できる資源量 ( 潜在賦存量 ) を算出した結果 燃料用木質バイオマスとして利用できる量は ( 潜在賦存量 ) は 全幹材積で 917 千m3 ( 全乾重量 435 千 t) 枝葉を含めた全木材積では 1,555 千m3 ( 全乾重量 696 千 t) と推計されました 試算の条件を表 2-6 に示します 12

17 表 2-6 潜在賦存量の試算条件 項目 摘要 成長量データ 平成 23 年福島県森林 林業統計書 ( 平成 22 年度データ ) 拡大係数 針葉樹拡大係数 1.23 広葉樹拡大係数 1.32 ( 日本国温室効果ガスインベントリ報告書 (2008) によるスギ及びクヌギ 25 年生以上の幹材積に対する拡大係数を用いた ) 成長量のうち利用率 90% 容積密度 針葉樹 :0.314 広葉樹 :0.668 ( 日本国温室効果ガスインベントリ報告書 (2012) によるスギ及びクヌギの値を用いた ) 燃料用材の算出方法 [ 成長量 ] [ チップ材の利用量 ( 1)] -[ 用材不適木の利用量 ( 2)] 1 [ 素材生産量 ] [ チップ材の利用合 ] チップ材の利用合 ( 幹材積 ) は 針葉樹 20% 広葉樹 91% 2 [ 素材生産量 ] [ 用材不適用木の利用合 ] 用材不適用木 ( 幹材積 ) の利用合は 針葉樹 10% 広葉樹 7% なお 針葉樹については 木材需給実績による用途別合 ( 製材用材 67.7% 合板用材 8.6% チップ用材 17.1% その他 6.6%) および林業事業体へのアンケート結果を踏まえ設定した 広葉樹については 用途別の素材生産量の合を使用した ( 建築用材 3% チップ用材 91% 用材不適木 7%) 林業先進国であるスウェーデンでは成長量に対して約 90% の木材生産を実施しており ( 梶山恵司 (2009) 欧州との比較でみた森林経営の課題について ) また 災害等による森林資源の消費も 考えられることから この数値を引用した 13

18 2.3.2 福島県再生可能エネルギー推進ビジョンによる試算 ( 賦存量 ) 本県の燃料用木質バイオマスの賦存量 ( 平成 22 年 ) は 製材加工残渣で 110 千 t/ 年で 林地残材で 736 千m3 / 年です 製材加工残渣は 震災前までほぼ全量が利用されていましたが 現在は バークは放射性物質の影響により引き取り手がなく その多くが工場に滞留している状況にあります [ 解説 ] 福島県再生可能エネルギービジョンに基づく賦存量を製材加工残渣 林地残材の賦存量を統計データ ( 平成 22 年 ) から算出し それぞれ 110 千 t/ 年 736 千m3 / 年でした 林地残材および製材残渣の賦存量の計算式は以下のとおりです 林地残材 = 1 伐採材積 - 2 素材生産量 単位はm3 / 年 m3から t への換算は 0.5t/ m3を使用 1 伐採材積 = 3 主伐材積 ( 立木 ) + 間伐材積( 立木,( 国有林 + 民有林 )) 3 主伐材積 ( 立木 ) = 4 主伐材利用量 ( 丸太 ) 主伐材歩留まり 4 主伐材利用量 ( 丸太 ) = 2 素材生産量 - 国有林収入間伐 - 民有林利用間伐 製材残渣 = 製材用材入荷量 - 製材品出荷量 図 2-6 林地残材賦存量および製材工場残渣賦存量の計算 表 2-7 林地残材賦存量および製材工場残渣賦存量の計算 (H22) 地域 製材加工残渣林地残材 (t) ( m3 ) (t) 中通り 78, , ,457 県北地域 6,250 57,586 28,793 県中地域 12, ,238 97,119 県南地域 59, ,090 65,545 会津 4, ,680 84,840 会津地域 2,750 80,550 40,275 南会津地域 1,750 89,130 44,565 浜通り 27, ,426 91,713 相双地域 7,000 47,718 23,859 いわき地域 20, ,708 67,854 県全体 110, , ,010 バークについては 放射性物質が付着している地域もあることから 取引 が停滞し 工場に滞留している状況が見られます 製材工場やチップ工場 原木市場におけるバーク等の滞留状況を調査した結果 平成 24 年 11 月末時 14

19 点で 県内約 6 の事業所でバークの滞留が見られ 約 53,000 ﾄﾝが滞留 保 管されています 木質バイオマスの利用可能量 素材生産に伴い発生する林地残材の利用可能量 平成 21 年 は 146 千 /年 枝葉を含めると 343 千 /年です 平成 25 年度から 森林整備と放射性物質の低減を一体的に実施する森 林再生事業が始まる予定です 本事業により発生する利用可能量は 500 千 /年が見込まれます [解説] 素材生産量 平成 21 年 に県内の素材生産業者へのヒアリング調査により られた林地残材の 合 18.5% 表 2-8 A C 材 その他のイメージにつ いては図 2-7 を参照 を乗じて 木質バイオマスの利用可能量を算出しまし た 表 2-9 また 発生する枝葉の量についても係数を乗じて算出しました いわき地域で最も多く 素材生産量が多いことが影響しています 今後 本県においては 森林再生に取り組まなければならない状況を考慮 し 枝葉を含めた数値についても算定しました 林地残材のうち どの部位 までを利用できるかによっても その量が変わります 表 2-8 素材生産事業における利用率 未利用率 利用/未利用率 利用率 A材 60.7% B材 6.8% C材 13.4% 0.5% その他 未利用率 林地残材 枝葉除く 18.5% 平成 24 年度 木質バイオマスプラント整備可能性調査より 15

20 図 2-7 A 材 B 材 C 材 その他のイメージ図 表 2-9 方部別の燃料用木質バイオマス利用可能量 ( 千m3 / 年 ) 素材生産量 1 利用可能量 ( 林地残材 ) 2 枝葉 1+2 県北 県中 県南 会津 南会津 相双 いわき 合計 また 県においては 平成 25 年度から森林再生事業を予定しており 針葉樹では間伐を 広葉樹では更新伐により合計 75,600ha の森林整備を予定しています 図 2-8 に示す条件により 事業実施によって燃料用材として見込まれる材積 ( 平成 32 年度 5,000ha/ 年 枝葉含む ) を算出し 素材生産により発生が見込まれる燃料用材の量と足し合わせ ( 利用可能量 ) 表 2-10 に示しました その結果 843 千m3 / 年の燃料用材 ( 枝葉含む ) の発生が見込まれます また 代表的な因子を踏まえて 計算ツールにより森林の空間線量別に該当する森林面積 資源量等を算出できるようにしました ( 詳細は 木質バイオマス資源量のシミュレーション を参照 ) 16

21 針葉樹 樹幹 :500 m3 /ha( 林分材積 : スギ 45 年 ) 30%( 間伐率 ) 90%( 利用率 )=135 m3 /ha 樹幹のうち 32.5% を燃料用材として利用する 枝葉 :135 m3 /ha( 樹幹 ) 23% 30 m3 /ha 広葉樹 樹幹 :141 m3 /ha( 林分材積 : コナラ クヌギ 40 年 ) 75%( 伐採率 ) 90%( 利用率 ) =95 m3 /ha 樹幹すべてを燃料用材として利用する 枝葉 :95 m3 /ha( 樹幹 ) 30% 29 m3 /ha 図 2-8 計算条件 表 2-10 素材生産および森林再生事業で見込まれる燃料用材 成長量 ( 千m3 / 年 ) A: 利用可能量 ( 千m3 / 年 ) ( 素材生産量ベース ) B: 利用可能量 ( 千m3 / 年 ) ( 森林再生事業 (H32)) A+B ( 千m3 ) 県北 県中 県南 会津 南会津 相双 いわき 合計 2, さらに 平成 23 年度に実施した調査では 推定で 千トン ( 乾燥重量で 千トン ) の木質系震災廃棄物が発生していると考えられ 震災復興に向けて 木質系震災廃棄物のエネルギーとしての活用についても 検討する必要があります 17

22 表 2-11 福島県内の木質系震災廃棄物の推定量 ( 被災した住宅の廃木材 ) 出典 平成 23 年度木質系震災廃棄物等の活用可能性調査 ( 福島県域調査 (4 号契約 )) 報告書 ( 平成 24 年 3 月 ) p5 18

23 2.4 木質バイオマス燃料の生産 供給 利用状況県内のチップ製造工場数は 43 工場 ( うち専業 11 チップを生産している製材工場は 33 工場 ) であり 専業工場への調査によりられたチップ出荷量 ( 平成 23 年 ) は 608 千m3 / 年 ( 素材換算 ) 現状の最大チップ加工能力は 893 千m3 / 年 ( 素材換算 ) チップ製造余力は 285 千m3 / 年 ( 素材換算 ) です チップ加工設備の稼働率を上げることで さらに生産量を伸ばすことができます [ 解説 ] 木質チップを例として 県内チップ工場のチップ出荷量 最大生産能力 生産余剰能力を表 2-12 図 2-9 に示しました 現状では木質チップの過半が製紙用チップとして出荷されており ( 調査結果では 67%) チップの出荷量はいわき地域が最も多いことがわかりました 一方 県南地域では既存設備のチップ製造余力が比較的多いことから 近隣での燃料向け木質バイオマスの追加的な需要に対して比較的対応しやすい地域であると考えられます なお 現状 チッパーの稼働率が高い事業者によれば 既存の需要先へのチップ供給を行いながら 新規の需要に対応することは困難であり 新規の設備増強もしくは交代制の勤務体系を導入する等の対策が必要になる可能性があります 反面 交代制の勤務体系を導入する際には しっかりとした騒音対策が必要となります 表 2-12 各地域におけるチップ工場のチップ生産能力 ( 素材換算量 ) ( 千m3 / 年 ) チップ出荷量 (H23 年 ) 最大加工能力 1 最大加工能力 (3 交代制 2) チップ製造余力 3 チップ製造余力 (3 交代制 2) 県北 県中 県南 会津 南会津 相双 いわき 合計 , ,073 1 チップ生産量 (H23 年 ) 稼働率 2 現状 日中のみの運転だが 参考値として 3 交代制で運転した時の生産能力を把握するため 最大加工能力を 3 倍し算出した 3 最大加工能力 (1- 稼働率 ( チップ製造機械 )) 4 最大加工能力 - チップ生産量 (H23) 19

24 ( 千m3 / 年 ) 1,200 1, チップ出荷量 (H23 年 ) 最大加工能力 1 最大加工能力 (3 交代制 2) チップ製造余力 3 チップ製造余力 (3 交代制 2) 0 県北県中県南会津南会津相双いわき 図 2-9 各地域におけるチップ工場のチップ生産能力 20

25 3. 木質バイオマスの供給 木質バイオマスの安定供給体制を構築するためには 林業の振興を推し進める必要があります また 燃料用木質バイオマスを活用した施設の事業化を今後促進するために前提となる事項や必要な施策等について以下にまとめました 3.1 燃料用木質バイオマスの供給量 木質バイオマス資源のポテンシャルについて発電施設等 大規模な木質バイオマス利用施設の整備計画に際しては 地域における燃料供給の可能性について調査 ( 地域の木質バイオマス資源のポテンシャルを把握 認識 ) する必要があります なお 実際に利用施設において必要となる燃料を調達する際には 関係事業者と直接協議して必要量を確保します [ 解説 ] 木質バイオマス利用施設の計画時には 地域別の木質バイオマス資源のポテンシャルを把握し 対象となる地域の成長量を超えないことを原則とします ( 参照 項 ) また 他用途との競合を避けるためにも 木質バイオマスとして対象とする低質材や林地残材の利用可能量を把握しておくことが重要です 実際に利用施設で必要となる燃料を調達する際は 低質材や林地残材を供給できる素材生産業者や木質バイオマス燃料供給事業者の有無が関わってきますので 関係事業者と直接協議して 必要量を確保します 表 3-1 方部別の資源量 蓄積量 成長量 賦存量 利用可能量 県北 18, 県中 35, 県南 23, 会津 35, 南会津 26, 相双 22, いわき 25, 合計 186,780 2, 素材生産および森林再生事業 (5,000ha/ 年の森林整備 (H32 年度 ) を想定 ) で 見込まれる燃料用材 ( 枝葉含む ) の利用可能量 21

26 3.1.2 木質バイオマス資源量のシミュレーション作成した木質バイオマス資源量のシミュレーションツールを用いて 地域の条件を設定し 資源量 利用可能量 木質バイオマスの調達コスト等の目安を知ることができます 設定条件のうち 下記項目が利用可能量に大きく影響を及ぼします 燃料用材の合立木のうち 燃料用材として利用する合が大きくなれば 利用可能量も大きくなります 蓄積量収穫予想表 林分材積表から設定した数値ですが 森林の管理状況等によって 数量が変動します [ 解説 ] 地域の木質バイオマスの利用可能性を把握するためのツールとして 本県の森林簿データを用いて 森林や作業システムにおける諸条件 ( 対象エリア 空間線量 A~D 材の搬出合 傾斜角等 ) を加味し 木質バイオマス資源量を算出するシミュレーションツール ( 以下 ツール とします ) を作成しました このツールを活用することにより 市町村 方部 流域単位で該当する空間線量の森林面積 燃料用材の資源量を把握することができ 地域に賦存する木質バイオマスの量を把握することができます ( 図 3-3) また 目安として 搬出コストの推計式等を用いて林班ごとの調達コストを算出し それよりも安価であれば 調達可能量として計上することができるようになっています 参考までにツールを用いて試算した燃料用材の資源量と試算した資源量に基づく木質バイオマス発電施設の規模 (kw 数 ) を表 3-2 に示しました これによれば 資源的には枝葉を考慮しない場合 県内で約 216,000kW 分の発電が可能です なお 計算ツールでは 理想的な森林整備を行うことを前提に燃料用材が発生することを想定しており 間伐や主伐がなされずに森林が放置されたままでは 過大評価となってしまうことに注意が必要です 22

27 図 3-1 設定条件入力フォームの一部 23

28 図 3-2 計算結果 ( 県南地域の例 1) 24

29 図 3-3 表 3-2 計算結果 県南地域の例② 参考 ツールで試算した燃料用材の資源量と 該当する資源量相当の木質バイオマス発電施設の出力 燃料用材の資源量( /年 枝葉含まず) 民有林 国有林 針葉樹 広葉樹 針葉樹 広葉樹 県北 県中 県南 会津 南会津 相双 いわき 合計 149, , , , , , ,366 1,359,250 94, ,045 60, , ,652 63,849 58, , , , , ,605 49, , , ,195 合計 39, ,862 32, ,491 16, , , , , ,780 27, ,101 16, , ,408 3,634,590 発電出力 kw 23,206 36,279 21,868 44,954 34,332 31,137 24, ,345 燃料用材の 合は針葉樹 1 回目間伐で 70% 2 回目間伐 主伐では 32.4%と し 広葉樹については 100%とした 25

30 3.2 素材生産力増強と持続可能な森林経営森林由来の燃料用木質バイオマスの利用量を大幅に増やしていくには 将来的に材の需要や供給能力 素材生産効率を飛躍的に向上させる必要があります 特に 大規模な木質バイオマス利用設備を計画するにあたっては 生産性の向上や素材生産事業の規模拡大が必要です そのためには ソフト ( 担い手育成を含めた林業従事者数の増員 施業集約化等 ) とハード ( インフラ整備 ( 路網 高性能林業機械等 ) 素材生産システム) 両面を強化していくことが重要です 高性能林業機械の導入による生産性の向上 (1) 地域に適した素材生産における作業システムの検討各地域の森林の状況 地形 地質に合わせて 車両系 架線系の適切な選択を行い 施業方法 作業システムを検討します [ 解説 ] 大規模な木質バイオマス利用設備の新設は 該当地域における木材の新規需要になることから 素材生産力およびチップ生産能力の増強による燃料用木質バイオマスの供給力の向上が必要となります なお 再生可能エネルギーの固定価格買取制度 (FIT 制度 ) における木質バイオマスの調達価格は 5,000kW の発電規模を基準として算出されています グリーン発電会津 (5,000kW) の燃料用木質バイオマスの年間需要は 84,000 m3 / 年とされています これは 会津地域における年間の素材生産量 (67,000 m3 / 年 H21 年 ) の約 1.3 倍に相当します このことから 大規模な木質バイオマスエネルギー利用施設への木質燃料の安定供給のためには 地域における生産性の向上と素材生産事業の規模拡大が必要となります また 効率的な林業経営の為には 生産性の向上が不可欠であることから県内でも高性能林業機械の整備が進められています 具体的な導入事例としては ハーベスタによる伐木 造材を始め グラップル付きフォワーダによる集材の作業効率の向上など 従来の施業システムとは大きく変わった車両系作業システムがあります また 架線系作業システムも 移動速度が早いリモコン式搬器や荷上力の大きいタワーヤーダでの集材などもみられるようになってきました また 県内には傾斜 35 を超える急峻地や 地質上地盤が脆く 作業道開設が難しいケースもあることから 地形 地質に合った作業システムを構築する必要があります 26

31 区分緩傾斜地 (0~15 ) 中傾斜地 (15~30 ) 急傾斜地 (30~35 ) 急峻地 (35 ~) 表 3-3 路網整備の考え方について 最大到達距離 (m) 作業システムの例作業基幹路網細部路網枝払い システム伐採木寄せ 集材運搬からから玉切りグラップルフォワーダ車両系 150~200 30~75 ハーベスタプロセッサ ( ウインチ ) トラックハーベスタグラップルフォワーダ車両系 40~100 プロセッサチェーンソーウインチトラック 200~300 スイングヤーダフォワーダ架線系 100~300 チェーンソープロセッサ ( タワーヤーダ ) トラックグラップルフォワーダ車両系 50~125 チェーンソープロセッサウインチトラック 300~500 スイングヤーダフォワーダ架線系 150~500 チェーンソープロセッサタワーヤーダトラック架線系 500~ ~1500 チェーンソータワーヤーダプロセッサトラック この表は 林業機械の進歩 発展や社会経済的条件に応じて調整されるものである 出典 路網整備の考え方について 林野庁平成 23 年 3 月 ( 検討委員会最終とりまとめより抜粋 ) [ 参考 ] 燃料利用のための集材方法( 全木集材 ) 燃料用材を低コストで効率的に集める集材方法として 全木集材 ( 図 3-4) を行い 土場で一括して造材 仕分けし 枝葉は大量に溜まった所でバンドル化して収集したり チップ化する方法があります 特に皆伐現場などで 搬出量が大量である場合には 燃料用材も低コストで収集しやすいと言えます ただし 搬出距離が長くフォワーダを使用する場合などは 短幹集材が主流となるので枝葉を収集しようとするとコストが上がってしまいます 燃料用材の搬出には 施業地毎に支出 ( 人件費や燃料費等 ) と収入 ( 材の販売費 ) を想定し 採算性の分岐を意識しながら収集の可否を判断する必要があります また 既往の研究によればチップ化により 2 倍量の林地残材を輸送可能であるケースが示されています i なお 土場でチップ化を行う場合は 大型車や自走式チッパーの進入が可能で チッパーの回送経費を含めても 原木輸送より経済性を確保できる燃料用材の量とそれに応じた土場の確保が必要です i G. Andersson, A. Asikainen, R. Björheden, P. Hall, J. Hudson, R. Jirjis, D.Mead, J. Nurmi and G. Weetman(2002)Production of Forest Energy, J.Richardson, R.Bjorheden, P.Hakkila, A.T.Lowe and C.T.Smitheds,Bioenergy from sustainable Forestry, Kluwer Academic Press 27

32 全幹集材 短幹集材 全木集材 図 3-4 集材方法の区分と残材発生 出典 生物資源, 第 3 巻第 2 号 森林 林業再生プラン実践事業 による取組高知県の香美 ( かみ ) 物部 ( ものべ ) 両森林組合では これまで 11 か所の団地 ( 約 6 千 ha) で施業集約化を行い 間伐に取り組んでいます この地域は 35 度以上の急傾斜地が約 4 を占める地形であることから 森林 林業再生プラン実践事業 では タワーヤーダと高性能搬器の導入 これらによる作業システムを念頭においた路網整備 搬出間伐に取り組み 生産性の検証を行っています 同事業では 10 路線 13km の路網整備を実施するとともに (1) 短距離では林業用トラクタに取り付けたウインチ ( トラクタはタワーヤーダの牽引にも使用 ) (2) 中距離ではオーストリア製のタワーヤーダと搬器 (3) 長距離では集材機と荷揚げ用ウインチを内蔵した高性能搬器というように 集材距離に応じて複数のシステムを組み合わせ 従来のシステムも含めて 118ha で搬出間伐を行いました タワーヤーダを使った作業システムの一つの事例の結果をみると 間伐の生産性は 7.6 m3 / 人日 ( 全国平均 3.6 m3 / 人日 ) 生産コストは 6,470 円 / m3 ( 全国平均 8,763 円 / m3 ) であり 同事業では 架線の架設及び撤去の時間の短縮 プログラムによる搬器の自動運転 荷揚げ速度の上昇による生産性や安全性等の向上について検証が進められています 28

33 図 3-5 ウインチを内蔵した高性能搬器 出典 林野庁ウェブページ (2) 高性能林業機械の導入による生産性の向上 大量の燃料用木質バイオマスを安定的に供給するには 高性能林業機械の導入等により 生産性の向上が必要です 高性能林業機械による生産性の向上には 各素材生産事業者が林地毎の目標を持ち 機械の稼働率を上げる事を中心に展開を行う必要があります [ 解説 ] 生産性の向上を図る為には 高性能林業機械等による森林施業の機械化が不可欠です 高性能林業機械の導入を進めることで 労働安全衛生の確保 労働強度が軽減されます そこに加えて 施業の効率化を進めるには いかに高性能林業機械の稼働率を高められるかが重要になることから 高性能林業機械の稼働率を指標の一つとし 各林地における生産性の把握 作業の振り返り フィードバックを行うなど作業システムをよく検討しておく必要があります 参考として 県内の高性能林業機械保有台数の状況を図 3-6 に示しました これによると突出して保有台数が多いのは県南地域です なお 福島県農林水産業振興計画 では 東日本大震災からの復興需要に対応した建築材料や再生可能エネルギー源としての木質バイオマス等県産材の需要拡大と安定供給が求められていることを踏まえ 平成 32 年度までに高性能林業機械を現行の 190 台から 283 台以上にすることを目標としています 29

34 高性能林業機械の保有台数 ( 台 ) その他 ハーベスタ スイングヤーダ タワーヤーダ スキッダ フォワーダ プロセッサ フェラバンチャーフェラーバンチャー 図 3-6 方部別の高性能林業機械保有台数 ( 平成 22 年 3 月 31 日現在 ) 林業振興課調べ [ 参考 ] 農林水産省 : 高性能林業機械化促進基本方針より引用 < 作業地分散型 > 1 緩傾斜地タイプ ( 傾斜 20 度未満 ) フェラースキッダ ハーベスタ等による伐採に対して フォワーダによる運材を組み合わせることで 作業員 3~4 人で生産量 27~36m 3 / 日を目標とします 2 急傾斜地タイプ ( 傾斜 20 度以上 ) 小型フェラースキッダ等による伐採を基本とし タワーヤーダ等の運材及びプロセッサによる造材などを組合せることで 作業員 3~4 人で 16.5~ 22m 3 / 日程度を目標とします < 作業地集中型 > 1 緩傾斜地タイプ ( 傾斜 20 度未満 ) ハーベスタ フェラーバンチャ等による伐採とグラップルによる集積 集材距離と出材量に対応したスキッダ 無人フォワーダ等による運材の組合せにより 作業員 3~4 人で生産量 30~40m 3 / 日程度を目標とします 2 急傾斜地タイプ ( 傾斜 20 度以上 ) 急傾斜地用ハーベスタ 急傾斜地用フェラーバンチャ等による伐採と集材距離に対応した能力のタワーヤーダや分岐式モノレールによる運材及びプロセッサ等による造材の組合せにより 作業員 3~4 人で1 日当たり生産量 22.5~30m 3 / 日程度を目標とします 30

35 3.2.2 施業の集約化 燃料用木質バイオマスを安定的に供給するためには 大面積 低コストの施業を安定的に行うことが必須です そのためには 施業の集約化を行う事が必要です [ 解説 ] 森林所有者の大半は 1ha 未満の森林所有者であり 大規模な木質バイオマス利用施設へ安定供給を図るためには 近場の林地を一括管理し施業も一括で行える集約化施業を実施することが有効です また 燃料用材は 建築用材や合板用材と比較して低価格となりやすいため 輸送コストが採算性に大きく影響します 事前に大きな施業地等を中心として林地の団地化を行う事で 各施業時にコストを下げる事ができ 更に経年管理のコストを下げる事も出来る集約化施業を実施します 森林施業プランナーなどを利用し 提案型集約化施業を行っていきます [ 参考 ] 提案型集約化施業の概要を以下に示します 図 3-7 提案型集約化施業の概要 出典 提案型集約化施業ポータルサイト 31

36 3.2.3 路網整備の加速化 高性能林業機械の活用には路網の整備が不可欠です 林業専用道 森林作業道等の路網の高密度化により木材の効率的な運搬が可能となります [ 解説 ] 集約化施業を行った林地において 木材の効率的な運搬を行うためには 10 t 以上のトラックが通行できる林道や森林施業のための林業専用道の整備が重要となります 低価格な材の運搬には 大型輸送を行う事でコスト上昇を抑えることが可能です 路網整備の目安は 車両系は作業ポイントからの最遠集材距離が 200m 程度 架線系は最遠集材距離が 300m 以下となるように作設します また 傾斜 水路 土質に注意し 排水処理 切土高等に注意して施工する事が必要です [ 参考 ] 図 3-8 今後の路網整備における路網区分及び役割について 32

37 区分 緩傾斜地 (0~15 ) 中傾斜地 (15~ 30 ) 急傾斜地 (30~ 35 ) 急峻地 (35 ~) 表 3-4 地形傾斜 作業システムに対応する目標路網密度の目安 (m/ha) 基幹路網細部路網作業システ路網密林業専用森林作業ム林道小計度道道 車両系 15~20 20~30 35~50 65~ ~ 250 車両系 50~160 75~200 架線系 15~20 10~20 25~40 0~35 25~75 車両系 45~125 60~150 架線系 15~20 0~5 15~25 0~25 15~50 架線系 5~15 5~15 5~15 出典 路網整備の考え方について 林野庁平成 23 年 3 月 ( 検討委員会最終とおりまとめより抜粋 ) 担い手の確保 育成大規模利用施設への燃料用材の供給において 地域の素材生産に係る担い手がこれまで以上に必要となる場合があります そのため 林業就業者の就労条件の改善と林業事業体の経営基盤の強化 林業就業者育成研修による技術の修が重要です [ 解説 ] 林業の新規就業者を確保するためには 高性能林業機械の導入による労働負荷の軽減や福利厚生の充実 林業就業者の労働安全対策など 就労条件の改善を図ることと 安定雇用に向け 施業の集約化などにより生産性の向上を図るなど 林業事業体等の経営基盤を強化することが必要です また 新規就業者を対象とした研修や基幹的な林業労働者を対象とした専門的研修 高性能林業機械のオペレータ養成研修などにより技術を修する事が重要です 33

38 [ 参考 ] 森林 林業再生プランにおける実行プログラム ( 人材育成に係る部分を抜粋 ) 出典 森林 林業の再生に向けた改革の姿 ( 平成 22 年 11 月 30 日森林 林業基本政策検討委員会最終とりまとめ ) 34

39 3.2.5 再造林の推進 大規模利用施設への安定的な木材供給のため 森林経営計画の樹立を推進します 経済林は法正林化を目指して再造林を行います 非経済林は天然林( 二次林 ) への移行施業を行います [ 解説 ] 県内においては 20 年生以下の森林資源が少ない状況です 安定的な木材の供給を行うためには 各林齢での森林蓄積を一定以上にする必要があり 燃料の安定供給のためには県内全域ないしは 特定の範囲内での法正林化を目指す必要があります 団地化を推進する事により 法正林化が可能となります 法正林化する場所は 森林経営計画樹立時の経済林にて行い 非経済林は 天然林 ( 二次林 ) への移行を行うこととし 県内での森林資源管理の際には 経済林 非経済林の区分を持って森林を分ける事とします また 法正林化する場所も 可能な限り自然に配慮する形とし 輪伐方式の採用などを検討します [ 参考 1] 目標とする森林の状態 ( 林野庁 ) 表 3-5 森林の有する多面的機能の発揮に関する目標 平成 22 年目標とする森林の状態 ( 参考 ) 指向する 平成 27 年平成 32 年平成 42 年 森林の状態 森林面積 ( 万 ha) 育成単層林 1,030 1,030 1,020 1, 育成複層林 天然生林 1,380 1,360 1,350 1,310 1,170 合計 2,510 2,510 2,510 2,510 2,510 総蓄積 ( 百万 m 3 ) 4,690 4,930 5,200 5,380 5,450 ha 当たり蓄積 (m 3 /ha) 総成長量 ( 百万 m 3 / 年 ) ha 当たり成長量 (m 3 /ha 年 ) 出典 森林 林業基本計画 ( 平成 23 年 7 月林野庁 ) 35

40 表 3-6 森林の区分別の内訳 育成単層林木材等生産機能の発揮が特に期待されるなど育成単層林として整備される森林公益的機能の一層の発揮のため自然条件等を踏まえて育成複層林に誘導される森林公益的機能の発揮のため伐採が強度に規制されているなど天然生林に誘導される森林天然生林主に天然力により健全性が確保され公益的機能の発揮のため天然生林として維持される森林各種機能の発揮のため継続的な育成管理により育成複層林に誘導される森林 ( 万 ha) ( 万 ha) 1, 出典 森林 林業基本計画 ( 平成 23 年 7 月林野庁 ) [ 参考 2] 再造林コストの低減化に向けての取り組み再造林を推進するためには 現状 政策的な支援と再造林コストの低減化が必要です 欧州では コスト低減化の方策として 地ごしらえや下刈等の作業の機械化の研究が進められていますが 現状 国内では普及していません その理由として 他の車両系高性能機械と同様に 地形への対応が課題のひとつとして挙げられます 今後普及させる方法として スーパーロングリーチグラップルに地ごしらえ植栽ユニットや下刈ユニット機能を付加し 作業道からの機械による作業を可能とする等 国内の状況に合ったシステムを導入していくことが重要です 以下に機械化育林のシステムイメージを示します 図 3-9 機械化育林のシステムイメージ 出典 仁多見俊夫氏資料 ( 東京大学大学院農学生命科学研究科准教授 ) 36

41 3.3 放射性物質への対応東京電力福島第一原子力発電所の事故により 森林においても平時を超える放射線量が検出され 森林施業にも影響が及んでいます 本項では 森林 林業の分野における放射性物質の影響や対応についてまとめました 県内においては 放射性物質が付着した木材を木質バイオマスとして利用するための対応を検討しつつ 木質バイオマスの安定供給を図る必要があります 森林の放射性物質による汚染への対応 現状 本県の森林面積のうち約半分が 放射性物質による汚染によって追加被ばく線量の基準 年間 1mSv( 空間線量率 0.23μSv/h に相当 ) を超えています 森林の空間線量率は徐々に低下していますが 森林の再生には森林内における放射性物質の低減させることが必要です 対応 生活圏内の森林除染については 平成 23 年 12 月 5 日で県から出された 福島県農林地等除染基本方針 ( 森林編 ) を参照 遵守します 森林内の放射性物質の動態については 時間の経過とともに変化することが予想されます 継続的に実施 公開される調査結果を確認するだけではなく 自ら作業場所における空間線量率を計測し 状況を把握します [ 解説 ] 県で取りまとめた 森林の放射性物質による汚染状況調査 ( 中間報告 平成 24 年 12 月 ) において 現状でも 県内の森林面積のうち 約 50% が 0.23μ Sv/h 以上であり ( 図 3-11) 震災当初と比較し 空間線量率は低下しているものの 森林の再生のためには森林整備などによる森林内の放射性物質の低減化が必要です なお 生活圏内の森林除染については 平成 23 年 9 月に原子力災害対策本部より示された 森林の除染の適切な方法等の公表について の中で 以下の目標に即した空間線量率の引き下げを除染の基本方針とし 暫定的に 住居等近隣の森林における除染を最優先に行い 住民の被ばく線量の低減を図ることとされています 37

42 また 福島県から 福島県農林地等除染基本方針 ( 森林編 )( 平成 23 年 12 月 5 日 ) ( が公表されています 本方針は 県内において実施される森林等の除染に関して 県の基本的な考え方をまとめたものであり 市町村の除染実施計画策定と除染の実施にあたっての目安として位置づけています これは 市町村が除染実施計画に基づき国有林の除染を求めるにあたっての目安になるものです [ 参考 1] 国有林における除染の取り組み国有林を管轄する関東森林管理局では 放射性物質の除染を円滑に実施することを目的とし 平成 24 年 4 月に林野庁関東森林管理局の組織として森林放射性物質汚染対策センター ( 以下 国有林除染センター という ) を設置しました ( 国有地についても市町村が立てる除染実施計画に沿って除染事業を行うこととなり 国有林除染センターは 特措法に基づき汚染状況重点調査地域 ( ) として指定された市町村において 当該市町村と連携を図りながら 森林における除染事業を実施します ( 図 3-10) 汚染状況重点調査地域 : 平均的な放射線量率が 0.23μSv/h 以上の地域を含む市町村を 地域内の事故由来放射性物質による環境の汚染の状況について重点的に調査測定をすることが必要な地域として 指定するもの 図 3-10 森林放射性物質汚染対策センターと市町村の連携図 [ 参考 2] 森林の除染技術に関する取り組み 福島県林業研究センターでは森林の除染技術に関する試験を行っています ( 図 3-12) 38

43 図 3-11 福島県の森林の汚染状況 出典 福島県 ( 平成 24 年 12 月 ) 森林の放射性物質による汚染状況調査 ( 中間報告 ) について 39

44 図 3-12 福島県林業研究センターにおける除染実証事業 出典 内閣府原子力被災者生活支援チーム ( 独 ) 日本原子力研究開発機構等 ( 平成 24 年 4 月 ) 平成 23 年度 除染技術実証試験事業 の結果概要 出典 福島県 ( 平成 24 年 12 月 ) 森林の放射性物質による汚染状況調査 ( 中間報告 ) について 40

45 3.3.2 森林での作業時における対応 現状 警戒区域および計画的避難区域や 新たに指定された帰還困難区域及び居住制限区域においては 除染等業務やなど 特別の場合を除き 森林内の作業が行えません 2.5μSv/h を超える地域においては できる限り森林内の作業は行わないことが求められます 対応 やむをず 2.5μSv/h を超える森林等で作業を行う場合は 関係するガイドライン等に準じ 適正に線量管理を行い 可能な限り被ばく線量の低減を図ります [ 解説 ] 作業場所での空間線量が 2.5μSv/h を超える場合 除染電離則上の線量管理等が必要となり 素材生産事業が制限されている地域もあります 林野庁では 森林内等の作業における放射線障害防止対策に関する留意事項等について (Q&A) を作成しています この中で 警戒区域及び計画的避難区域や 帰還困難区域及び居住制限区域は 被ばく線量を低減する観点により長時間の立入り等が制限されていることから 除染等業務や公益を目的とした一時的な立入りなど 特別の場合を除き 森林内の作業についても行わないこととしています また 厚生労働省により策定されたガイドライン ( ) に準じて 森林施業等についても 2.5μSv/h を超える地域においてはできる限り作業は行わないことが求められています なお やむをず 2.5μSv/h を超える森林等で作業を行う場合は これらのガイドラインに定められた事項を遵守の上 図 3-13 を参照し 作業を行うようにします 除染等業務に従事する労働者の放射線障害防止のためのガイドライン ( 以下 除染等業務ガイドライン という ) および 特定線量下業務に従事する労働者の放射線障害防止のためのガイドライン ( 以下 特定線量下業務ガイドライン という ) のこと 41

46 図 3-13 除染特別地域等で作業を行う場合のフロー図 出典 林野庁 ( 平成 24 年 7 月 ) 森林内等の作業における放射線障害防止対策に関する留意事項等について (Q&A) 42

47 [ 参考 ] 林野庁では アカマツ 落葉樹混交林 スギ定性間伐区にて部位別の放射性セシウムの分布合に関する調査結果を公開しています ( 図 3-14) ともに 落葉落枝や土壌に多く分布している一方で 辺材及び心材は低い値となっています なお スギでは 葉 枝への分布が比較的多くなっています また 県の調査では 空間線量率と木材の放射性セシウム濃度の関係は 空間線量率が高いほど材の放射性セシウム濃度が高くなる傾向が確認されています ( 図 3-15) ただし 林野庁の試算 ( ) によれば アカマツの幹材部分で測定された放射性セシウム濃度の最大値 497Bq/kg( 乾燥重量 ) の木材で作った居室内での人体への追加被ばく量でも年間 0.012mSv となり 国内での自然放射線による年間被ばく量 1.5mSv と比較しても著しく小さく 人体への影響はほとんどないという結果がられています ( 参考 ) 木材で囲まれた居室を想定した場合の試算結果 43

48 図 3-14 部位別の放射性セシウム濃度及び分布状況 44

49 図 3-15 辺材 ( 地上 1m) と空間線量率の関係 出典 福島県農林水産部森林計画課 森林の放射性物質による汚染状況調査 ( 中間報告 ) について 45

50 4. 木質バイオマス燃料の生産工程 日本国内において活用されている主な木質バイオマスは その発生過程により 林業由来の林地残材や木材産業の副産物である製材工場残材 建設廃材に分類することができます ( 図 4-1) 以下 これらの木質バイオマス発生過程ごとに燃料用チップの生産工程を説明します 保育主伐製材加工建築解体 森林用材製材品家屋 間伐材林地残材製材工場等残材建設廃材建設廃材 図 4-1 木質バイオマスの発生過程と発生箇所のイメージ 4.1 未利用間伐材 林地残材からの木質バイオマス燃料生産 林地残材は 集材方法によって発生する残材と集積場所が異なります 発生した残材の種類によってはトラックで運搬する前に破砕を行う必要があります 広範囲に少量ずつ分散している林地残材を効率的に確保するため 伐採方法や搬出 運搬の仕組みについて検討を行います 林地残材 間伐材などは乾燥を行う必要があります 伐採 集材および搬出工程林業の現場で発生する木質バイオマスには 主伐や利用間伐による木材収集の際に発生する端材 末木 枝条 用材として利用できない曲がり材や短尺材 根元部 ( タンコロ ドンコロなどと呼ばれる ) 伐根 間伐による切捨丸太等があります これらを総称して林地残材 ( 図 4-2 における未利用木質資源 ) と呼びます 林地残材は現状では森林に残置され 国内の賦存量約 800 万 t に対してほとんどが未利用です ( 平成 23 年度森林 林業白書 ) この膨大な資源である林地 46

51 残材を燃料として利活用することに期待が高まっています 切捨丸太端材末木枝条 図 4-2 林地残材の部位別イメージ 林地残材の発生場所は集材方式によって大きく異なります ( 図 4-3) 林地残材の収集が最も容易な手法は全木集材です この場合 土場にて集中的に発生する端材 末木 枝条等 ( 土場残材 ) をグラップル等でトラックに積み込んで搬出するなど 用材とともに収集することで効率的な林地残材の搬出を行うことができます 図 4-3 集材方法と残材の集積場所 出典 平成 20 年度北海道林地残材の効率的な集荷システムづくりモデル事業成果報告書 47

52 4.1.2 加工及び運搬工程現在 枝払い 造材を一台で行うことのできるプロセッサをはじめとした 高性能林業機械による集約的な作業システムの導入が進められています プロセッサを用いる場合 全木集材が基本的な集材システムとなり 造材作業を一箇所の土場において行うため 末木 枝条などの林地残材が特定の場所に大量に集積されるため 一定量の木質バイオマスを確保 活用しやすい状態になっています また 主伐や間伐等森林整備によって林地残材が大量に発生することから これらを燃料として活用することが可能です 燃料として利用するため 林地からバイオマスプラント等の施設まで輸送する場合 用材に比べ 重量当たりの材積が大きい末木 枝条等を丸太と同様に収集 運搬するとコストが高くなります また これまでバイオマス収集 運搬に用いられてきた作業システムでは 丸太と形質が大きく異なる林地残材を取り扱うには効率が悪く 低コスト化を阻害する大きな要因となっています 森林に広く 薄く存在しているバイオマスの収集 運搬コストは 採算性の面で非常に厳しい状況にあり バイオマスへのニーズが高まりつつあるにも関わらず供給体制の整備が十分に進んでいません 森林から発生する木質バイオマスは 丸太 末木 枝条 曲がり材 根元部等 形状が多様です 輸送にはそれぞれの特性に見合った 効率の高い手法を選択します 図 4-4 に示すように 末木枝条や大枝等の木質部位は単位重量当たりの体積が大きくなるため 後述するチップ化等により輸送時の容積減容化を図ります これに対して 丸太の場合は密度が高いため チップ化するとかえって容積が増し 輸送時の効率が低下します 枝条梢端チップ丸太 図 4-4 森林系バイオマス資源の輸送に係るイメージ図 出典 A. Timperi 1st. Nordic - Japan Forum Nagano(2000) 48

53 以下 運搬時の効率を上げるために行われる破砕 ( チップ化 ) と実証段階にある結束 ( バンドル化 ) また県内において行われているバケットを使った運搬について述べます (1) 破砕 ( チップ化 ) 木質バイオマスの燃料化において最も一般的な方法です チップは比較的容易に製造が可能であり 製造コストが安価であるという長所があります また 林地残材のうち 特に嵩高い枝葉の容積を減少させ 輸送効率を高めるためにも有効です 1 未利用間伐材 林地残材由来の木質バイオマスだけでなく 2 製材工場等残材 3 建設廃材の場合でも適宜行なわれます また チップは製紙用 ボード用 燃料用等に用いられますが それぞれの用途に応じて規格 ( サイズ等 ) が異なります ii チップは含水率や形状が不均一であるため, それを利用する機器はその燃焼炉内においてチップを乾燥できるように大型化していたり 温度や圧力に関して制御システムを適用していたりします そのため設置スペースは大きく 設備投資も高額になってしまうため チップを利用したエネルギー設備は工場や発電所等での利用が中心となります (2) 結束 ( バンドル化 ) およびバケットを使った運搬林地残材のうち 枝葉についてはここ最近の技術開発によって 結束 ( バンドル化 ) という解決法も海外では行われています 結束は 特殊な機械 ( バンドリング マシン ) が必要となる反面 輸送がチップ運搬専用車に限定されないため 一般の木材運搬トラックを汎用的に活用できるだけでなく 容積密度が高いため輸送コストを低減できます また バンドル化された枝葉は土場などの屋外での保管が可能であり チップのように含水率の管理が不要なため チップに比べて保管コストが低減されます ただし バンドル化装置の導入は 利用先へのチップ化装置の導入が前提で バンドル化装置の高い稼働率を維持する需要が必要となります 国内においても未利用間伐材等の木質バイオマスを収集するための機械として小型のバンドリング マシンが開発 実証されており 今後は 技術とコスト 適した条件を十分に考慮 検討することが必要です ii 燃料用チップの規格については 平成 24 年 12 月 12 日に沢辺攻岩手大名誉教授により 燃料用木質チップの品質規 格について ( 試案 ) が発表された 49

54 図 4-5 北欧で稼働中のバンドリング マシン ( 左 ) と日本製小型バンドリング マシン ( 右 ) 出典 平成 19 年度独立行政法人森林総合研究所公開講演会講演要旨集 林業バイオマスの収集 運搬の低コスト化陣川雅樹 ( 林業工学研究領域チーム長 ) また 国有林の一部においては 根本部 ( ドンコロ ) 等をバケットに詰め込んだものを フォワーダやトラックの荷台などに載せて運搬が行われています この方法は 素材生産業者が土場において造材する際に発生するドンコロなどの副産物をその場でバケットに詰め込み 運搬業者が各土場から回収を行うというもので 素材生産業者が運搬業者に合わせて作業を中断する必要がなく バケットを使うことで今まで運搬が難しかったドンコロを効率良く運搬することが可能となります 実際に いわき市では バケットを活用してチップ材になるドンコロの収集が行われています バケットの作成費はサイズ : 縦 2m 横 1.2m 深さ 1.3m で約 8 万円 7t トラックなら 4 箱のバケットを積載することが可能で 4 箱のバケットを使って 5~6t 運ぶことが可能です 図 4-6 遠野興産株式会社によるバケットを使ったタンコロ材の集材 搬出 出典 中野光 間伐未利用材のチップ ペレット化による多目的利活用事業 木質資源利用ニュービジネス創出モデル実証事業平成 21 年度成果報告会資料 より 50

55 4.1.3 乾燥工程チップ化されたバイオマス燃料は 一般的に木質バイオマスの発生過程 ( 図 4-1) の初期段階に発生したものほど含水率が高い傾向があります 間伐材 林地残材 > 製材工場等残材 > 建設廃材 解体材の順で含水率は低くなる傾向にあり 湿量基準 ( ウエットベース 水分率とも言います ) でいうと最大 65% から最小 15% 程度まで幅があります 含水率の表し方には 乾量基準含水率 ( ドライベース ) 湿量基準含水率( ウエット ベース ) の 2 通りあります ( 詳細は 9.5 木材の含水率を参照 ) 一方 受け入れ側においては 燃焼装置の種類や規模 システムによって含水率の許容範囲が異なり 一般に装置の出力が大型化すれば対応可能な含水率も高くなります 海外製の高含水率燃料に対応するボイラーは 湿量基準含水率 65% の燃料も受け入れが可能ですが 通常は最大でも 50~60% で 含水率は燃料の発熱量に関係し ボイラー効率にも影響するため 乾燥により 可能な限り含水率を低くすることが必要です これまでのところ 林地残材や間伐材の木質バイオマス燃料としての利用は限定的であったため 乾燥の事例は極めて少ないです 4.2 製材工場等残材からの木質バイオマス燃料生産 製材工場から出る残材は 製紙用や燃料用として既に利用されている場合が多く 大幅な供給増加は期待できません 放射性物質による汚染から 製材 チップ工場で発生するバークの多くが従来用途での利用が進まず滞留しており 燃料での利用が検討されています バークは灰分が多いため 燃料として利用する際 クリンカによるトラブル ( 図 9-6) が発生する可能性が高くなるので なるべく小規模ボイラーでの使用を避け 比較的大規模なボイラーで使用します 加工工程製材の過程においては 樹皮やおが粉 かんな屑 背板などの副産物が発生します これらの副産物は不純物の混入が少なく 燃料のみならず製紙用チップ きのこ菌床培地原料等としても利用されています 樹皮のうち スギ ヒノキなどの場合は繊維が長いため 燃料としての利用に際しては破砕を行いますが 技術的に簡単ではなくコストもかかります 一方 おが粉やかんな屑は既に粉砕されているため 菌類の培地や畜舎の敷料として また 背板についてはカッター式のチッパーで粉砕され 紙パルプ等の原料として利用されています 通常 製材工場等残材のほとんどはすでに利用用途が決まっています 51

56 バークについては 県内約 6 の事業所で滞留が見られ 平成 24 年 11 月末時点で約 53,000 トンに上り 内訳は 県北 (12%) 県中(27%) 県南 (19%) 会津 (3%) 南会津(3%) 相双 (6%) いわき(31%) となっています 乾燥工程先述したように チップボイラーの燃料の含水率の許容範囲は最大でも 50~ 60% 程度で 含水率は燃料の発熱量に関係し ボイラー効率に影響するため 可能な限り含水率を低くすることが望まれます また 樹皮については含水率が高い傾向にあり 一部の製材所でボイラーの廃熱を利用した乾燥システムが導入されていますが 広く普及していません 4.3 建設廃材からの木質バイオマス燃料生産 最も安価に入手することができる木質バイオマス燃料です 材が乾燥し 含水率が一定であるため 燃焼が安定します 燃料として使用するためには異物や有害物を取り除いて加工する必要があります 住宅の新築現場から発生する廃材や木造住宅の解体後に発生する木材も 木質バイオマスの一種です これらは産業廃棄物ですが 金属や砂などといった不純物を分別した加工を行うことで燃料等に利用できます これら廃棄物系のバイオマスは含水率がある程度一定で乾燥しているため 燃料として利用しやすく また 安価であることから産業分野 ( 鉄鋼 紙パルプ セメント等 ) のバイオマスボイラー燃料として積極的に利用されています なお 建築廃材チップには 防腐剤として使用されてきた CCA( クロム 銅 ヒ素の混合薬剤 ) が含まれているケースがあります そのようなチップを利用する場合は 県の環境部局と協議し 環境規制に係る関連法令に適応可能な利用システムとし その設備額は通常よりも高額になることもあります また 建築廃材チップには 釘などの異物が混入する場合があり 木質バイオマス利用施設における利用機器の損傷に繋がる場合もあります その点も踏まえて チップの品質について購入先の事業者に確認することが重要です 4.4 木質バイオマス燃料の保管上の留意点 チップについてはチップ化後 長期保管すると 品質の劣化や発酵に起因する引火の恐れがあります 長期保管を避けるため チップ加工のタイミングを調整します 屋根つきの施設で保管することが望ましいことから 建設費や維持管理費が必要となります 52

57 [ 解説 ] 木材は高含水率の状態のままチップ化を行うと 微生物の分解による発酵や カビの発生が生じます また 発酵熱によりチップに引火し火災を引き起こす恐れがあります ( 図 4-7) それらを避けるため なるべく燃料として使用する直前にチップ化を行うことが望ましいとされています ただし チップの供給量は 未利用間伐材等を原料とするチップであれば素材生産が実施される時期に また チップ製造工場の稼働状況に大きく影響を受けると考えられるため 燃料の供給と需要のギャップを緩和する目的から貯蔵が必要となる場合があります 図 4-8 は チップの貯蔵の事例を示したものです 降雨による含水率の上昇を避けるために屋根付の施設に保管するのが望ましいですが 建設や維持管理にかかる経費が必要となることから屋外で保管することもあります 図 4-7 チップ発火の推定メカニズム 出典 東京電力 発電所敷地内で集積 保管していたチップ材の火災について 53

58 図 4-8 屋外のチップ保管風景 ( 左 ) および巨大なチップサイロ ( 右 ) 4.5 放射性物質への対応 現状 木材加工時に発生するバークは 放射性物質の濃度が高い傾向にあり 従来どおりの取引ができず 工場敷地内に堆積し 操業に支障を来している事業者もあります 対応 バークを処理 もしくは燃料として利用するための対応策として 火力発電所等における混焼利用等が考えられます 汚染された樹皮などの除染技術の開発がすすめられています [ 解説 ] バークに放射性物質が付着し 堆肥 家畜敷料 燃料といった従来の用途への取引が行われずに工場敷地内等に滞留し 工場の操業に支障を来している事業者もあります 参考として 表 4-1 には今年度実施のアンケート調査でられた関係事業者からの意見を取りまとめました エネルギー利用の観点では 森林の再生に伴って発生する材や製材 チップ工場等で発生するバークの活用が期待されており 同時に除染技術や拡散防止技術の開発と適用が求められています 54

59 表 4-1 地域 アンケート調査で得られた事業者からの意見 業種 県中 製材工場 県中 製材工場 県南 製材工場 県南 製材工場 県南 製材工場 意見 バークの出荷停止により 工場内にバークが堆積しているため 早急 な対策が必要 H23 年後半から放射能の問題によりバークが工場内に堆積してい る 放射能の影響で 現在バークの処分ができない状況 バークを運送業者に引き取ってもらっているが 運送業者も仮置きし ている状況 運送が停止すれば工場の操業を継続できなくなる 燃料 としてバークの活用を希望 H23 年 8 月におが粉出荷停止の指示があり 現在も状況は変わらな い 県内の森林において 樹皮の放射性セシウム濃度を調査した結果 樹皮 地 上 1.0m 部 の放射性セシウム濃度は 最高値が 13,093Bq/kg 最低値は検出限 界未満 平均で 1,711Bq/kg でした また 地域別の平均では 相双が 4,170Bq/kg と高く 次に県北が 3,383Bq/kg いわきが 2,051Bq/kg 県中が 1,337Bq/kg 県南が 1,066Bq/kg でした 表 4-2 表 4-2 樹皮 地上 1.0m 部 の放射性セシウム濃度 出典 福島県 森林の放射性物質による汚染状況調査 中間報告 について また 林野庁では 木材製品の取扱いに係る留意事項等(Q A)について H を作成しており この中で 製材工場等の作業は特定線量下業務 に該当する可能性があり 特定線量下業務ガイドライン の対象となり 木質 バイオマス燃料製造事業についても同様に考えられ 2.5μSv/h を超える地域に おいてはできる限り作業は行わないことが求められます [参考] 内閣府や環境省等の除染技術実証事業において 放射能汚染されたバークの水洗 焼却 55

60 減容化に関する取り組みが実施されています ( 図 4-9) 図 4-9 参考 バークに関する除染実証事業 ( その 1) 出典 内閣府原子力被災者生活支援チーム ( 独 ) 日本原子力研究開発機構等 ( 平成 24 年 4 月 ) 平成 23 年度 除染技術実証試験事業 の結果概要 出典 福島県 ( 平成 24 年 12 月 ) 森林の放射性物質による汚染状況調査 ( 中間報告 ) について 56

61 図 4-10 参考 バークに関する除染実証事業 ( その 2) 57

62 4.6 生産工程のまとめ 未利用間伐材等 加工運搬は可能な限り減容化を図る 破砕前の状態で保管を行う 小規模ボイラーには乾燥させてから使用する 製材工場等残材 チップはそのまま利用することが可能であるが 樹皮や背板などは破砕を行う 屋根のある場所で保管を行う 建設廃材 含水率が低いため 乾燥の必要はない 木質以外の不純物を取り除いて燃料として加工する 屋根のある場所で保管を行う [ 解説 ] 木質バイオマスの資源化における概要と留意事項を表 4-3 にまとめました 利用する木質バイオマスの種類 ( 林業系木質バイオマス 製材工場等残材 建設廃材 ) や使用する木質バイオマス燃料の性状について確認し 利用施設側の条件を考慮した上で 保管施設や乾燥設備等について検討します 表 4-3 木質バイオマス燃料の製造工程のまとめ (1) 運搬 加工 (2) 保管 (3) 乾燥備考 林業系木質バイオマス 製材工場等残材 建設廃材 林地残材の場合 運搬のために可能な限り減容化する チップはそのまま運搬樹皮や背板等は粉砕 木質以外の不純物を取り除く 粉砕前の状態が良い ( チップ化は不適 ) 屋根のある場所での保管が望ましい 屋根のある場所での保管が望ましい 必要あり さほど必要ない 必要ない 枝葉は林内に残すことが望ましいという意見もある既に燃料以外の用途としても多く利用有害重金属の混じった廃材や釘などの金物を除外する 58

63 5. 木質バイオマスエネルギーの利用 5.1 木質バイオマスエネルギーと林業 木材産業との関係木質バイオマスエネルギーを利用する場合 林業 木材産業の活性化や森林整備とは切り離せないものであり 森林資源循環の構築が求められます [ 解説 ] 生物多様性保全や土砂災害防止 水源涵養機能 保健 レクリエーションといった森林の持つ多面的な機能の発揮には 森林を適正に管理する必要があります 森林から木材を搬出 加工し 利用することは林業の持続的発展や 山村地域の活性化に貢献し 森林資源を木材や木質バイオマス燃料等として活用することが重要です ( 図 5-1) 木質バイオマスエネルギーの利用は カスケード利用が基本です カスケード利用とは 付加価値の高いものから低いものへと それぞれの質に応じて順番に利用することで 木材の場合 製材品 合板 集成材といったマテリアル利用から始まり これらの製造 利用過程で発生した副産物をエネルギー利用するというものです ( 図 5-2) このため 木質バイオマスのエネルギー利用可能量を増やすためには 燃料用材 ( 主に D 材 ) を効率的に低コストで生産することやマテリアル利用の量を増やすことが必要となります 59

64 図 5-1 森林整備と木材利用 図 5-2 森林資源のカスケード利用のイメージ 60

65 5.2 木質バイオマスのエネルギー利用方法木質バイオマス燃料の種類 ( 薪 チップ ペレット等 ) によって 適した利用規模や利用方法があり 計画施設で調達できる燃料等を考慮して適切な種類を選択します 薪 小規模 熱利用向き ( 家庭や温泉施設など ) チップ 中 大規模 熱および発電利用向き ( 温泉施設や工場 発電施設など ) ペレット 小規模 熱利用向き ( 家庭や事務所や温泉施設など ) [ 解説 ] 木質バイオマスエネルギーは コスト削減や地球温暖化対策等から導入が進んでおり 熱 ( 給湯 冷暖房 ) や電力を使用する施設は導入できる可能性があります 木質バイオマスの形態 ( 薪 チップ ペレット等 ) やエネルギー変換方式 ( 燃焼 ガス化 液化 ) によって多様な利用形態 ( 暖房 給湯 冷房 発電 動力機関 ) があります ( 図 5-3) また 木質バイオマス燃料の種類としては 主に薪 チップ ペレットがあり それぞれに長所と短所があるため ( 表 5-1) 計画施設や流通量等に応じて選択します なお 本編ではチップ燃料を主として取扱うこととし 薪 ペレットの特性やエネルギー利用機器等については資料編に掲載しました 61

66 図 5-3 木質燃料の利用技術および利用形態 破線は実証段階のもの スターリングエンジン密閉された空間内にある気体を 加熱 冷却によって膨張 収縮させ 出力を取り出す仕組みを持ったエンジン 発電出力 50kWe 程度以下で温泉施設や研究用に導入されている NPO 日本スターリングエンジン普及協会ウェブページ 吸収式冷温水器吸収液 ( 例えば 臭化リチウム水溶液 ) に冷媒 ( 例えば水 ) の蒸気を吸収させる吸収器と 吸収液から冷媒の蒸気を取り出す再生器と この取り出された冷媒を凝縮させる凝縮器と 凝縮された冷媒を蒸発させて熱交換を行う蒸発器を備えたシステムにより冷水を製造して冷房を行い 暖房については再生器からの蒸気を直接蒸発器に送って温水を製造して行う 冷暖房を行う設備に導入実績が多く普及している ボイラー蒸気タービンシステムボイラーで蒸気を製造し 蒸気の持つ熱エネルギーから 羽根車の回転を介して動力を取り出す原動機を蒸気タービンといい 蒸気タービンに発電機を連結させて 発電 熱利用するシステム 1000kWe~ 数万 kwe で導入されており 木質バイオマス発電で採用されることが多い 自家発電を行う大規模な工場 発電所への導入実績がある ガスエンジンガスを燃料として駆動するエンジン 発電出力 2,000kWe 以下での導入が多い 温浴施設や福祉施設において導入実績があるが 実証段階にあり広く普及はしていない ガスタービンシステムガスタービンとは 燃焼によってられた高温のガスを膨張させてタービンを回すことにより動力をる装置で これに発電機を連結させれば 発電も可能 研究開発 実証段階であり 木質バイオマス発電における導入事例は少ない 公益社団法人日本ガスタービン学会ウェブページ 62

67 薪 チップ 表 5-1 主な木質バイオマス燃料の長所と短所 燃料の種類長所短所 最も容易に製造が可能 個人でも入手 製造可能 電気を使用せずに利用可能であり 災害時において最も利用価値の高い燃料 比較的容易に 製造が可能 一般に化石燃料より安価 既存の製造施設を転用可能 燃料の自動投入が可能 薪を十分に乾燥させた上で利用しなければ 不完全燃焼を起こし 燃焼効率は低下する 火力の調整が困難 小規模に利用するケースが多いため 輸送効率は低く 長距離輸送に適さない 含水率によって熱量が大きく変動 小規模施設での利用は不適 長期保管困難 燃焼機器の初期投資費用が高額 ペレット 取扱が容易 制御が容易 火力の調整が容易で小型機器でも燃焼効率がよい 自動投入可能 煙が少ない エネルギー密度が比較的高い 製造工程がやや複雑 製造コストが高く手間がかかる 燃焼機器の初期投資費用が高額 [ 参考 ] 木質バイオマス燃料の含水率と発熱量 単価木質燃料は含水率によって発熱量が異なり 同じ重量でもエネルギー単価が異なるため 燃料費に影響を及ぼします 参考として 表 5-2 に各燃料の含水率 水分率 低位発熱量 価格帯 エネルギー単価を示します 63

68 表 5-2 主な木質燃料および化石燃料の含水率 水分 エネルギー単価等の目安 項目 1 含水率 1 水分 低位発熱量 2 (1 ) 価格帯 (2) 円 /kg( 木質燃料 ) 単位 %(d.b.) %(w.b.) kcal/kg 2 MJ/kg 2 kwh/kg 2 円 /L( 灯油 A 重油 ) エネルギー単価 (2 1) 円 /kwh 薪 , ~ ~ 11.8 チップ 67 ~ ~ ,530 ~ 1, ~ ~ ~ ~ 6.9 ペレット , ~ ~7.9 灯油 8, A 重油 8, 含水率と水分については 9.6 木材の含水率 を参照 2 木質バイオマス燃料の低位発熱量については 9.7 木材の発熱量 の表 9-8 の針葉樹の数値を引用した 単位については 9.5 試算に関わる単位等 を参照 3 気乾状態 ( 大気中で一定期間放置し含水率が平衡になった状態 この時の含水率を気乾含水率と呼ぶ ) を想定 4 平成 22 年度秩父市緑の分権改革推進事業より ( 関東近辺の薪製造事業者へのヒアリング調査結果 ) 5 森林由来の木材チップは含水率にばらつきがある 6 建築廃材等を除く燃料チップの市場流通価格から設定木質バイオマスボイラー導入指針 資料編 p5 平成 24 年 3 月 森のエネルギー研究所 7 日本木質ペレット協会による木質ペレット品質規格の上限値を設定 8 ボイラー用 ( フレコン詰め ) 平成 20 年 3 月財団法人日本住宅 木材技術センター 木質ペレット利用推進対策 を参照 9 資源エネルギー庁 (2006) 総合エネルギー統計 10 灯油価格は 2012 年 12 月時点のもの ( 石油情報センター 民生用灯油 ( 給油所以外 ) 価格調査 ( 消費税込み配達価格 )) 11 A 重油価格は 2012 年 12 月時点のもの ( 石油情報センター A 重油 ( 小型ローリー ) 納入価格調査結果推移表より ( 消費税込み )) 64

69 5.2.1 チップ燃料チップは ボイラーでの直接燃焼 ( 熱利用 発電 ) や ガス化コージェネレーションシステム ( ガス化炉で可燃性ガスを発生させてエンジンを起動させることで 熱と電気を同時に利用 ) の燃料になります チップは 製造方法によって形状が異なります そのため 各特性を考慮しながらチップ形状を選択します (1) 木材チップの特性 切削チップ チッパーに内蔵されたカッターナイフまたはカッターディスクで切削する 形状は薄い方形状 破砕チップと比較すると高価であるが 取り扱いが容易 破砕チップ 破砕機に内蔵されたハンマーで破砕する もしくは カッターミルでせん断する 繊維に沿って破砕されているため 形状は細長く不均一である 燃料供給装置内でチップ同士が咬みあってしまい 炉内で燃料が詰まりやすい 切削チップと比較し 初期の乾燥速度が速い [ 解説 ] 木材チップの形状は 主に破砕機による 破砕チップ とチッパーによる 切削チップ の 2 タイプに分類され それぞれ長所と短所があります 破砕チップは安価ですが 繊維状であるため燃料供給装置で詰まりが発生し システムが停止するケースが見られます 他方 切削チップは形状が安定していて詰まりは発生しませんが 破砕チップと比較し高価です その他 4.3 建設廃材からの木質バイオマス燃料生産 で述べたとおり 建築廃材を原料とするチップには 防腐剤として使用されてきた CCA( クロム 銅 ヒ素の混合薬剤 ) が含まれているケースがあり これらの有害物質が含まれているものを除き チップを生産する必要があります 破砕チップと切削チップの特徴を以下に示します 燃料利用に当たっては 利用するチップの特性を把握し 適切な燃焼機器を選択する必要があります 65

70 表 5-3 チップの種類と特徴 破砕チップ ( 破砕機による ) 切削チップ ( チッパーによる ) 形態 細長い繊維状 製造方法 ハンマーミル方式 ハンマーの打撃による衝撃力で破砕する カッターミル方式 受刃と切断刃によるせん断力で破砕する 主な用途堆肥原料 マルチング材 吹きつけ材 燃料 薄い方形状 カッターナイフまたはカッターディスクで切削する 製紙パルプ用 木質ボード用原料 燃料 価格 6.0~7.0 円 /kg 14.9~16.5 円 /kg 利用性 燃料供給装置内でチップ同士が咬みあってしまい 装置内で詰まることがある そのため 供給装置に工夫を要する また 建設廃材が原料である場合 薬剤処理 (CCA 等 ) している可能性あり 注意が必要 破砕チップに比較して 取扱いが比較的に容易である 木材チップ市況より 破砕チップはボード類用のチップ価格を 切削チップは製紙用の価格を引用 なお 現状では 表 5-3 に示したチップは主に製紙原料用や一部ボード用に 使用されていることが多く 燃料用としては 利用材である林地残材系のチッ プの活用が期待されています (2) 木材チップの長所および短所木材チップは 性状 ( 含水率 形状 ) が一定でないことから それに対応できる比較的大規模な施設 ( 工場や発電所等 ) での利用に適しています [ 解説 ] 木材チップのメリット デメリットを以下に示します 66

71 表 5-4 チップ燃料の特徴メリットデメリット ペレットよりは比較的容易に製造 含水率が一定でなく 高含水率のものできるもある 他の木質バイオマス燃料より安価 長尺チップの混入やチップ形状により 既存の製造事業者が比較的多く 調燃料供給装置で詰まる場合がある 達しやすい チップサイロや機器が大規模になることが多く 家庭レベルで利用可能な機器がない チップの状態で長期間露天に晒された場合 分解や発酵熱による発火の恐れがある (3) チップを燃料とするエネルギー利用機器 代表的な利用機器としてはチップボイラーがあります チップボイラーは 化石燃料ボイラーと比較し大型で高額です 燃焼させる機種により 許容できる含水率が異なることから事前にチップを乾燥させる場合は そのための設備の導入や敷地の確保が必要となります [ 解説 ] チップの代表的なエネルギー利用機器としては チップボイラーが挙げられます チップボイラーは 木材チップを直接燃焼させることにより 温水 熱水 蒸気を使用目的に応じて取り出すことができます 中規模では温浴施設や温水プール 大規模では木材関連事業者 ( 製紙業等 ) や木質バイオマス発電所などで使用されています チップボイラーは 化石燃料ボイラーと比較し大型かつ高額なため 事前に必要となる設置スペースや設備費用の検討が必要です また 伐採直後の木質バイオマス原料から製造されたチップは比較的含水率が高い状態にあります (50%w.b. 以上 ) 現在 国内で利用されているチップボイラーは 高含水率チップに対応可能なものが増えてきています 含水率によっては 燃焼効率を上げるためチップ化前に自然乾燥する もしくはボイラーの排熱で乾燥する等の工程が必要になります 図 5-4 は グリーン発電会津のバイオマス発電のシステムを示したものですが チップを燃料とした熱風発生装置により事前乾燥を行い チップの含水率を 35%w.b. まで落とすシステムになっています また 図 5-5 は高知県香南市におけるチップボイラーの導入事例を示したもので 廃熱をチップ乾燥に利用しています 67

72 木質バイオマス利用事業者が自ら燃料の事前乾燥を行う場合 規模が大きく なるほど乾燥する燃料の量も増えます そのため 自然乾燥する場合には敷地 面積が必要となります 図 5-4 チップボイラーを用いたバイオマス発電システムのイメージ 出典 グリーン発電会津会社案内 68

73 排ガス 廃熱回収システム サイロ ボイラー 熱 交 換 器 廃熱をチップ乾燥に利用 図 5-5 ハウス内に温度センサーをつけ 設定温度以下になるとボイラー稼働 施設園芸における木質チップボイラーを導入イメージ図 高知県香南市の事例を参考に作成 [参考] 先述したように 大規模な施設整備を計画する場合 チップ工場もしくは利 用施設 利用施設でチップ化も実施するケース において需給調整のためスト ックヤードが必要になります 単位面積当たりの貯木量は 県内チップ製造事 業者へのヒアリングから試算により 通路や搬入路を考慮せずに原木を詰めて 置いた状態で最大 10,000 /ha 程度となります 表 5-5 県内のチップ製造事業者へのヒアリング結果 原木を詰めて置いた状態で 800 原木は 10 列に並べて配置している 1 列あたり 置いている ha あたりの原木ストック量 原木を詰めて置いた状態 [ ] [800 ] 10,000 11,250 /ha 原木の積み上げ高さは 3m 程度 フォークリフトで原木の積み上げ 積み下ろしを行 っている ストックヤードには 通路や作業スペースが必要で 必要面積は 運搬に使 用するトラックのサイズや荷卸しのための作業スペースを考慮して決定します また チップは破砕チップか切削チップかといった形状 枝葉かバークかと いった燃料として使用する部位 針葉樹か広葉樹かといった樹種によって含水 69

74 率やかさ密度が異なってきます そのため, 計画時には それら使用する木質 燃料を考慮した上で 必要となる敷地面積を算出します 5.3 導入を検討する際の基本的な考え方木質バイオマスエネルギーを導入するにあたっての基本的な考え方を以下に整理しました (1) エネルギーの利用形態実用化されている木質バイオマスエネルギーの利用方法としては熱利用における変換効率が高く 発電を行う際も 廃熱を有効利用する仕組み ( 熱電併給 ) についても検討します [ 解説 ] 木質バイオマスは 燃料の種類やその変換方式によって多様な利用形態があります ( 図 5-3) 木質バイオマスの有するエネルギーを有効に活用して 事業の収益性を高めるためには よりエネルギー変換効率の良い燃焼技術を採用することが重要です 液化技術のように 現在実証段階のものもありますが 本項では技術的に実用化されている熱利用と徐々に導入事例が増えつつある発電利用について以下に示します 木質バイオマスのエネルギー変換効率は 熱利用 のみの場合と熱と電力の両方を供給する 熱電併給 の場合 75% 程度とされています 一方 発電のみの場合は高くても 25% 程度で ( 図 5-6) 石炭火力発電所における通常のエネルギー変換効率である 40% 程度 iii と比べると 木質バイオマスの有するエネルギーの多くを利用できていません iii 資源エネルギー庁 ( 2004) エネルギー白書 (2004 年版 ):

75 燃料の有するエネルギー量に対する各技術で有効に利用できるエネルギー利用の合で 数値はいずれも概数です Manomet Center for Conservation Sciences(2010) Biomass Sustainability and Carbon Policy Study. NCl : 129. より 図 5-6 木質バイオマスのエネルギー変換効率 ( 例 ) したがって 木質バイオマスのエネルギー利用に当たっては熱利用又は熱電併給が効率的であり また コスト面においても熱利用の優位性が既往の研究により示されています ( 表 5-6) 表 5-6 木質バイオマスエネルギー利用の採算性比較結果 ガス化発電と蒸気発電のネットの発電効率はそれぞれ 17% 25% と設定 投資回収年数 (= 投資額 ( 補助金除く )/ 単年度収支 ) が 10 年以内の場合 単年度のキャッシュフローは黒字の時 赤字の時 出典 久保山裕史( 平成 24 年 7 月 ) 第 18 回木材利用システム研究会資料 ( 再生可能エネルギーの固定価格買取制度 ) 以上のことから 木質バイオマス発電利用を進める場合 燃焼によって発生 する熱の利用についても検討することが重要です 71

76 熱利用の用途は様々であり 地域における熱利用需要を把握することが重要です ( 表 5-7) なお 熱電併給については 配管延長等の設備コストや売熱単価より事業採算性を考慮し導入の検討を行います 木質バイオマスエネルギーの利用用途や需要を踏まえた上で 燃料の調達条件を勘案し 実現可能で事業性のある方式を選択します 利用先 水産 農林畜産 工業 レジャー 観光 民生 共通 表 5-7 各熱利用施設における熱利用の特徴 用途利用温度 ( ) 熱源温度範囲 ( ) 陸上養殖 水温 20~30 45~20 季節的に需要大 水産加工 水温 10~30 30~10 季節的に需要大 冷房 低温水槽 水温 5~8 80 以上 二重効用吸収式冷凍用 175 以上 季節的に需要大 施設園芸暖房 室温 10~25 40 以上 季節的に需要大 土壌加温 土温 15~20 40 以上 季節的に需要大 灌水加温 水温 15~20 40~20 季節的に需要大 冷室温 低温貯蔵 温度 5~8 80 以上 二重効用吸収式冷凍用 175 以上 季節的 に需要大 畜舎暖房 室温 10~25 40 以上 季節的に需要大 農産物乾燥 空気温 70 以上 90 以上 季節的に需要大 木材乾燥 空気温 80 以上 100 以上 年間を通じて需要大 合板加工 木材加工 温度 80 以上 100 以上 年間を通じて需要大 容器殺菌 乾燥 温度 80~ 以上 年間を通じて需要大 食品加工 温度 100~ 以上 年間を通じて需要大 発酵 温度 20~50 60~30 季節的に需要大 冷房 冷却 温度 5~8 80 以上 二重効用吸収式冷凍用 175 以上 季節的 に需要大 プロセス用途 温度 100 以上 120 以上 年間を通じて需要大 熱帯植物温室 室温 20~25 40 以上 季節的に需要大 温水施設 水温 以上 年間を通じて需要大 温水プール 水族館 水温 20~30 60~40 年間を通じて需要大 融雪 ( 埋設式 ) 水温 40 75~35 季節的に需要大 融雪 ( 散水式 ) 水温 20 40~15 季節的に需要大 給湯 水温 50~80 90~70 季節的に需要大 暖房 室温 15~25 40 以上 季節的に需要大 冷房 温度 5~8 80 以上 二重効用吸収式冷凍用 175 以上 季節的 に需要大 出典 ( 財 ) 新エネルギー財団 (2008) バイオマス技術ハンドブック - 導入と事業化のノウハウ -(p85) を一部編集 備考 72

77 (2) 木質燃料と化石燃料のコスト比較 現時点では 木質燃料は化石燃料よりエネルギーあたりの単価が安価です 木質バイオマスは 種類によってもエネルギー単価が異なります 化石燃料のエネルギー単価と比較し 計画施設における投資回収の目途を把握します [ 解説 ] 木質燃料と比較されるのが化石燃料です 現在の化石燃料の価格をエネルギー単価で比較すると 木質バイオマス燃料のほうが優位となります ( 図 5-7) このため 木質バイオマス燃料および化石燃料の単価 計画施設におけるエネルギー使用量 設備費用などの条件から検討し計画を進めます 図 5-7 化石燃料と木質燃料の熱単価による比較 出典 久保山裕史 ( 平成 22 年 10 月 ) 日本の森林資源利用とバイオマス熱利用 (3) 木質バイオマスエネルギー利用システムの設備導入経費木質バイオマスエネルギー利用システムの設備導入経費を把握します [ 解説 ] 現状 木質バイオマス燃料の利用機器 設備は 化石燃料利用機器と比較し高額であるため 事業性を検討する際には 設備導入経費を把握しておくことが重要です また メーカーによって利用機器の性能や規模 価格が異なります その他 木質バイオマスボイラーを設置する際は 土地造成費 土木工事費 建屋建設費 配管工事費等が必要になりますので 計画施設の条件 ( 設備設置に必要となる面積や建屋の仕様等 ) から概算費用を求めます 73

78 表 5-8 木質バイオマス利用機器 設備費の目安 エネルギー利用形態 利用用途 木質バイオマス燃料 利用機器出力価格帯備考 熱家庭用薪 ペレットストーブ 5~30kW ~50 万円程度本体価格のみ 熱家庭用薪ボイラー 30kW 程度 50 万円程度本体価格のみ 熱業務用薪ボイラー 30~100kW 程度 50~500 万円程度本体価格のみ 熱家庭用ペレットボイラー ~50kW 程度 ~200 万円程度本体価格のみ 熱業務用ペレットボイラー 30~500kW 程度数百 ~2,000 万円程度本体価格のみ 熱業務用チップボイラー 100~1,000kW 程度 1,000~5,000 万円程度本体価格のみ 発電業務用チップボイラー 発電機数百 kw( ガス化発電 ) 数億円程度発電設備のみ 発電業務用チップボイラー 発電機 1,000~2,000kW 10 億円 ~ 発電設備のみ 発電業務用チップボイラー 発電機 5,000kW クラス 20 億円 ~ 発電設備のみ 価格帯については本体価格もしくは設備のみの参考値であり 土木工事費 建屋等の建設工事 費 付帯設備費等が別途かかるため 本格的な事業計画の検討を実施される際は 関係事業者か らの見積取により必要経費を把握します (4) 木質燃料と利用に適したシステム木質バイオマス燃料の種類により 対応する規模や施設での用途 ( 熱利用 発電 ) が異なります [ 解説 ] 使用する木質バイオマス燃料によって 利用に適した規模 利用機器 設備が異なり 燃料の条件 ( 用途や燃料の調達の可否等 ) により導入システムを決定します ( 図 5-8) 一般的にペレットのように 均質に加工された燃料は小型機器で利用できますが 含水率や形状にバラつきのある木材チップは 大規模な施設 ( 産業利用や発電など ) で利用されています 74

79 利用規模 10kW 100kW 200kW 300kW 500kW 1,000kW 10MW 100MW 個人住宅 ~30kW 集合住宅 ~100kW 温泉施設 宿泊施設 150 kw~500kw 大都市レベル 100MW~ 利用対象 学校 病院等 100kW~500kW 施設 ( 大 ) 大工場 発電施設 1,000 kw~10mw 施設 ( 中 ) 中小工場 100kW~1,000kW ペレット ( 家庭用 ) (10kW~50kW) 自動 ペレット ( 業務用 ) (100kW~500kW) 自動 技術的可能 (500kW~1,000kW) 木質バイオマスエネルギー 技術的可能 (20kW~100kW) チップ (100kW~) 自動 技術的可能 (100kW~) 木くず (500kW~) 手動 半自動 薪 ( まき ) (50kW~100kW) 手動 図 5-8 木質バイオマス燃料の形態と規模の適合性 75

80 (5) 計画施設での木質燃料の選択方法木質バイオマス燃料の種類によって 適した利用規模や利用方法があり 計画施設での利用規模や施設周辺で確保できる燃料等を考慮して適切な選択を行います 薪 小規模 熱利用向き ( 家庭や温泉施設など ) チップ 中 大規模 熱および発電利用向き ( 温泉施設や工場 発電施設など ) ペレット 小規模 熱利用向き ( 家庭や事務所や温泉施設など ) [ 解説 ] 木質バイオマスエネルギーを導入する施設の規模により適した燃料があり 薪であれば小規模 ペレットは小 中規模 チップは中 大規模な施設に適します ( 図 5-98 表 5-9 表 5-10) 熱利用であればどの種類の木質燃料でも対応可能ですが 発電についてはチップによる事例が圧倒的に多く 5,000kW 以上の発電出力の発電施設はほとんどで木質チップを燃料としたボイラー蒸気タービンシステムが導入されています 薪やペレットでも発電事例はありますが 導入事例は非常に少ない状況です まずは 導入を検討する施設でのエネルギー利用用途 ( 熱 電力 ) とエネルギー使用量を確認し どの木質燃料であれば どれくらい使用するかを把握します 詳細なエネルギー計算は 専門のコンサルタントか木質バイオマス燃料利用機器メーカーに相談してください 事業性が確保できる形で木質バイオマス燃料が安定的に調達できれば 利用機器の検討を進めます [ 参考 ] 再生可能エネルギー先駈けの地アクションプラン 県の 再生可能エネルギー先駈けの地アクションプラン ( 平成 25 年 2 月策定 ) において 木質バイオマス関連情報の収集 提供と産業化支援及び木質バイオマス関連施設の整備支援について取組むことや2015 年度の導入見込みを示しています この中で 目標達成に向けた木質バイオマス発電施設の整備計画が示されており ( 図 5-10) 木質バイオマス燃料の安定的な確保を含めた供給の持続性について 検討を行なっています 76

81 燃料形態 利用規模 表 5-9 木質バイオマス燃料の形態と利用規模の適合性 小規模ボイラー ( 家庭 小施設等 ) 20kW~100kW 程度 中規模ボイラー大規模ボイラー ( 業務用 事務室や温泉施 ( 業務用 工場や発電施設等 ) 設等 ) 500kW 程度 ~ 100kW~500kW 程度 薪 1 チップ 2 ペレット 3 : 適 : 条件により適もしくは不適 : 不適 1 薪は自動投入が難しいため 規模が大きくなるとその分人手が必要になり 雇用創出効果は期待できるが人件費の負担が大きくなる 1 基あたり 100kW 程度の出力しかないため 規模が大きくなると複数台を連結して設置しなければならず 薪ボイラーや薪を置くためのより広い設置スペースが必要となる 建屋や敷地費用も大きくなるが 薪を安価に利用できるのであれば可能性はある 2 国内ではビニルハウスや家庭レベルの小規模では利用されている事例がほとんどない 3 500kW 程度の利用機器が汎用機として最も大きい規模 それ以上となると 複数台を連結しての使用となる 最近 複数のメーカーから工場向けのペレット蒸気ボイラーの製品化がなされたため 産業用利用への普及拡大が期待される 国内大規模事例は 石炭火力との混焼事例がある 表 5-10 燃料の形態と利用機器の適合性 燃料形態 利用機器 温水ボイラー 蒸気ボイラー 吸収式冷温水器 冷房使用時に必要 薪 1 チップ ( 家庭用は困難 ) 2 ペレット : 適 : 条件により適もしくは不適 : 不適 1 小規模で可 大規模になると不向き ( 表 5-9 の注釈 ( 1) を参照 ) 2 チップボイラーの配管を吸収式冷温水器に繋げて温水を供給することで冷房することは可能だが 比較的高温の温水を供給し続けなければ 効率が低下するため 高効率での運転が難しい 薪ボイラー ( 左 : 家庭用 右 : 業務用 ) チップボイラー ( 熱利用 ) 発電施設 (5,000kW) 図 5-9 木質バイオマス利用機器 設備のイメージ 77

82 グリーン発電会津河東発電所発電出力 :5,700kw 木材チップ利用量 :60 千トン / 年 ( 計画量 ) 1 千トン 15 千トン 20 千トン 35 千トン 25 千トン 30 千トン 84 千トン 80 千トン 20 千トン 23 千トン 36 千トン 相双地区 計画市町村 南相馬市 飯舘村 川内村 3 地区の発電出力 :9,000kw 木材チップ利用量 :138 千トン / 年 木材チップ利用想定量 放射性物質の付着した樹皮由来木材チップ 63 千トン 木質系震災廃棄物由来木材チップ 36 千トン 各地において実施中の調査事業の結果により変更になることがある 県北 県中地区 発電出力 :12,000kw 木材チップ利用量 :112 千トン / 年 現段階における想定 8 千トン 13 千トン 20 千トン 34 千トン 90 千トン 木材チップ利用想定量 放射性物質の付着した樹皮由来木材チップ 158 千トン 木質系震災廃棄物由来木材チップ 66 千トン ( 凡例 ) 樹皮利用量木質系震災廃棄物由来木質バイオマス量木材チップ調達区域既存の発電施設計画施設利用する木材の流れ 白河ウッドパワー大信発電所発電出力 :11,500kw 木材チップ利用量 :116 千トン / 年 (H23 実績 ) 木材チップ利用想定量 放射性物質の付着した樹皮由来木材チップ 20 千トン 木質系震災廃棄物由来木材チップ 13 千トン 54 千トン 105 千トン 計画 ( 塙町 ) 民間事業者発電出力 :12,000kw 木材チップ利用量 :112 千トン / 年 木材チップ利用想定量 放射性物質の付着した樹皮由来木材チップ 152 千トン 木質系震災廃棄物由来木材チップ 185 千トン 1 樹皮 ( バーク ) 利用量 : 県全体 393 千トン ( 今後 10 年間の発電施設における利用量 ( 想定を含む ) その他 県外処理量 130 千トン ) 2 震災由来木質バイオマス利用量 : 県全体 300 千トン ( 平成 23 年度木質系震災廃棄物等の活用可能性調査 ( 福島県域調査 (4 号契約 )) 平成 24 年 3 月林野庁 による推定量は 447 千トン ) 平成 24 年 3 月林野庁 による推定量は 447 千トン ) 図 5-10 再生可能エネルギー先駆けの地アクションプラン 達成に向けた発電施設の配備計画 78

83 6. 木質バイオマスエネルギーシステムの事業化手順 本項では 木質バイオマスエネルギーシステムを事業化するにあたっての手順や留意点などについてとりまとめました 以下に事業化にあたってのフローを示します 図 6-1 木質バイオマスエネルギーシステムの事業化フロー 79

84 6.1 前提条件の明確化導入の目的やその優先順位 想定される立地場所の周辺環境など 事業化の前提となる条件を明確にし 規模や適切な利用技術を選択します [ 解説 ] 木質バイオマスエネルギーを導入することによって 1.3 に目的として示したような様々な効果を期待できます このうち何を重要視するかによって施設の性格が異なってきます 例えば 放射性物質の付着した木材の減容化が目的であれば 発電効率よりも放射性物質の拡散防止対策や作業労働者の安全性を優先させるような仕様になります また コスト削減を最優先にするのであれば 廃熱利用の検討を行い ( 参照 5.3(1) エネルギーの利用形態 ) 複数のプラントメーカーの技術やコスト等を比較し 事業採算性が最も高いと考えられるシステムを導入します また 想定されるプラントの立地場所や需要施設及び周辺環境により 導入される設備の内容や規模が異なり 木質バイオマスエネルギー利用施設整備の検討に先立ち 前提条件を明確にすることが必要となります 6.2 熱需要特性の把握木質バイオマスによる熱利用設備を導入する際には エネルギー需要施設における熱需要特性を把握します [ 解説 ] 熱利用の場合 施設熱需要の日間変動 季節変動を把握し これに合わせて供給システムを設計します これは第一に 木質バイオマス利用設備は化石燃料設備と比べて瞬間的な熱需要の変動に対するエネルギーの供給速度が遅く 速やかな出力制御が難しいことからです 立ち上げ時に所定の出力を発揮するまでに数時間かかるケースもあります 第二に 導入設備が化石燃料に対して高額なため 過大な設備を導入すると設備稼働率が低下して収益性が悪化することになります 6.3 調達可能な原料 燃料の把握燃料調達先や 調達可能な原料 燃料の単価 量 性状等について把握します [ 解説 ] 近隣の燃料調達先 ( 木質バイオマス燃料製造事業者等 ) を把握します 運搬費用は運搬距離が遠くなるほど高くなるため 近隣 ( 目安としては半径 100km 圏内程度 ) の関係事業者を対象に検討します ただし 木質バイオマス燃料の単価が事業の採算に合えば 遠距離からの調達も検討します 80

85 木質バイオマス燃料製造事業者としては チップ工場やペレット工場 製材 工場 森林組合が考えられます また 木質バイオマス燃料の調達先について は近隣の素材生産業者 あるいは下記関係機関 団体へ問い合わせることで確 認できます 表 6-1 関係機関 団体 関係団体 電話番号 福島県林業振興課 福島県森林組合連合会 福島県木材協同組合連合会 協同組合福島県木材流通機構 福島県木材チップ生産協議会 遠野興産株式会社 ( ペレット ) 燃料調達先からは どのような木質バイオマス燃料が供給できるかを確認します 主な確認事項は以下のとおりです 燃料種と調達可能量 販売単価薪 チップ ペレット等の燃料のうち どの種類の木質バイオマス燃料の取扱いがあり どれくらいの単価でどれくらいの量の調達が可能であるか確認します なお 薪 チップ ペレットの市場価格の目安について表 5-2 に示します また 大規模な事業を計画する場合 1 つの燃料調達先だけでは施設需要量を賄えないことがあり 複数の燃料調達先を確保する必要性が生じる場合もあります 性状木質バイオマス燃料の形状 含水率を確認します 例えばチップやペレットの形状について 長尺であることが理由で燃料を利用機器に送る供給装置で詰まりが発生し トラブルを引き起こす場合があります なお 原料を調達し 自ら木質バイオマス燃料に加工し利用する際は 加工可能な原料の種類や寸法を確認する必要があります また 含水率については 燃料の持つ発熱量に直接関係しますので 木質バイオマス燃料の使用量 燃料費に影響を及ぼします また 含水率には乾量基準 ( 含水率 ) と湿量基準 ( 水分率 ) で示される数値が異なるため 注意が必要です 詳細は 9.6 木材の含水率 を参照してください なお 調達可能な燃料の性状等について確認する際 関係団体が示している品質や規格が参考になります 81

86 チップ 全国木材チップ工業連合会 : 木材チップの品質規格規程について NPO 法人全国木材資源リサイクル協会連合会 : 木質リサイクルチップの品質規格について 岩手県 : 燃料用木材チップ品質 規格のガイドライン案 ペレット 木質ペレット品質規格 ( 一般社団法人日本木質ペレット協会 ) 木質ペレット燃料に関するペレットクラブ自主規定 商取引の方法木質バイオマス原料および燃料は 容積 ( 主にm3 ) もしくは重量で取引されるので どちらで取引するかを確認します 薪 チップ ペレットの市場価格 ( 参照表 5-2) と比較する際も 単位を確認します なお 容積と重量の換算に用いる生材密度の目安ついては 表 6-2 に示しましたので参考にしてください 表 6-2 参考 木質バイオマス燃料および原料の生材密度 木質バイオマス燃料および原料 生材密度 出典等 薪 0.43~0.49 t/ m3 含水率 25~35WB% として表 6-4 から換算 実際に用いられる樹種 含水率により設定してください チップ 0.2~0.3 t/ m3 岩手県 : 燃料用木材チップ品質 規格のガイドライン案を参考 ペレット 0.6~0.75 t/ m3 ( 社 ) 日本木質ペレット協会 木質ペレット品質規格 を参照 スギ丸太 0.71 t/ m3 表 6-4 表 6-3 丸太 1 m3をチップにした場合の層積 出典 木質バイオマスボイラー導入指針, 平成 24 年 3 月, 森のエネルギー研究所 82

87 表 6-4 丸太重量と材積換算 出典 木質バイオマスボイラー導入指針, 平成 24 年 3 月, 森のエネルギー研究所 木質バイオマス燃料の輸送手段大口需要の場合 1 回の輸送に大型のトラック (10 トンなど ) を使用することになります 施設への搬入路の幅員等を考慮し 円滑な輸送を確保します [ 参考 ] 間伐材や林地残材等の森林資源を原料として調達し自社で燃料化する場合 近隣地域の森林資源の賦存量を把握することが重要です 項に示す資源量の計算ツールで対象地域や各種条件を設定することにより 資源量の目安を知ることができます 6.4 木質バイオマスエネルギープラントの検討 立地条件一般的に 木質バイオマス利用設備は化石燃料設備と比較し 広い敷地が必要となります また 発電プラントの建設に際しては 送電条件やユーティリティ条件について検討します [ 解説 ] 木質バイオマス利用設備 ( 業務用 ) においては 化石燃料設備と比較しボイラーが大きく また 燃料を一時的に保管する場所 ( サイロやヤード ) が必要なため より広い敷地面積を確保しなければなりません ( 例えば 500kW のペレットボイラ機械室で約 30 m2 ( 実例 ) 同等の規模の化石燃料ボイラでは約 10 m2 ( 推計値 ) の敷地面積が必要 ) 発電プラントの立地候補地の選定に際して 事業規模が大きくなるケースが考えられ 十分な敷地面積の確保や 電気や熱を生産するシステムではユーティリティ ( プラントの運転に必要な電気 水 空気や燃料 ) としての冷却用水の調達 排水を放流するための上水道 下水道 83

88 河川等の配置などにも留意し 事前に必要な手続き等について関連行政機関と調整を行います また 送電条件についても検討しなければならず 送電系統連結点までの距離が長くなればその分設備費も高くなります ( 木質バイオマス ( 専燃発電 ) であれば電源線のコストは目安として 0.5 億円 /km( 電圧階級 22kV)) その他 地域住民の理解をること 施設の設置 稼働に際しては大気汚染防止法や消防法といった関連法令 ( 表 6-7 を参照 ) に基づく申請等が必要となり 審査期間等を考慮した計画的な手続きを行います 用地買収は 計画に則った用地確保ができないリスクもあり 用地を 1 つのみでなく 複数選定しておくことも重要です [ 参考 ] 以下に 施設建設にあたって様々な制約を受ける可能性のある木質バイオマス直接燃焼発電施設の立地条件についてまとめました 表 6-5 木質バイオマス直接燃焼発電施設の立地条件 50~100km 圏内で長期に安定して木質バイオマスの調達が可能であること 他用途や同様の用途との競合に配慮すること 燃焼調達条件 利用バイオマスの量や質に季節変動がなく 安定して調達できること 運搬道の交通事情が良いこと 安定した燃料供給が可能な事業者が存在すること 建設に対して地域住民の環境協定などの同意が得られること 環境条件送電条件熱供給条件建物条件ユーティリティ条件 工場立地や都市計画規制区域 文化財保護地域でないこと 大気 水質 騒音 振動の規制基準値が保証値以下であること 送電系統連結点が近くにあること 適切な熱負荷需要が近くにあること 十分な敷地面積の確保 高さ制限がなく その他の条例 規制を遵守できること 用水引込点が近くにあること グリーン発電会津 (5,000kW) の敷地面積は約 10,000 m2 ( 出典 グリーン発電会津会社案内より ) 参考 下記資料を参照し 一部編集 作成 ( 財 ) 新エネルギー財団 (2008), バイオマス技術ハンドブック - 導入と事業化のノウハウ -,p 木質バイオマスエネルギー利用システムの規模と構成木質バイオマスによる熱利用か発電によってシステムの構成が異なり関係するメーカーも異なってきます 計画施設の条件を考慮し 熱利用か発電かを選び 関係メーカーにシステム構成や性能 費用等について問い合わせます 84

89 [ 解説 ] 木質バイオマスのエネルギー利用システムは熱利用か発電の大きく 2 つに分けられます 熱利用は発電に比べて小規模である場合が多く システムの構成自体もシンプルです 例として 木質ペレットボイラーの構成機器を図 6-2 に示しましたが ペレットを貯留するサイロ 木質ペレットボイラー本体 集じん装置 サイロ及び燃料自動供給装置のほか 必要に応じてオイルサービスタンク ( 着火用 ) 等を含みます 図 6-2 木質ペレットボイラー構成機器 出典 国土交通省 ( 平成 23 年 3 月 ) 官庁施設の熱源設備における木質バイオマス燃料導入ガイドライ ン ( 案 ) 関連メーカーが提供する木質バイオマス利用機器 設備によって 利用できる木質バイオマス燃料に制限があるので 利用機器の仕様書等により 使用予定の木質バイオマス燃料が利用できるかどうか確認します メーカーによって利用できる木質バイオマス燃料の仕様が定められている場合があるため ( 含水率や寸法 形状 樹皮混入の有無等 ) 確認が必要で メーカー選定の根拠の 1 つとして調達可能な燃料の条件と照らし合わせ その適合性を判断します あるいは 利用予定の木質バイオマス燃料の性状について情報提供し 対応の可否や調整の必要性 ( 高含水率チップについては予め乾燥する等 ) について確認する必要があります 発電については 熱利用と比べて大規模で タービンや発電機 復水器 中央監視室等 設備が大掛かりになります 事例として 図 6-3 にチップで発電事業を行っている白河ウッドパワーの機器構成を示しました 熱利用システムおよび発電システムに対応できるメーカーは異なるため 関係するメーカーに問い合わせ システム構成や性能 費用等について確認し 計画施設での木質バイオマス利用システムを検討します 85

90 図 6-3 白河ウッドパワーの設備概要 出典 株式会社白河ウッドパワー会社案内 86

91 6.5 経済性の評価これまで検討してきたエネルギー需要や燃料調達を考慮し 関係事業者 ( 土木建設 メーカー等 ) と協議しながら 事業に関係する費目について積算し 事業採算性の検討を行います [ 解説 ] 15~20 年程度の事業期間を想定し 事業採算性 設備投資回収年数を検討します 計算方法としては 表 6-6 に示すような計画表を用いて計算する方法が一般的です 設備投資回収年数については それぞれの事業者が保有している事業の実施を判断するための基準年数で評価すべきです 基準年数をもっていない場合は 次のような考え方をもとに事業判断基準年数を設定すればよいと考えられます 一般には機械の設備投資回収年数は 耐用年数の半分ほどの期間を想定しています この考え方を事業に適用すれば 環境関連事業などでは設備の法定耐用年数が 15 年であることや 実際の事業期間は 20 年程度と長いことを考えると 8~10 年程度を目安にすればよいと考えられます なお 設備導入後 計画時に検討した事業採算性は 事業開始後に随時見直し 当初計画と大きな差異 ( 特に 事業採算性を悪化させる差異 ) に対しては 改善策を検討します 87

92 表 6-6 設備投資回収計画表の作成方法 参照 ( 財 ) 新エネルギー財団 (2008) バイオマス技術ハンドブック - 導入と事業化のノウハウ - p168 項目 計算方法 Ⅰ メーカーの見積を参考にする 概算数値でよい場合は関連ガイドブ a. 建設費ック * に記載されているデータにより設定することもできる b. 建設費低減率および補助率 % 建設費に建設費低減率および補助率 % をかける c. 実質建設費 上記のa-bより実質建設費を算出 Ⅱ a. 収入 1~4の合計 1 売電収入 売電単価 売電電力 稼働日数 稼働時間などにより算出 2 熱販売収入 熱販売単価 熱販売量 販売先稼働日数 販売先稼働時間などにより算出 3 肥料など販売収入 肥料販売費 年間肥料量 4 処理収入 処理料金 年間処理量 廃棄物処理施設の場合 b. 支出 1~8の合計 1ユーティリティ費 メーカーの見積を参考にする 概算数値でよい場合は関連ガイドブック * に記載されているデータにより設定することもできる 2メンテナンス費 建設費の 2~4% ほどを見込む 3 人件費 人件費単価 人数などにより算出する 4 減価償却費 ( 実質建設費 - 残存価格 ) 耐用年数より算出 5 灰処理費 灰処理単価 灰処理量などにより算出する 6 支払金利 借入期間 措置期間などを銀行と相談のうえ決定 7 租税公課 実質建設費から毎年の減価償却した額の差を対象とする この場合 ( 実質建設費 - 累積減価償却費 ) 税率 (1.4%) 8 一般管理費 人件費の 8~25% 程度 実態に応じて設定する c. 税引前利益 上記の a-b より算出 d. 法人税など 事業の大きさなどにより多少異なるが 40.87% を適用すればよいと思われる c 40.87% より算出 e. 税引後利益 上記の c-d より算出 f. 減価償却費 b の4と同値を設定 g. 毎年キャッシュフロー 上記の e+f より単年度のキャッシュフローを算出 Ⅲ a. キャッシュの累積 毎年のキャッシュフローを累積 b. 回収率 [%] a. がⅠの c の何 % に当たるかを回収率として試算 *( 独 ) 新エネルギー 産業技術総合開発機構. バイオマスエネルギー導入ガイドブック ( 第 3 版 )(2010) なお 現状では放射性物質を含む燃焼灰の保管 処理経費を計上しておく必要があります 88

93 6.6 実施に際しての検討 事業体制の構築特に大規模な事業の場合には 様々な業務領域が拡大し 事業に関わる関係者も増え 障害発生時のリスクも増大します したがって 専門分野の分担により経営効率を向上させ リスクの分散化を行う協同体的な事業体制を実施することも検討します 木質バイオマスの供給者例 素材生産業者 森林組合 チップ工場等 技術 運用 資金関係者例 プラントメーカー プラント運営経験のある事業者 銀行 [ 解説 ] 木質バイオマスのエネルギー利用にあたっては 木質バイオマスの供給事業者 ( 素材生産業者 森林組合 チップ工場等 ) や木質バイオマスエネルギーの利用者 運搬事業者などさまざまな事業体が関係します 特に大規模な木質バイオマス利用事業を実施する際は これらの関係者間の調整が必要になる一方 多様な主体が参画し 事業を実施することによって 各事業者の意分野の活用 リスク分散により経営の効率化 安定化に繋がります 行政や民間事業者が単独で事業を行う場合は 組織内で体制を整備する必要があります 複数の事業者によって事業を行う場合は 既存の事業協同組合などが事業主体となることも想定されますが 必要に応じて木質バイオマスエネルギー利用事業を行うための新たな事業主体を設立することになります また 事業の目的に応じて 合理的な事業形態を検討します ( 第三セクターや PFI( ) など ) 公共施設等の建設 維持管理 運営等を民間の資金 経営能力及び技術的能力を活用して行う手法 関係法規への対応通常の施設設置事業とは異なり 木質バイオマス利用事業においては 熱利用であれば労働安全衛生法上の資格者( ボイラー技師 ) 発電事業であれば電気事業法上の資格者 ( 発電所勤務経験者 ボイラー タービン 電気主任技術者 ) を木質バイオマス利用設備の条件に応じて確保する必要があります [ 解説 ] 木質バイオマスのエネルギー利用設備を設置するにあたって 関係する主な法規を表 6-7 に示します 木質バイオマス利用事業においては 条件によって関連資格者を確保する必要があります また 該当する法規については 管轄省庁 地方自治体等への相談 協議を行った後 必要に応じて届け出等が必要 89

94 になります 各関係法規について 資料編で規制の対象となる事業者 事業 規制の内容 連絡先等についてまとめました 表 6-7 木質バイオマスのエネルギー利用設備の関係法規 段階法律名概要管轄省庁 導入前 運用 廃棄物の処理および清掃に関する法律 電気事業法 エネルギーの使用の合理化に関する法律 ( 省エネ法 ) 大気汚染防止法 騒音規制法 振動規制法 特定工場における公害防止組織の整備に関する法律 労働安全衛生法 産業廃棄物の収集運搬または処分を業として行うものは都道府県知事 ( 保険所を設置する市または特別区にあっては 市長または区長 ) の許可が必要 外部から産業廃棄物を受入れ 処理する施設は都道府県知事 ( 保健所を設置する市または特別区にあっては 市長または区長 ) の許可が必要 一定規模以上の発電施設については国への工事計画書の届け出が必要 ( 蒸気タービン : ほぼすべての規模 ガスタービン :1,000kW 以上 内燃機関 :10,000kW 以上 ガスエンジン :200kW 程度 ) ボイラを用いる場合は ボイラ タービン技術者の選任が必要 エネルギーを原油換算で 1,500kL/ 年以上利用する施設では有資格者が必要 エネルギー使用量の記録義務あるいは定期報告が必要 ガスエンジンにて燃料を 35L/h( 重油換算 ) 以上 ガスタービンにて燃料を 50L/h( 重油換算 ) 以上 あるいはボイラで伝熱面積が 10 m2以上の施設について 大気汚染に関する規制値がある 圧縮機 送風機などの定格容量が 7.5kW 以上 チッパの定格出力が 2.25kW 以上 砕木機を有する設備について 騒音に関する規制値がある 圧縮機 送風機などの定格容量が 7.5kW 以上 チッパの定格出力が 2.2kW 以上の設備について 振動に関する規制値がある 公害防止統括者 公害防止主任管理者 公害防止管理者を選任する必要がある ボイラーの伝熱面積によってはボイラー技師が必要 排熱ボイラーの伝熱面積下記数値未満であれば必要ない 6 m2 ( 蒸気ボイラー ) 28 m2 ( 温水ボイラー ) 60 m2 ( 貫流ボイラー ) 環境庁 経済産業省 経済産業省 環境省 環境省 環境省 経済産業省環境省 経済産業省 消防法 燃料貯蔵量が 10 m3以上の場合は資格者が必要 消防庁 熱供給事業法 他施設へ 21GJ/h の熱供給を行う場合は許可が必要 経済産業省 水質汚濁防止法 水質汚濁に関する規制値がある 環境省 90

95 [ 参考 ] エネルギー利用設備で扱う木質バイオマスが廃棄物としての取り扱いになるかどうか 県の担当部局に確認します 廃棄物として取り扱われる場合 産業廃棄物の収集運搬または処分の許可が必要となります 環境省では廃棄物かどうかを判断する基準として 環境省廃棄物 リサイクル対策部産業廃棄物課長通知 ( 通称 規制改革通知 ) において取りまとめているので その内容を表 6-8 に示します 表 6-8 廃棄物の取扱いに関する規制改革通知 発生側での価格 輸送形態 原料の扱い 利用側が収集廃棄物ではない有償発生側か持込み廃棄物ではない発生側での価格 > 輸送コスト 発生側での価格 輸送コスト 廃棄物 無償 利用者が収集廃棄物ではない発生側が持込み廃棄物 逆有償 廃棄物 資金調達関係省庁 県 市町村に問い合わせ 利用可能な助成制度について情報収集を行います また 自主財源の工面 金融機関からの借入等についても目途を立てておく必要があります [ 解説 ] 事業の実施に利用可能な助成制度を含め 最適な資金調達方法を検討します 事業が補助金の対象になっているか 助成を受けられる可能性はどうか 関係する行政機関に問い合わせておく必要があります 特に事業化が具体的に見え始めれば 事業化のタイミングで実際に利用が可能かどうかなど 行政機関と直接折衝することが不可欠となります また 自主財源も必要であり 金融機関からの借入等も検討するなど 費用を工面できるかどうかの目処を立てておく必要があります [ 参考 ] 平成 24 年 7 月 1 日より再生可能エネルギーの固定価格買取制度が始まりました 固定価格買取制度とは 太陽光 風力 水力 地熱 バイオマスといった再生可能エネルギー源を用いて発電された電気を 国の定めた買取期間および価格で電気事業者が買取るよう義務付けた制度です 諸条件を満たすことで 木質バイオマスによる発電事業も対象となります 詳細については 巻末の資料編にまとめましたので参照してください 91

96 6.6.4 木質バイオマスプラント建設時における住民理解大規模な木質バイオマス利用設備計画時には 関係する環境規制等 法律基づく施設整備を実施し 近隣住民へ十分に事業説明を行い 理解をます [ 解説 ] 環境規制に関わる法律 ( 大気汚染防止法や騒音規制法等 9.9 関連法規 を参照 ) で定められた基準値をクリアできる設備建設計画を立てた上で 住民説明会等により 近隣住民の理解をる必要があります 6.7 放射性物質への対応 現状 放射性物質を含む木質バイオマスを燃焼した後に発生する灰には 放射性物質のほとんどが濃縮 残留します 県内の木質バイオマス利用施設では 放射性物質が濃縮した灰の処理が問題となっており 木質バイオマスボイラーの稼働を停止している施設もあります 対応 環境省から出ている廃棄物の処理方針を遵守し 燃焼灰等を適正に処分します 放射性物質を含む木質バイオマスを利用する設備には 放射性物質の拡散を防ぐ設備の設置を行います 放射性物質の低減技術については コストや技術を検証し 導入の可否を検討します [ 解説 ] 木質バイオマスの燃焼により発生する灰分量は 乾量基準 ( ドライベース ) の重量比で示すと 針葉樹木部の 0.5% から樹皮の 5~8% まで様々です 木質バイオマスの平均的な灰分値は表 6-9 に示したとおりです 表 6-9 木質バイオマス燃料の種類と灰分量 出典 季刊木質エネルギー No.19 ( 熊崎實 ) 92

97 通常 汚染されていない木質バイオマスであれば 焼却灰は特殊肥料 ( 草木灰 ) 等として有効利用を検討するか産業廃棄物として処理しますが 第一原子力発電所事故により 県内の木質バイオマス利用施設 ( 調理施設や温浴施設 製造工場など ) では 焼却灰に放射性物質が濃縮され その灰の処理が問題となり木質バイオマスボイラーの稼働を停止している施設があります ( 表 6-10) 表 6-10 アンケート調査で得られた事業者からの意見の例 地域業種意見 相双いわきいわきいわき 木質バイオマス利用施設 ( 熱 ) 温浴施設 木質バイオマス利用施設 ( 熱 ) 調理施設 木質バイオマス利用施設 ( 熱 ) 製造工場 木質バイオマス利用施設 ( 発電 ) 工場 当地域では 木質バイオマスを利用することで 放射性物質が濃縮した灰が発生するため 現在 設備を停止している 原発事故の影響による放射性物質を含んだ燃焼灰の問題で 平成 23 年 11 月に木質ペレットの使用を中止し 燃料は重油へと切り替えた 当バークボイラーは原発事故により燃焼灰に放射性物質が濃縮 残留する為 現在 (24 年 1 月より ) 停止している 今後 未利用木質バイオマスを安定的に利用するため 未利用木材の品質改善 ( 水分 放射性物質等 ) や燃焼灰の安定処理 ( 特に放射性物質の問題 ) が必要 業務用のボイラーから出る燃焼灰は 通常 産業廃棄物扱いとなり 廃棄物の処理及び清掃に関する法律に基づき 事業者自らが責任をもって処理することとなっています 放射性物質を含む廃棄物の処理については 別途 環境省から出ている処理方針を遵守し 適正に処分を行います 環境省の指針においては 8,000Bq/kg 以下の廃棄物は 従来と同様の方法で廃棄物として焼却 埋立処分することができ また 焼却施設や埋立処分場では排ガス処理 排水処理や覆土によって環境中に有害物質が拡散しないように管理が行われていることから 安全に処理することができます また 平成 23 年 6 月 23 日付け 福島県内の災害廃棄物の処理の方針 ( 環境省 ) において 被ばく線量を 10μSv/ 年以下に低くするための対策を講じつつ 管理された状態で利用することは可能 とされており 福島県内の災害廃棄物の再生利用の考え方として 遮蔽効果を有する資材により地表面から 30cm の厚さを確保することで 放射性セシウムの平均濃度が 3,000 Bq/kg 程度までの資材を利用することが可能です 表 6-11 に関係省庁からの通達を基に 木質バイオマス利用施設における放射線管理の目安について整理しました 受け入れる燃料の放射性物質濃度により 燃焼灰および排ガス中の放射性物質濃度が変わることから 施設の建設計画時の参考にしてください 93

98 ケース 表 6-11 木質バイオマス利用施設における放射線管理の目安 平成 23 年度木質系震災廃棄物等の活用可能性調査 ( 福島県域調査 (4 号契約 )) 報告書 ( 平成 24 年 3 月 ) を一部改定 木質系燃料の 燃焼灰の処分 排ガスによる環境影響 従事者の 受入管理の目安 [*2] ( 保守側の試算 ) 放射線管理 [*1] [*3] [*4 *5] 1 100Bq/kg 程度以下で管理 2 200Bq/kg 程度以下で管理 3 2,500Bq/kg 程 度以下で管理 4 10,000Bq/kg 程 度 の燃料も使用 3,000Bq/kg 以下 対策を講じることで資材として利用可能 8,000Bq/kg 以下 一般廃棄物等として処分可能 8,000~10 万 Bq/kg 指定廃棄物となり国が処分 10 万 Bq/kg 超 指定廃棄物となり国が処分 *1: 燃焼灰や排ガスの放射能濃度の試算結果から設定した目安 0.5Bq/ m3 N 程度以下濃度限度の目安を大きく下回る 7Bq/ m3 N 程度以下濃度限度の目安を下回る 30Bq/ m3 N 程度以下目安を超えないよう設備と管理方法の技術的検討が必要 埋立作業者の安全も確保される 電離則の関連規定を遵守 木質系燃料の調達地域の目安 汚染廃棄物対策地域以外 汚染廃棄物対策地域 *2: 燃焼灰は木質系燃料の 1/30~1/40 に減量化され 放射能濃度は 30~40 倍に濃縮されると推定される 処分方法は 放射性物質汚染対処特措法 (H23/11/11) の基本方針による 遮 蔽効果を有する資材により地表面から 30cm の厚さを確保することで 放射性セシウムの平均濃度が 3,000 Bq/kg 程度までの資材を利用することが可能 *3: 木質系燃料の燃焼空気量を 3,500 m3 N/ トンとし 排ガス処理装置の除去率を 99% に設定した保守側の試算 ( 環境省の評価例での設定値 環境省による実測では 99.99% 以上除去さ れるとしている ) 原子力安全委員会が排ガス濃度限度の目安を提示 (Cs-134 が 20Bq/ m3 N Cs-137 が 30Bq/ m3 N) *4: 外部被ばくの実効線量が 3 月間につき 1.3mSv(2.5μSv/h) を超えるおそれがある場合 又は放射性セシウム濃度が 1 万 Bq/kg を超える場合には 作業者の安全を確保するため 電 離放射線障害防止規則の関連規定を遵守する必要がある *5: 環境省の検討 (H23/6) によると 8,000 Bq/kg の廃棄物をそのまま埋立処分する場合の作業者の被ばく線量は 0.78mSv/y(1 日 8 時間 年間 250 日の労働時間のうち半分の時間 を廃棄物のそばで作業すること 1 日の作業の終了時の覆土である即日覆土を行わず 中間覆土のみ行うことを仮定 ) *6: 汚染廃棄物対策地域 は警戒区域及び計画的避難区域等が指定されている なお 空間線量率が 20~50mSv/ 年 ( 3.8~9.5μSv/h) は居住制限区域 50mSv/ 年超は帰宅困難区域と されている 94

99 [参考 1] 放射性物質濃度の違いについては 下記 URL を参照し 適正に対応してください 環境省 環境省 100Bq/kg と 8,000Bq/kg の二つの基準の違いについて 100Bq/kg は 廃棄物を安全に再利用できる基準 であり 8,000Bq/kg は 廃棄物を 安全に処理するための基準 環境省 8,000Bq/kg を超え 100,000Bq/kg 以下の焼却灰等の処分方法に関する方針につ いて 環境省 管理された状態での 災害廃棄物 コンクリートくず 等 の再生利用について 環境省 環境省令第三十三号 第二十六条 特定廃棄物 Cs134 と Cs137 の合計値が 100,000Bq/kg を超えると認められるもの の埋立処分の基準 [参考 2] 放射性物質濃度の低い木質バイオマス燃料を 放射性物質を含有する燃料と混合して使 用することで 放射能リスクを低減することが可能です 参考として図 6-4 に 異なる放 射性物質濃度の木質バイオマス燃料を混合させた場合の放射性物質濃度を示します ①木質バイオマス燃料(その 1) a 100 Bq/kg 放射性物質濃度 b 5 Kg 使用量 ②木質バイオマス燃料(その 2) c 2,000 Bq/kg 放射性物質濃度 d 5 Kg 使用量 混合後の放射性物質濃度 (a b + c d) (b+d) 1,050 Bq/kg 図 6-4 参考 木質バイオマス燃料の混合による放射性物質濃度の低減 また 放射性物質を含む木質バイオマスを高温で燃焼する際に発生する排ガス中にも 放射性物質が含まれる可能性があることから 木質バイオマス利用設備にバグフィルタを 取り付けるなどの対応が必要です 95

100 [ 参考 3] 放射性物質を回収 捕集する手法として プルシアンブルー ( 図 6-5) やバグフィルター ( 図 4-9(p56)) 等を用いる技術があり 環境省等の除染技術実証事業においても各種実証試験が行われています 図 6-5 プルシアンブルーを用いた除染技術の実証事業 出典 環境省 ( 平成 24 年 8 月 ) 平成 23 年度除染技術実証事業 96

101 7. 安定供給へ向けた課題 以下に 燃料用木質バイオマスの安定供給へ向けた課題についてまとめました 7.1 A,B 材の需要開拓と搬出コストの低減 森林由来の燃料用木質バイオマスは A B 材よりも安価な価格で取引されている C D 材を対象とします 大規模な木質バイオマス利用施設に 燃料用木質バイオマスを安定供給するためには 素材生産業者の安定した経営の確保が重要となります 素材生産業者の経営の安定を図るため A B 材の需要開拓を図る必要があります 素材生産の採算性の向上のため 搬出コストの低減を図ることが重要です [ 解説 ] 素材生産業者の多くは 市場において高値で取引されている A B 材 ( 建築用材 ) の販売によって経営を成り立たせています 一方で 燃料用木質バイオマスの対象となる C D 材は A B 材と比較し安価なため 材を生産 供給する素材生産業者の経営は 燃料用木材を生産するだけでは採算性の確保が難しいと考えられます そのため 燃料用として C D 材の利用量を増やすためには A B 材の需要開拓 拡大と搬出コストの低減を図っていくことが必要となります このことにより 木材のカスケード利用を適切に行い 丸太の付加価値を高め 素材生産業者の経営基盤の強化につなげることが重要です 本県では 原発事故による立木への放射能性物質の付着や それに伴う風評被害により取引が停止したりと 素材や製材品の販売に支障が出るケースも見られます C D 材の供給を確保するためには 風評の払拭に取り組むとともに A B 材の新たな需要開拓を図る必要があります そのため 木材の安全性の確認や市場の受け入れ体制に応じた施業を行っていく必要があります A B 材として販売可能な木材は 復興住宅などに必要な資材として利用するといった 地域で活用する取り組みを推進することが重要です 97

102 7.2 関係事業者間での連携の促進関係事業者間 ( 素材生産 木材加工 木質バイオマス利用施設 ) で広域連携できる体制を構築し 大規模な利用施設への安定供給を図ります [ 解説 ] 数万m3 / 年以上の燃料用木質バイオマスを使用する大規模な利用施設への安定供給を行うためには 供給側 ( 素材生産業者や木質バイオマス燃料製造事業者 ) と利用側 ( 木質バイオマス利用施設等 ) 間での生産流通体制を構築するための協定締結などによる連携を図ることが有効です また 関係事業者間での情報共有 協議を行い 取り扱う燃料用木質バイオマス量が多い場合には 仕分け機能を持つストックヤードや中間土場の整備を検討する必要もあります 特に 大規模に毎月定量の木質バイオマスを必要とする発電等施設では 木質バイオマスの供給の平準化が確保できるよう ストック機能を持つ設備が必要です ストック設備に材を持ち込めば安定した価格で買い取る状況を創出することで 素材生産業者の経営の安定化に結び付けることが可能となります 一方 木質バイオマス利用施設にとっても 数カ月先まで木質バイオマスをストックすることができ 事業のリスク軽減に繋がります このように 需給調整を担う機能を整備することで 燃料用木質バイオマスの安定供給体制を確保することができます 98

103 8. まとめ 林業 木材産業の振興に繋がる持続的な木質バイオマスの安定供給のためには関係事業者の事業性の確保が必要です そのために必要な要点を手引きに沿って再掲しました 平成 24 年 7 月に再生可能エネルギーの固定価格買取制度が開始し 木質バイオマス発電事業への関心が高まっています また 本県においては 放射性物質による森林汚染の問題があり 特に除染が必要とされている地域では 除染と木質バイオマスエネルギーの有効利用 雇用創出などを同時に進めていくことが必要です 持続的な木質バイオマスの安定供給のためには関係事業者間での連携 ( 川上 ~ 川中 ~ 川下 ) 事業性の確保が必須であり それにより 林業 木材産業の振興にも繋がると考えられます 以下にそのための要点を手引きの項目に沿って再掲しました < 木質バイオマスの安定供給に必要な事項 > 木質バイオマスの供給 地域の木質バイオマスが利用可能量近隣の林業事業体やチップ工場等の木質バイオマス供給者により 計画施設での必要量を確保できるのかを把握します 木質バイオマス燃料の生産工程に関して 利用する木質バイオマス燃料価格 寸法 含水率等のほか 燃料への加工性 ( チッパーに投入可能な丸太の太さ ) 利用設備で対応可能なのか( 燃料供給装置で詰まらない寸法 ) などを確認します 木質バイオマスのエネルギー利用 カスケード利用を前提とする付加価値の高いものから利用していくことが必要で 森林資源の価値を高め 木質バイオマス ( 未利用間伐材 林地残材 ) の供給者である林業事業体の経営の安定を図り 安定供給に繋げます 木質バイオマス燃料の特徴の把握代表的な木質バイオマス燃料として薪 チップ ペレットがあります 薪であれば小規模施設 チップであれば大規模施設まで対応できます チップの含水率が高い場合 燃焼できない施設があります 木質バイオマスを利用するにあたっての基本的な考え方発電の場合 排熱を利用することでエネルギー効率を上げられます 発 99

104 電のみのエネルギー効率は 熱利用のみの場合と比較し 3 分の 1 程度になることもあります 木質バイオマスエネルギー利用設備は化石燃料利用設備と比較して導入経費が高額であり 化石燃料のエネルギー単価と調達できる木質バイオマス燃料のエネルギー単価を比較し 投資回収見込みや採算性を把握します 木質バイオマスエネルギーシステムの事業化手順 経済性の評価計画する木質バイオマスエネルギー利用設備において 収入 支出の費目を積算します システムの規模やメーカーによって事業性が異なるため 最適なシステムを選択できるよう事前の十分な検討が必要です 放射性物質への対応放射性物質を含む木質バイオマス燃料を燃焼した後に出る灰には 放射性物質が濃縮されるため 低濃度の燃料のみを受け入れ 燃焼灰の再利用を図るか 灰の処理費用を事業費に計上したうえで事業性の検討を行います その他 人材育成 技術開発は必須であり 関連産業の競争力をつけること で より安定した木質バイオマスの供給が可能となり 林業 木材産業の振興 持続的な森林資源の管理 活用が達成にも繋がります 100

105 9. 資料編 9.1 木質ペレット燃料の特性および利用機器 (1) 木質ペレットの特性 木質ペレットは 原料により木部( ホワイト ) ペレット 全木ペレット 樹皮 ( バーク ) ペレットに分類されます 燃焼後の灰は 樹皮ペレットが最も多く 次いで全木ペレット 木部( ホワイト ) ペレットが最も少なくなります 長尺 粉状のペレットは利用時に詰まりを生じるなどトラブルの原因となります [ 解説 ] 木質ペレットは原木 樹皮を破砕 乾燥 粉砕したおが粉をペレット状に圧縮 成型した固形燃料で 図 9-1 に示す工程で製造されます ペレットの種類は 大きく分類すると木部ペレット ( ホワイト ) 全木ペレット 樹皮 ( バーク ) ペレットの 3 つに分類されます ( 図 9-2) 樹皮部分が多いとペレット燃焼後の灰分が多くなるため 樹皮ペレットや全木ペレットが利用できない機器があります また ペレットが長すぎたり 多湿条件で保管し粉状になった場合には 燃料供給部分で詰まりが発生することがあります 表 9-1 に示したとおり 関連団体からペレットの品質規格が出されており どのようなペレットが適しているのかを把握し ペレットを選ぶことが重要です また 事前にペレット製造メーカー ペレット利用機器メーカーに問い合わせて 使用するペレットと利用機器の適正を確認する必要があります 図 9-1 ペレットの製造プロセス概要 101

106 図 9-2 木質ペレットの種類 木部ペレット ( ホワイトペレット ) 全木ペレット 樹皮ペレット ( バークペレット ) 種類 1 原料の種類 1 樹皮を含まない木質部 を主体とした原料から 製造したペレット 樹皮付きの木材を原料 に製造したペレット 樹皮を主体とした原料 から製造したペレット 長さ 2 30mm 以下 2 低位発熱量 16.0MJ/kg 以上灰の量ホワイトペレット< 全木ペレット<バークペレット 1 木質バイオマス実践情報 - 使ってみたいバイオマス 2 一般社団法人日本木質ペレット協会 木質ペレット品質規格の規格基準値 (C) を引用 102

107 表 9-1 木質ペレットの品質に関する自主規格の例 〇一般社団法人日本木質ペレット協会 : 木質ペレット品質規格 出典 103

108 [ 参考 ] 木質ペレット工場は国内で現在 100 箇所以上が稼働しており 原油価格の変動の影響や行政における導入促進に向けた施策もあり 施設の給湯 冷暖房 農業用ハウスなどでの利用が各地で進みつつあります いわき市にはペレット製造工場が稼働しており ( 図 9-3) また 木質ペレットボイラーも県内 5 か所に導入されています 図 9-3 遠野興産 のペレット製造プラント ( いわき市 ) と ぬくまる 製品ペレット 温丸 出典 (2) 木質ペレットの長所及び短所 木質ペレットの長所 品質( 形状 含水率 ) が安定しているため 保管 利用上の取扱いが比較的容易 燃焼効率が高い エネルギー効率が高い 木質ペレットの短所 チップや薪と比べると燃料単価が高くなる 湿度が高い場所に保管すると 型崩れが生じる 104

109 [ 解説 ] 木質ペレット燃料のメリット デメリットを以下に示します 表 9-2 木質ペレット燃料の特徴メリットデメリット 取り扱いが容易であり 制御が容易で 製造工程がやや複雑であるため 比較あるため 火力の調整が容易 的高価 小型機器でも燃焼効率が高い 湿度が高く 結露が生じるような場所 煙が少ない に保管しておくと 水分により成型がく エネルギー密度が比較的高い ずれ 粉状になり詰まりの原因となる バーナーで使用可能であるため 利用用途の汎用性が高い (3) 木質ペレットを燃料とするエネルギー利用機器 利用機器としてはペレットボイラー( 主に産業用 ) ペレットストーブ ( 民生用 ) があります 木質ペレットはチップに比べて寸法 含水率が一定であるため 小型のエネルギー利用機器での利用が可能です 木質ペレットの灰分が多いと 適合しない燃焼機器があります [ 解説 ] 木質ペレットのエネルギー利用機器 ( 産業用 ) としては ペレットボイラーがあり ペレットを直接燃焼させることにより用途別に温水 熱水 蒸気を取り出すことができます 燃焼室の構造はチップボイラーに比べてシンプルになっており 比較的小規模な施設にも導入可能です 図 9-4 に示したようにホテルや温浴施設 温水プール 老人福祉施設等における給湯や暖房の利用に加え 近年では農業用ハウスでの利用も進んでいます 木質ペレットは供給装置による自動供給が可能で 含水率が一定かつ低いことから出力制御が容易であるため 小型の利用機器 ( 家庭用ペレットストーブやボイラー等 ) で利用でき 民生部門に普及しつつあります ( 図 9-5) 留意点としては 9.1(1) 木質ペレットの特性 でも述べたように 灰分が多いペレットに対応できない利用機器もあります 灰分が多いと 灰が溶けて固まったクリンカ ( 図 9-6) が発生し 安定的な燃焼状態が保てず 不具合が生じます 灰分が多いペレットが利用可能な機器もあり 使用するペレットに対応した機器を検討します 105

110 図 9-4 業務用ペレットボイラー外観および概要図 資料 ( 左 ) 新潟県 メトロポリタン松島 ボイラー室 ( 右 ): 二光エンジニアリング HP 図 9-5 家庭用ペレットボイラー外観 資料 : 有限会社河西提供資料 人の身長より低いこのボイラーは ペレットボイラーの中でも小規模なものです 図 9-6 クリンカ ( 赤丸内 ) 出典 ( 地独 ) 北海道立総合研究機構林産試験場山田敦 北海道における木質ペレットの品質管理に関 する取組み 106

111 9.2 薪の特性および利用機器 (1) 薪の特性と利用方法 調達できる薪の特性( 樹種や性状 ( 含水率 形状 )) や調達のしやすさを把握することが必要です 薪は含水率が高いと不完全燃焼による煙が発生するため 特に自ら薪製造を実施する場合は しっかりと乾燥する必要があります [ 解説 ] 薪は 身近な燃料として薪ストーブ等 主に家庭燃料として利用されています ( 平成 23 年度森林 林業白書よれば 平成 22 年における薪の販売量は 5.3 万m3 ) 調達方法としては 薪製造販売事業者や関連事業者 ( 森林組合や製材事業者 ) から購入する 自ら製造する等があります 一般的に薪に用いるのは比重が大きく 長い時間燃焼する広葉樹ですが 針葉樹の方が調達しやすい場合もあるなどの特徴があります ( 表 9-3) 地域によって 調達可能な薪の樹種や価格を考慮し 導入を検討します また エネルギー効率よく薪を利用するためには 伐採後の木材を使いやすい大きさに切断した後に 十分に乾燥させることが重要で 不完全燃焼による煙の発生も防ぐことができます 107

112 表 9-3 薪として利用する際の針葉樹と広葉樹の違い 薪の種類 針葉樹 スギ ヒノキ アカマツ カラマツ ダグラスファーなど 広葉樹ナラ カシ クヌギ シラカバ サクラ リンゴ アカシア ケヤキ ウメ クリなど 密度針葉樹 < 広葉樹火持ち針葉樹 < 広葉樹 ( 密度ベース ) 着火性針葉樹 > 広葉樹発熱量針葉樹 > 広葉樹薪割のしやすさ針葉樹 > 広葉樹入手のしやすさ針葉樹 > 広葉樹 広葉樹より保管スペースが大きい 針葉樹より高価である ヤニが多く タールが発生しやすい 硬いため 薪を割るのに一苦労する 広葉樹を薪として使用した時より ま 乾燥に時間がかかるデメリットめに煙突を掃除しなくてはならない 乾燥していて温度が上がりやすいため 火室を傷めやすい 出典 夢の丸太小屋に暮らす編集部(2007) 薪ストーブ完全カタログ 株式会社地球丸ひょっとこプロダクション 田村桂子 (2008) 薪ストーブの本 株式会社地球丸夢の丸太小屋に暮らす編集部 (1996) 薪ストーブ大全 株式会社地球丸夢の丸太小屋に暮らす編集部 (2006) 薪ストーブと暮らす 株式会社地球丸 (2) 薪の長所と短所 長所 製造が容易で入手しやすく災害時に利用価値が高い 短所 利用機器への燃料の投入等で人手がかかる 小規模での利用が前提となる [ 解説 ] 薪の長所と短所を表 9-4 に示します 薪は 基本的には身近な資源を利用するため 少量であれば 調達 製造が容易で 利用時に電気を必要としないことから 災害時においても利用価値が高い燃料です 東日本大震災時においても 避難所に薪ボイラーが設置され活用された事例があります 反面 チップやペレットに比べて燃料のサイズが大きく形状が一定ではないため 自動供給には不向きで 利用する際には人力による供給となることから 事業性試算の際 人件費を考慮する必要があります また 未乾燥の薪を使用すると不完全燃焼の原因となり 燃焼効率の低下や黒煙の発生を誘発する恐れがあるため 十分に乾燥させてから使用することが 108

113 重要です 表 9-4 薪の特徴メリットデメリット 電気を使用せずに利用可能であり 災 小規模に利用するケースが多いため 害時においても活用が可能輸送効率は低く 長距離輸送に適さな 小規模であれば 自己調達や製造が容い 易 形状が一定ではないため 燃料の自動 自己調達等により薪を調達できれば 供給には適さない 調達コストを低く抑えることが可能と 燃焼効率を上げることや 火力の調整なる が困難である 比較的 煙が多い (3) 薪のエネルギー利用機器 薪の利用機器は 薪ストーブと薪ボイラーがあります 薪はペレットやチップと異なり 燃料の自動供給が困難です 発電等の大規模施設への導入は難しく 小規模な利用になります [ 解説 ] 薪の燃焼利用機器としては 薪ストーブや薪ボイラーが挙げられます 薪ストーブは 主に家庭用暖房機器として利用されています 薪ボイラーでは 薪を直接燃焼し 使用目的別に温水 蒸気を取り出すことができ 家庭の給湯や温浴施設の加温 製材所における木材乾燥等に使用されています 薪ストーブと比較して 機器を取り扱っている企業は限られており 性能や利用出来る薪の仕様等を確認する必要があります 図 9-7 薪ボイラー外観 東京都檜原村 数馬の湯 で温泉加温に利用 薪ボイラーは 含水率や形状が様々である薪に対応するため ボイラーの投 109