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1 未利用バイオマス ( りんご剪定枝剪定枝 もみ もみ殻 ) 収集運搬システムシステム構築及構築及び機器開発機器開発に関するする調査報告書 ( 概要版 ) 平成 23 年 2 月 青森県

2 目次 1. 基本情報 p2 1 利用可能な技術 2 県内の資源量 3 りんご剪定枝の利活用例 4 もみ殻の利活用例 2. ニーズ 課題の整理 p6 1 収集 運搬で想定される論点 2 各プレーヤーのニーズ 3. 収集運搬システム構築及び機器開発の方向性の検討 p8 1 収集フロー 2 園地特性を踏まえた検討 4. まとめ p11 ロードマップ 1

3 1.. 基本情報 1 利用可能な技術 りんご剪定枝剪定枝やもみやもみ殻を利用可能利用可能な技術技術は幅広幅広く存在存在 一部一部が実証実証レベル 技術名 固形燃料化 ( ペレット化 ) 実用化レベル 実用化 技術概要 木質系バイオマスの場合 粉砕 乾燥させた木粉を 100~150 程度で加熱することで圧縮し 含有成分であるリグニンを接着剤として成型固化する 炭化 実用化 酸素を遮断し でバイオマスを加熱し熱分解することで 炭素含有率の高い炭を得る技術 木質系バイオマス等の高カロリー化技術として古くから利用されている 直接燃焼 ガス化 メタン発酵 ( 乾式 ) エタノール発酵 堆肥化 実用化実用化 ~ 実証実証実用化 ~ 実証実用化 バイオマスを直接燃焼させて生じる熱を利用し ボイラーでスチームを発生させて 熱として利用する あるいは 得られたスチームによりタービンを駆動させ発電する バイオマスをガス化し 可燃性ガス ( 合成ガスと呼ばれる ) に変換する技術 一般的にはこのガスを燃料として ガスエンジン等で発電を行う場合が多いが 近年は このガスを原料として液体燃料を製造することも検討が進んでいる 有機物を嫌気性条件下で発酵させ 可燃性のガスを得る技術 特に乾式法は水分含有量の低い原料でも利用が可能であり 排水が発生しない点がポイントである 一方で 国内でメタン発酵という場合 家畜排せつ物 汚泥 食品廃棄物を原料とした湿式メタン発酵を指す場合が多い 酵母を用いて糖からエタノールと二酸化炭素を合成する技術 糖やデンプンを原料としてエタノールを製造する技術は既に実用化されている 一方 木質系バイオマスに含まれるセルロースなどを糖に変換し エタノール発酵する技術については 技術開発中 バイオマスの乾燥 破砕を行った後に 発酵を利用して堆肥化することで作られる 家畜排せつ物を中心に既に幅広く利用されているが 肥料としての利便性の向上や低コスト 省力的な堆肥化施設の開発 きょう雑物 有害物質の除去や低減が課題とされている 2

4 1.. 基本情報 2 県内の資源量 利用可能量は りんごりんご剪定枝剪定枝が約 8 万 t もみもみ殻が約 2 万 t と想定 利用対象外 1.9 りんご剪定枝 ( 万トン / 年 ) 利用可能量 7.8 ( トン / 年 ) 24,000 16,000 4,000 利用対象外 2.8 もみ殻 ( 万トン / 年 ) 利用可能量 1.7 ( トン / 年 ) 1,500 1, ( 出所 ) 青森県 : バイオ燃料ビジネスプラン (2009) 3

5 1.. 基本情報 3 りんご剪定枝の利活用例 利用を推進推進するためにするために移動型移動型の機器開発機器開発やマッチングやマッチング事業事業などがなどが推進中 地域バイオマス概要 県内 鰺ヶ沢町 りんご剪定 枝 県外 長野県 長野市 りんご ぶどうの剪定枝 伐採木 農研機構 千葉県農林総合研究センター りんご 梨の剪定枝 梨の剪定枝 平成まほろば事業 りんご剪定枝活用事業により実施 りんご農家の剪定枝を回収し 薪 チップとして供給 枝の回収機器の開発が実現しなかったため 事業化にいたらず チップ化 薪 チップの貯蔵 供給はバイオマス事業者が実施し 農家と需要家の仲介等の役割を担う 市が農家と薪ユーザーのマッチングを行う事業 農家は枝を切り落としたままの状態にしておき 畑に残された不要な枝の片付けを行い 需要家は枝の裁断 薪の運搬 保管を行う 2005 年から開始 リンゴや梨剪定枝向けに 3 種 (1 自走し 自ら拾い上げチップ化する機器 2 トラクタに装着したチップ化 袋への貯留を行う機器 3 自走投入式 (2 を自動投入できるように改良 ) の粉砕搬出機を開発 価格面が問題となり 実用化していない 梨園で剪定しながら処理することを想定し 煙が少なく操作が簡単な炉を目指す 但し 現在のところ着火直後の白煙の発生は防げていない 4

6 1.. 基本情報 4 もみ殻の利活用例 もみ殻は既に幅広幅広い用途用途で利用利用が進む 畜産 敷料 もみ殻 ( 未処理 ) 農業マルチ材 土壌改良剤 暗渠 堆肥 ( 水分調整剤 ) 粉末 製鉄工業原料畜産 溶鉱炉温度調節製紙 シリカ原料 容器 培土代替マット粗飼料 農業堆肥 ( 水分調整材 ) 成形物燃料ボイラー用燃料 発電用燃料 燃料 ボイラー用燃料 発電用燃料 炭 農業くん炭 ( 土壌改良材 ) 吸着剤 空気 水質浄化 農薬吸着剤 5

7 2.. ニーズ 課題の整理 1 収集 運搬で想定される論点 供給と需要需要をつなぐシステムやをつなぐシステムや バイオマスバイオマス利用利用のインセンティブなどがのインセンティブなどが重要重要な視点 視点 視点 バイオマス供給者 バイオマス需要家 発生したバイオマスの利用方法 発生量 発生時期 ( 季節変動 ) 発生量の変動の要因 現状における利用量と用途 現状の取り組みとの差異 現状における利用 処理方法 ( 手順 枠組みなど ) 外部への供給可能性 処理コスト 売却収益 ストックヤードの有無 追加的な負担のあり方 原料の経済性 そのまま利用可能な原料における許容される価格 前処理等が必要な場合な原料における許容される価格 バイオマス製品のマーケット規模 製品の需要量 製品を利用する業種 製品需要の所在 ( 県内外 ) 需要家の望むバイオマス 性状 ( 大きさ 含水率 発熱量 含有成分など ) 年間の需要 供給のタイミング (1 回あたりの受入可能量など ) ストックヤードの有無 などなどなどなどなど システム構築 インセンティブ 収集運搬の枠組みの構築 参画するプレーヤー プレーヤー間の役割分担 ( 輸送形態 作業工程 作業方法 ) など 収集運搬の機器 機器に要求される性能 ( 処理能力 特徴 受入可能資源 操作性 コスト ( 初期投資 運転コスト )) 機器開発の必要性 ( 既存の機器活用 機器の市場性 ( 利用ニーズ 市場規模 将来性 ) 技術開発の可能性) など 事業採算性の明確化 上流 ~ 下流までの経済性の整理 ( 収集運搬費用 前処理費用 製品売却収入 ( 用途ごとの売却収入 )) 採算性の向上が困難なプロセスの抽出 支援を行う効果が高いプロセスの検討など 適切なインセンティブの付与 費用負担のあり方の整理 環境価値の活用 ( 排出権など ) 県内資源の活用の効果に対する位置付けの明確化や これに係る県による推奨策 補助金による支援など 6

8 2.. ニーズ 課題の整理 2 各プレーヤーのニーズ もみ殻と比較比較してりんごしてりんご剪定枝剪定枝の利用利用にはには制約制約が多い 主体供給者のニーズ需要家のニーズ りんご剪定枝 もみ殻 薪として利用する以外は用途が無く焼却している 手間がかからないのであれば堆肥として利用したい ( 必ずしも全ての農家の意向ではない ) 消雪時期からGW 前 ( 薬剤散布時期 ) までが剪定枝の収集可能時期となる 剪定でかなりの負担がかかるため 特段の目的無しに収集を行うのは困難 チップ化は農家に新たな負担となる 現状の機能をベースにすると チッパーは安価とは言えない ( 夏剪定では利用できない 処理能力が不十分で償却費が大きいなど ) 大規模園地はチッパーでは剪定枝を処理しきることが困難 ( 一気に集めて効率的な処理が望ましい ) 基本的には余剰のもみ殻であふれているわけではない 引き取りにきてくれれば無償で提供するというスタンス ( 農家や畜産家は既に引き取っている例がある ) 堆肥の需要はあるが 生産コストと販売価格が十分見合っているわけではない ( 無償配布であれば増大する需要への対応は不可 ) 灰分が含まれる ( 重量の約 3%) ため 燃料として利用する際には 発熱量や残さ処理の面から不利 農薬が散布されているため 製品によっては影響 ( 実際的な影響 風評 ) が考えられる 定量供給するためにはチップ化などの加工が必須 ( 多くの事業者は前処理でチップ化工程を想定 ) 含水率が高いため乾燥工程が必要になる 嵩張るため 利用する際には輸送コストがかかり また 大量の製品を製造する際にはストックヤードの確保が必要 発生時期が非常に偏っている点もストックヤード確保の上で課題 灰分が多い ( 重量の約 15~20%) ため 燃料として利用する際には 発熱量や残さ処理の面から不利 嵩張るため 利用する際には輸送コストがかかり また 大量の製品を製造する際にはストックヤードの確保が必要 7

9 3. 収集運搬システム構築及び機器開発の方向性の検討 1 収集フロー 収集 ( 拾い上げ げ 押し出し ) チップ化 結束結束などがなどが機械化機械化の可能性可能性をもつ チップ化については 移動しながら行うパターンと 園地内の一箇所に集約した後で処理するパターンが考えられる 移動チップ化 トラック併走 チップ 園地外へ チップ 園地外へ 発生 機械による園地内収集 枝 園地外へ 剪定枝の利用には 地面に落ちた枝を拾い上げる作業が必要となるが 現在は人手で行われている 機械による拾い上げの技術は完成しておらず 利用されていない 自動結束 集約チップ化 自動結束 枝チップ枝枝 園地外へ園地外へ園地外へ園地外へ 拾い上げた枝を収集する作業は手作業で行われることが主だが 押し出し型機器などを用いて押し出して園地内で寄せ集める などの収集方法もある 集約チップ化 チップ 園地外へ 収集した剪定枝をチップ化するのではなく 束ねることでその嵩を減らすことも有効 8

10 3. 収集運搬システム構築及び機器開発の方向性の検討 2 園地特性を踏まえた検討 (1) 園地面積や傾斜傾斜によってによって収集運搬収集運搬システムをシステムを整理整理するする必要必要があるがある 農家の植栽規模 ( 園地面積 ) 大規模園地 (3ha 以上 ) 中 小規模園地 (3ha 未満 ) 収集運搬作業への影響 限られた期間でより多くの枝の剪定を行わなければならないため 追加的に時間のかかる作業は行いにくい 畑内にモバイルチッパーを持ち込んで処理することは非常に時間がかかるため困難 機械で枝を畑の隅に押し出すなどの時間のかからない作業を検討すべき 各畑にかけられる時間が比較的長いため 剪定しながらモバイルチッパーでチップ化する という処理を行うことは可能 機械で枝を畑の隅に押し出すなどの作業も適用可能 傾斜の大きい園地における収集運搬に関する制約 大規模な機械の導入が困難 車の導入が困難 モバイルチッパーの後ろを車が併走してチップ化と園内移動を同時に行う といったことができない 堆肥の散布が困難 枝を集めて堆肥を作っても それを再び畑に戻すことが難しい そのため 枝の土壌還元を行う場合には 園内で腐熟させ そのまま堆肥として利用することとなる 9

11 3. 収集運搬システム構築及び機器開発の方向性の検討 2 園地特性を踏まえた検討 (2) 2 種類の機器 ( モバイルチッパー 押し出し機器 ) 開発を行うことをうことを提案 傾斜 ( 度 ) 傾斜面 10 平地 0 中 ~ 大規模園地向け 剪定枝押し出し機器 の開発 植栽面積 (ha) 押し出し機器 モバイル押し出しチッパー機器 傾斜の有無 平地 傾斜面 園地面積 1ha 以下 分類 1 1~3ha 2 3ha 以上 1ha 以下 3 4 1~3ha 5 機器開発ニーズ 園地内収集 処理の低コスト化 園地内収集 処理の低コスト化 処理時間の短い園地内収集 処理手段の開発 分類 1 に加えて 傾斜への対応が必要 分類 2 に加えて 傾斜への対応が必要 対応の方向性 県全体の植栽面積に占める割合は低く 優先順位は高くない 安価なモバイルチッパーの開発を検討 押し出し機器の開発を検討 押し出し器の開発を検討 平地についての課題解決後に検討 平地についての課題解決後に検討 中規模園地向け 低コストモバイルチッパー の開発 3ha 以上 6 分類 3 に加えて 傾斜への対応が必要 平地についての課題解決後に検討 10

12 4.. まとめロードマップ 2011 年度に機器開発機器開発テーマのテーマの選定選定と機器開発 2012 年度にバイオマスにバイオマス事業事業の体制体制の検討検討や普及啓発普及啓発の実施 を想定 2011 年度上期 2011 年度下期 2012 年度上期 2012 年度下期 機器開発テーマの選定 1. 技術洗い出し 2. 選定 機器開発 3. 機器試作 4. 実証 体制検討 5. 体制検討 普及啓発 6. 普及啓発 1: 県内企業保有技術の洗い出し 県内企業の保有技術を整理し 機器開発の方向性 (3 テーマ ) に一致するものを抽出 ヒアリングなどを通じて技術の詳細を調査し 機器開発の可能性を検討 なお技術の選定に当たっては 剪定枝の処理以外にも併用できる技術が望ましい 2: 機器開発テーマの実現化可能性調査 技術の適用可能な園地面積や剪定枝のユーザーを把握し 導入ポテンシャルを試算 県としての機器開発の重点テーマを一つ程度選定 3: 機器試作 県内企業の協力の下 機器を試作 4: 実証 県内農家の協力の下 実証試験を実施 枝の収集から運搬までの流れを実施し 所要時間や燃料消費量などの経済分析に必要なデータを採取すると共に 課題を整理する 5: 体制検討 収集 運搬システムに応じた 農家 事業者 県等の各主体の役割分担を検討 6: 普及啓発 実証結果を踏まえ 体制の検討や農家への普及啓発を実施 11

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