ごみとエネルギー

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とよみくぬぎ
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1 ごみ質の管理 ( ごみの分別 ) ー資源回収とエネルギー回収ー日本工業大学ものづくり環境学科小野雄策

2 さいたま市さんを例にして!

3 資源物 1 類 2 類

4 もえるごみもえないごみ

5 マテリアルリサイクル

6 川口市さんの例

7 資源ごみ

8 生活系ごみと事業系ごみの分別

9 ごみリサイクルのための分別びん生活系一般廃棄物資源物分別回収カンペットボトル食品包装プラ一般廃棄物事業系一般廃棄物金属類故紙繊維その他 Remake 施設 ( 家具等 ) バイオマス施設破砕選別資源回収残さ最終処分焼却エネルギー回収発電施設

10 何のための分別か分別の目的は? 初心にかえってもう一度考えてみよう! 資源回収分別びんカンペットボトル食品包装プラ金属類故紙繊維焼却エネルギー回収発電施設質とロットの形態が一定になりつつあるエネルギー回収のための質の管理がなされているだろうか?

11 焼却施設からの資源の回収 H18 年度資源化量 (t/ 年 ) 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 資源回収 n=43 y = x R² = 年間処理量に対する資源化率 Average (%) 6.5 Median (%) 6.1 Max (%) 15.9 Min (%) 0.3 2,000 0 千大利根町北川辺町衛生施設組合 :15.9% 廃棄物処理量 (t/ 年 ) 1 焼却施設での資源回収? どのような廃棄物が資源化物として回収できるのだろうか? どの施設も 6% 10% は回収可能だと思われる? そのためにはどのような資源回収システムあるのだろうか?

12 事業系一般廃棄物について食物残さ分別物廃プラの分別物梱包物コンビニ等分別物紙類 1 事業系一廃も分別が進んできている 2 発生源ごとに特徴がある 3 紙類食品残さ廃プラが目につく

13 事業系一般廃棄物の分別化事業系一般廃棄物業種ごとの特徴によりきめ細かな分別システムが必要回収システム ( 専門分化 ) 紙類廃プラ食品残さ繊維金属類その他紙類段ボール梱包系プラ食品包装プラスーパー系コンビニ系 1 生活系ごみと事業系ごみの違いは? 事業系は同一種類のごみの量が多い! 2 分別すべきごみの種類は? 3 収集系統をいくつに分類できるか? 4 リサイクル可能か?

14 日本と埼玉県のごみの排出状況区分日本のごみ排出状況年度 9 年度 10 年度 11 年度 12 年度 13 年度 ( 単位 : 千トン / 年 ) 14 年度 15 年度 16 年度 17 年度計画収集量 44,872 44,771 45,736 46,695 46,528 46,202 46,044 45,114 44,633 44,168 ご直接搬入量 5,711 6,313 5,359 5,373 5,316 5,190 5,398 5,343 5,090 4,810 み総集団回収量 2,515 2,521 2,604 2,765 2,837 2,807 2,829 2,919 2,996 3,058 排出量合計生活系ごみ事業系ごみ自家処理量排出量 ( 参考 ) 53,098 37,126 15, ,200 53,606 35,994 17, ,595 53,698 36,220 17, ,446 54,834 36,844 17, ,362 54,681 37,381 17, ,097 54,199 37,118 17, ,610 54,271 37,321 16, ,607 53,376 36,838 16, ,587 52,720 36,471 16, ,815 52,036 36,220 15, ,052 総人口 ( 千人 ) 126, , , , , , , , , ,781 計画収集人口 ( 千人 ) 125, , , , , , , , , ,727 自家処理人口 ( 千人 ) 人 1 日当たりのごみ排出量 ( グラム / 人日 ) 1,153 1,162 1,159 1,185 1,180 1,166 1,163 1,146 H18 年度の埼玉県のごみ排出状況 18 年度 1,131 1,116 事業系 : 生活系 70:30 777g:339g 事業系ごみのリサイクル率の UP を図るように! 1 人 1 日当たりの排出量合計生活系ごみ事業系ごみ市町村名 ( ごみ総排出量 ) *10^6/ 総人口 /365 ( 生活系ごみ + 集団回収量 ) *10^6/ 総人口 /365 ( 事業系ごみ ) *10^6/ 総人口 /365 (g/ 人日 ) (g/ 人日 ) (g/ 人日 ) 埼玉県全体 1, Average Median Max Min 生活系ごみは中央値に近づけるように! 76:24 80:20

15 生活系ごみと事業系ごみの課題の整理分別システムを見直す必要は? 当面の目標 : 資源回収とエネルギー回収生活系ごみと事業系ごみの分別種類は現行のままでよいのか? 特に事業系ごみは同一種類のごみが大量に排出される傾向が強いのでごみの種類と収集システムをもう一度考え直す必要がある生活系ごみの排出量の中央値は全国並みであるが人口当たりに直すと幾分高いどこかの市町村が平均値以上に排出している Reduce 政策が必要

16 エネルギー回収ーごみ発電施設ー

17 発電効率高効率ごみ発電施設整備マニュアル平成 21 年 3 月環境省施設規模 (t/ 日 ) 発電効率 (%) 100 以下超 150 以下超 200 以下超 300 以下超 450 以下超 600 以下超 800 以下超 1000 以下超 1400 以下超 1800 以下超 25 前提条件 1 ごみの低位発熱量 : 8,800 kj/kg (2100 kcal/kg) 2 燃焼空気比 : 1.4~1.5 3 蒸気条件 : 400 4MPaG 4 復水器形式 : 空冷式 5 排ガス処理 : 乾式排ガス処理 6 触媒用排ガス再加熱 : なし (185 程度の低温触媒採用 ) 7 白煙防止条件 : なし

18 地方公共団体名今後求められる発電効率 1 ー環境省の施設整備マニュアルと比較してー処理能力 (t/ 日 ) 発電効率今後求められる発電効率 (%) 施設名称 (%) 1さいたま市さいたま市クリーンセンター大崎第二工場さいたま市さいたま市東部環境センターさいたま市さいたま市西部環境センター川口市川口市戸塚環境センター西棟 (4 号炉 ) 川口市川口市戸塚環境センター西棟 (3 号炉 ) 川口市川口市朝日環境センター所沢市所沢市東部クリーンセンターごみ焼却施設春日部市豊野環境衛生センター上尾市上尾市西貝塚環境センター東埼玉資源 10 環境組合戸田蕨衛生 11 センター児玉郡市広 12域市町村圏組合 H18 年度第一工場ごみ処理施設蕨戸田衛生センターごみ処理施設児玉郡市広域市町村圏組合立小山川クリーンセンター発電効率 =[ 発電出力 x 100 (%)] /[ 投入ごみエネルギー ( ごみ + 外部燃料 )] =( 発電出力 (kw) x 3600 (kj/kwh) x 100 (%))/(( ごみ発熱量 (kj/kg) x ( 施設規模 (t/ 日 ) x 1000 (kg/t) + 外部燃料発熱量 (kj/kg) x 外部燃料投入量 (kg/h))

19 今後求められる発電効率 2 ー炉の規模別発電効率においてー 25 平成 18 年度 20 発電効率 (%) 施設番号発電効率 (%) 今後求められる発電効率 (%) 国で求められる発電効率を達成できる可能性のある施設は 4~5/12 施設あるのでは?

地方公共団体名エネルギー回収 1 ー廃棄物処理量 1 たたりの発電量ー施設名称余熱利用の状況 1さいたま市さいたま市クリーンセンター大場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) 崎第二工場場外蒸気発電 ( 場外利用 ) 2さいたま市場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) さいたま市東部環境センター場外温水発電 ( 場外利用 ) 3さいたま市場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 )

20 地方公共団体名エネルギー回収 1 ー廃棄物処理量 1 たたりの発電量ー施設名称余熱利用の状況 1さいたま市さいたま市クリーンセンター大場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) 崎第二工場場外蒸気発電 ( 場外利用 ) 2さいたま市場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) さいたま市東部環境センター場外温水発電 ( 場外利用 ) 3さいたま市場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) さいたま市西部環境センター場外温水 4 川口市川口市戸塚環境センター西棟 (4 号炉 ) 5 川口市川口市戸塚環境センター西棟 (3 号炉 ) 総余熱利用量発電能力発電効率総発電量 (MJ) (kw) (%) (MWh) 平成 18 年度廃棄物 1t 当たりの発電量 (kwh) 発電効率 1% あたりにおける廃棄物 1t の発電量 (kwh) 1,372,492,800 7, , ,064,768 1, , ,252,800 3, , 場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) 41,657,004 1, , 場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) 38,906,460 1, , 川口市川口市朝日環境センター場内温水発電 ( 場内利用 ) 154,684,494 12, , 所沢市所沢市東部クリーンセンター場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) ごみ焼却施設発電 ( 場外利用 ) 109,616,640 5, , 春日部市豊野環境衛生センター場内温水発電 ( 場内利用 ) 5,147,698 1, , 上尾市上尾市西貝塚環境センター場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) 場外温水 117,720,000 2, , 東埼玉資源場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) 10 第一工場ごみ処理施設環境組合場外温水発電 ( 場外利用 ) 174,746,880 24, , 戸田蕨衛生蕨戸田衛生センターごみ処理 11 場内温水場内蒸気発電 ( 場内利用 ) センター施設 333,077,104 1, , 児玉郡市広児玉郡市広域市町村圏組合場内温水発電 ( 場内利用 ) 12域市町村圏立小山川クリーンセンター場外温水発電 ( 場外利用 ) 組合 20,879,040 2, , Average 12 31, Median 12 16, max , min 5 11,

21 廃棄物処理量当たりのエネルギー回収量は? 廃棄物 t 当たりの発電量中央値 314 kwh 廃棄物 1t 当たりの発電量 (kwh) 廃棄物 1t 当たりの発電量廃棄物 1t 当たりの発電量 (kwh) 発電効率施設番号平成 18 年度発電効率 (%) 廃棄物 1t 当たりの発電量 (kwh) y = x R² = 発電効率廃棄物 1t 当たりの発電量は発電効率によるようにみえる!!!! 炉の稼働時間によるものか? 廃棄物のカロリーによるものか?

エネルギー回収 2 ー炉の処理能力当たりの廃棄物処理量 ( 炉の稼働効率 ) ー年間資源地方公共団資源化量施設の処理能力施設名称処理量化率処理方式炉型式体名 (t/ 年度 ) 種類 (t/ 日 ) (t/ 年度 ) ( 単純 %) 1 さいたま市さいたま市クリーンセンター大崎第二工場 131,670 589 0.

22 エネルギー回収 2 ー炉の処理能力当たりの廃棄物処理量 ( 炉の稼働効率 ) ー年間資源地方公共団資源化量施設の処理能力施設名称処理量化率処理方式炉型式体名 (t/ 年度 ) 種類 (t/ 日 ) (t/ 年度 ) ( 単純 %) 1 さいたま市さいたま市クリーンセンター大崎第二工場 131, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転 2 さいたま市さいたま市東部環境センター 85,781 3, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転 3 さいたま市さいたま市西部環境センター 97,440 6, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転 4 川口市川口市戸塚環境センター西棟 (4 号炉 ) 34, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転 5 川口市川口市戸塚環境センター西棟 (3 号炉 ) 33, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転 6 川口市川口市朝日環境センター 113,449 13, % ガス化溶全連続運流動床式融改質転 7 所沢市所沢市東部クリーンセンターごみ焼却施設 58,839 6, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転 8 春日部市豊野環境衛生センター 80, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転 9 上尾市上尾市西貝塚環境センター 72,184 1, % 焼却ストーカ式全連続運 ( 可動 ) 転東埼玉資源ストーカ式全連続運 10 第一工場ごみ処理施設 265,775 1, % 焼却環境組合 ( 可動 ) 転戸田蕨衛生全連続運 11 蕨戸田衛生センターごみ処理施設 58, % 焼却流動床式センター転児玉郡市広ストーカ式全連続運 12 域市町村圏児玉郡市広域市町村圏組合立小山川クリーンセンター 56,266 3, % 焼却 ( 可動 ) 転組合炉の処理能力に合わせたごみ回収がなされているのだろうか? 分別資源化が進むと低カロリー減量化が進むのか? 平成 18 年度炉数処理能力あたりの処理量 (t- 廃棄物 /t- 炉年 ) 使用開始年度 Average 260 Median 251 max 332 min 202

23 炉の処理能力 1t 当たり換算した年間処理量 ( 稼働効率 ) と発電量廃棄物 1t 当たりの発電量 (kwh) 炉 1t 当たり換算した場合の廃棄物処理量と発電量 y = x R² = 平成 18 年度炉の処理能力当たりの年間処理量 (t- 廃棄物 /t- 炉年 ) 理論的には炉の稼働効率が上がれば発電量は増加するはずであるが際立った相関は見られない!! 何故か? 廃棄物カロリーの減少では?

24 地方公共団体名発電を持つ施設のごみ質施設名称合計 (%) 紙布類ビニール合成樹脂ゴム皮革類ごみ組成分析結果木竹わら類ちゅう介類不燃物類その他単位容積重量 (kg/m 3 ) 水分 (%) 可燃分 (%) 灰分 (%) 低発熱量 ( 計算値 ) kcal/kg 低発熱量 ( 実測値 ) kcal/kg 1さいたま市さいたま市クリーンセンター大崎第二工場 100% 51% 21% 10% 16% 1% 1% % 52% 6% 2,070 2,558 2さいたま市さいたま市東部環境センター 100% 50% 21% 7% 10% 10% 2% % 47% 11% 1,848 2,323 3さいたま市さいたま市西部環境センター 100% 52% 21% 9% 13% 2% 3% % 49% 7% 1,925 1,748 4 川口市川口市戸塚環境センター西棟 (4 号炉 ) 100% 41% 22% 20% 2% 7% 8% % 58% 11% 2,440 2,723 5 川口市川口市戸塚環境センター西棟 (3 号炉 ) 100% 41% 22% 20% 2% 7% 8% % 58% 11% 2,440 2,723 6 川口市川口市朝日環境センター 100% 49% 25% 5% 12% 4% 5% % 45% 8% 1,730 2,190 7 所沢市所沢市東部クリーンセンターごみ焼却施設 100% 55% 11% 19% 10% 2% 3% % 46% 5% 1,850 8 春日部市豊野環境衛生センター 100% 40% 27% 9% 16% 1% 7% % 46% 10% 1,810 1,400 9 上尾市上尾市西貝塚環境センター 100% 50% 28% 12% 8% 0% 2% % 57% 4% 2,313 2,743 東埼玉資源 10 環境組合戸田蕨衛生 11 センター児玉郡市広 12域市町村圏組合平成 18 年度第一工場ごみ処理施設 100% 51% 24% 8% 10% 3% 4% % 50% 7% 1,969 2,493 蕨戸田衛生センターごみ処理施設 100% 51% 24% 5% 15% 1% 4% % 46% 5% 1,700 2,000 児玉郡市広域市町村圏組合立小山川クリーンセ 100% 43% 22% 20% 10% 1% 4% % 49% 4% 1,929 2,448 ンター低位発熱量には厨芥類と水分が関連している可能性が大きい

25 厨芥類と水分平成 18 年度水分 (%) 発電施設 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 厨芥類と水分の関係 n= 12 y = x R² = % 5% 10% 15% 20% 厨芥類 (%) 水分 (%) 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 埼玉県内全施設厨芥類と水分の関係 n=49 y = x R² = % 10% 20% 30% 40% 厨芥類 (%) 厨芥類が増加すると水分が多くなる傾向にある

26 低位発熱量の基準は 2100 kcal/kg 低位発熱量と水分含有量平成 18 年度低位発熱量 (kcal/kg) 3,000 2,500 2,000 1,500 1, 低位発熱量と水分含有量施設番号低発熱量 ( 実測値 ) 水分 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 水分含有量 (%) 低位発熱量 (kcal/kg) 3,000 2,500 2,000 1,500 1, 低位発熱量と可燃分施設番号低発熱量 ( 実測値 ) 可燃分 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 可燃分 (%) 低位発熱量 (kcal/kg) 3,000 2,500 2,000 1,500 1, y = x R² = % 30% 35% 40% 45% 50% 水分 (%) 低位発熱量 (kcal/kg) 3,000 2,500 2,000 1,500 1, y = x R² = % 45% 50% 55% 60% 可燃分 (%)

27 埼玉県のごみ質埼玉県合計 (%) 紙布類類ごみ組成分析結果ビニール合木竹成樹脂わら類ゴムちゅう介類不燃物類その他単位容積重量 (kg/m 3 ) 水分 (%) N = 49 可燃分 (%) 平成 18 年度灰分 (%) 低発熱低発熱量 ( 計量 ( 実算値 ) 測値 ) kcal/kg kcal/kg 皮革類 Average 100% 51% 19% 10% 13% 2% 4% % 48% 7% 1,903 2,112 Median 100% 50% 20% 9% 12% 2% 3% % 47% 6% 1,925 2,150 max 100% 77% 34% 20% 29% 10% 11% % 58% 16% 2,440 2,743 min 100% 36% 7% 1% 2% 0% 1% % 33% 4% 1,090 1,180 廃棄物カロリーは可燃分と水分のバランスで決まる!!!

28 埼玉県の焼却炉低位発熱量 (kcal/kg) 低位発熱量 (kcal/kg) 3,000 2,500 2,000 1,500 1, ,000 2,500 2,000 1,500 1, 低位発熱量 ( 実測値 ) と水分の関係平成 18 年度 y = x R² = % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 y = x R² = 廃棄物水分 (%) 低位発熱量と可燃分の関係 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 可燃分 (%) N= kcal 以上実測値における判断水分は 45% 以下に落とす? 廃棄物カロリーによる分別と水分の除去が必要可燃分は 48% 以上に上げる?

29 さいたま市のごみの水分含有量が変わった場合ごみ 1kg の場合平成 18 年度平成 17 年度水分水分含有量可燃分灰分潜熱 (600kcal/kg) 低位発熱量 % kg kg kg kcal/kg kcal/kg 0% ,577 10% ,060 20% ,542 30% ,024 40% ,506 46% ,150 0% ,148 10% ,673 20% ,198 30% ,723 40% ,249 48% ,850 排出源での水分含有率の制御が求められる

30 エネルギー回収の課題水分含有量を落とし可燃分調整を行う必要があるごみピットはすべてのごみを混合してしまうがカロリーごとにごみピットを分ける必要があるのでは? ではカロリーの分別方法は?

31 別が必要になるカロリーによる分都市ごみ 2,930.2 ~ 8, ~2,000 ごみ発電におけるごみ質のカロリーのコントロール物質発熱量 (kj/kg) 発熱量 (kcal/kg) ポリエチレン 46, ,000 ポリプロピレン 42, ,050 ポリスチレン 40, ,620 フェノール樹脂 33, ,020 ポリ塩化ビニール 18, ,480 ポリウレタン 18, ,440 ポリ塩化ビニリデン 10, ,600 木材 18, ,500 紙 16, ,000 白米 14, ,500 小麦粉 13, ,250 獣肉類 5,441.9 ~ 10, ,300~2,500 魚肉類 4,186.1 ~ 8, ,000~2,000

32 その他

33 余熱利用のパイプラインー地域活性化ー下水道処理汚泥一廃焼却炉下水道管渠のパイプラインを利用できないか? パイプライン地域社会余熱

34 時代の流れをよむ衛生面での影響は? ごみ質が変化するのか? 紙おむつ市場では少子高齢化の影響から大人用紙おむつの需要が伸び続けており 2012 年には販売金額で子ども向けおむつの市場規模に並ぶ可能性すらあります大人用紙おむつ業界各社によれば 2007 年の国内の紙おむつの市場規模はおよそ 2400 億円に達していますこの中で子ども向け紙おむつが約 1300 億円に留まり停滞し続けているのに対し大人用紙おむつ市場は毎年 3~4% の伸び率を示していますから今後紙おむつ業界での少子高齢化の波は年を追うごとに一層顕著になっていくことでしょう

35 おむつ 1

36 おむつ 2

一般廃棄物焼却施設の排ガス中のダイオキシン類測定結果一覧表

一般廃棄物焼却施設の排ガス中のダイオキシン類測定結果一覧表 11244-01-1 埼玉県さいたま市さいたま市岩槻環境センター 1 号炉焼却 ( 焼却 + 灰溶融を含む ) 全連続 65 2.71 BF 1987/4/1 0 2007/10/05 稼働中 11244-01-2 埼玉県さいたま市さいたま市岩槻環境センター 2 号炉焼却 ( 焼却 + 灰溶融を含む ) 全連続 65 2.71 BF 1987/4/1 0.013 2007/9/7 稼働中 11244-02-1