中小規模木質バイオマス発電施設に対する燃料供給と熱電併給事業の採算性

中小規模木質バイオマス発電施設に対する燃料供給と熱電併給事業の採算性

タイトル中小規模木質バイオマス発電施設に対する燃料供給と熱電併給事業の採算性
要約2,000kW 未満の木質バイオマス発電施設に対する燃料の安定供給のため、岩手県奥州市を対象に、地域の森林資源量の生産ポテンシャルと熱電併給事業の可能性を明らかにしました。
担当機関(国)森林総合研究所 東北支所
(国)森林総合研究所 林業経営・政策研究領域
(国)森林総合研究所 加工技術研究領域
区分(部会名)森林
背景・ねらい木質バイオマス発電施設の建設が全国各地で進められています。多くは発電規模5,000kW以上の施設ですが、規模の小さい2,000kW 未満の中小規模発電施設の導入を考えている地域もあります。こうした中小規模施設は、発電だけでなく発電の際に発生する熱も利用しなければ事業の採算性は厳しいといわれています。そこで、岩手県奥州市を対象に2,000kW未満の発電施設を想定して、燃料の安定供給と熱電併給事業の可能性を検討しました。その結果、木質バイオマス資源量は奥州市単独でも賄えますが、安定的な供給のためには周辺自治体まで集荷範囲を拡大する必要があること、発電規模500kW 程度の施設を分散すれば地域の実情に即した熱電併給事業が実現可能であると考えられました。
成果の内容・特徴木質バイオマス燃料の供給可能性
岩手県と岩手南部森林管理署の森林簿及び森林基本図による森林GISをもとに、奥州市の民有林と国有林の森林分布図を作成し、林齢別の人工林・天然林別資源量(乾燥重量換算)を評価しました。また、林道や作業道地図データとGoogle Earthの空中写真を判読した結果とを組み合わせて、道路・林道・作業道の地図を作製し、林道からの距離別に森林資源量を算出しました。さらに、針葉樹と広葉樹の既存利用(製材やパルプ用材等)との競合を考慮して、持続的な燃料供給が可能かを分析しました。
その結果、奥州市では、林道から250 m以内に資源量が多く(表1)、また2,000kW 規模の木質バイオマス発電所の需要を賄うだけの資源量は、奥州市単独でも十分にあることが分かりました(図 1)。その一方で、発電施設のバイオマス消費量は、奥州市の既存用途の木材生産量と同程度であることから、既存需要に及ぼす影響を考慮すれば、奥州市周辺の自治体まで拡大した木質バイオマス集荷体制を作る必要があることが分かりました。

木材の効率的な搬出方法
奥州市の森林資源量をみると、2,000kW クラスの木質バイオマス発電用の燃料供給は十分可能ですが、いかに低コストで発電施設まで搬送できるかが鍵になります。搬送費用の観点からは、伐採現場に近い場所で貯木、チップ化し、発電施設に運搬する方法にすれば搬送経費が1,000円/t となり、原木で運ぶより安くなりました。また、グラップルを装備したフルトレーラーを用意して輸送能力を向上させるとともに、1 日当たりの運送回数を増やすことや、一般的なバイオマス材の採材寸法の 2mを倍の 4 mにして積み卸しの時間を減らすこともコスト削減に有効です。

小規模分散型の熱電併給事業が経済的
森林総合研究所で開発した「木質バイオマス発電事業採算性評価ツール(柳田ら、2015)」による試算では、中小規模発電施設は、燃料価格が安ければ高い内部収益率が得られるものの、それがわずかに上昇するだけで赤字に転落するという結果が得られています。一方、中小規模施設でも、熱電併給を行えば経済性を高められると考えられることから(図 2)、奥州市で熱需要が大き いとみられる旅館や病院等のアンケート調査を行いました。発電規模2,000kW 程度の熱電併給事業を行うには4,000kW 前後の熱需要が必要です。熱供給パイプの設置コスト等を考慮すれば、発電施設の周辺にまとまった熱需用者があることが理想ですが、実際の熱需用者はまとまっておらず、1,000~2,000kW の小さな熱需要が市内3箇所に分散していることが分かりました。そのため、発電規模2,000kW の熱電併給事業ではなく、3つの地区それぞれで500kW 規模(熱出力1,000kW)の熱電併給事業を行う方が経済的だと考えられます。


本研究は、奥州市の委託研究「木質バイオマス発電施設に対する燃料供給量予測と事業採算性評価手法の開発」による成果です。


詳しくは、柳田高志・吉田貴紘・久保山裕史・陣川雅樹(2015) 再生可能エネルギー固定価格買取制度を利用した木質バイオマス発電事業における原料調達価格と損益分岐点の関係.日本エネルギー学会誌94(3):311-320 をご覧下さい。
具体的データ
表1
図1
図2
研究担当者駒木 貴彰(東北支所)、天野 智将(東北支所)、小谷 英司(東北支所)、久保山 裕史(林業経営・政策研究領域)、吉田 貴紘(加工技術研究領域)、柳田 高志(加工技術研究領域)
発行年度2016
オリジナルURLhttps://www.ffpri.affrc.go.jp/pubs/seikasenshu/2016/documents/p26-27.pdf
収録データベース研究成果情報

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