売電(FIT)向けSVOディーゼル発電、その課題を検討・解決出来てていますか??!!

最近バイオオイル(SVO)を活用したディーゼル発電が各地で小規模から中大規模迄計画、或いは建設中、又は既に稼働開始されている例もあります。

但し、このディーゼル発電機の多くは、主に軽油(時に、重油も)を使う前提で設計・製造されています。
 
安易に、
設備費も比較的安価なディーゼル・エンジン発電で、固定価格(FIT)売電ビジネスを開始するなら、1KWhで24円のSVO燃料に使おう!!。。
と考えるのは多分に危険です!!
 
植物油生焚(SVO)は、軽油重油とはいろいろ油物性、燃焼特性も異なります。
 
燃料の考慮以外に、そのSVOに対する課題・対策法としてのエンジンオイル(潤滑油)の選択、低セタン価格対策、燃焼効率向上対策、エンジンの改造・付加設備対策等も考慮する必要があります。
 
加えて、SVOに適さないエンジン発電機ではなく、SVOを利用しても性能保証されたエンジン発電機の選択法も考慮する必要もあります!!
順次紹介したいと思います。但し、これらは次回以降にお話します。


今回は、先ず燃料としての差を下記の文献を例として、SVOの紹介とその課題を簡単に紹介します。 詳しくは下記を読んで下さい。他にも類似文献はあります。


先ず、最初の下記のテーブルを参照下さい。
1)燃焼エネルギ-の差です!!
軽油(GO: Gas Oil,ディーゼル油) と 植物油(SVO: Straight Vegitable Oil、生植物油)の油物性の違いです。
特に、重要な項目は動粘度(Kinematic Viscosity,㎜2/s=cSt) と 発熱量(LHV: Lower Heating Value、MJ/Kg)です。

ディーゼル・エンジンに,軽油(GO)、重油(HFO),植物油(SVO)等の燃料が、仮に使えて100%完全燃焼したとしても、燃焼エネルギ-差だけの差は発生します。

この例であれば、通常の油の容積(L)で考えれば、

軽 油:42.70x0.827=35.31MJ/L=8,440Kcal/L
植物油:38.14x0.911=34.75MJ/L=8304Kcal/L
となります。

従って、同じ容積の油であれば、植物油は、軽油の98.4%しか動力、或いは発電ができません。
同様に、重量ベースなら、89.3%しかありません。
この例では差は少ない様に見えますが、実際は更に差は開きます。
軽油に対する植物油の燃焼エネルギ-の差は、分析データの項の炭素と水素原子の割合の少なさが原因です。代わりに酸素が含まれています。

尚、植物油は天然製品の為、エネル―値も36~38.5MJ/Kg@LHV程度と変わります。この表の数値38.14MJ/Kgはやや高めの数値です。通常パーム・ステアリンは37MJ/Kg程度が多いと思います。

2)次は動粘度の差です!!
 添付表(Table I)よれば、植物油は、軽油の47.78/3.3=14.48倍もの動粘度があり、それだけ配管、或いは燃料噴射弁等を抵抗が多く、油が流れ難くくなっています。
この流れ難さを補正するだけの圧力をかけられる設備なら流れの問題ないのですが、軽油用のエンジンは、軽油用の動粘度を基準として最適設計されていますので、この余裕度は余りないと思われます。

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 次の図(Fig-3)を参照下さい。植物油、及び軽油に加えてBDFが表にあります。
本Blogでも過去に何回も紹介しているBioDiesel(BDF)ですが、植物油にアルコール(メタノール)を加えてエステル交換反応を行えばBDFとグリセリンができます。BDFだけを取り出したものがBDF燃料です。
余談ですが、ワザワザ植物油をBDF化する目的は少しでも高粘度の植物油(或いは動物油)を軽油の動粘度近くにすることです。植物油の動粘度の10分の1まで、270度K(=-3℃)で下がっています。
この主題は、動粘度値は温度の上昇と共に低下することを示しています。
植物油(菜種油)の動粘度は、370度K(97℃)まで加温すると、270ドK(-3℃)のBDFと同じ動粘度となることを示しています。

植物油(svo)を-3℃の軽油と同じ動粘度にするには、このテーブルから、多分400度K(127℃)前後まで加温する必要があります。

この加温設備は勿論、通常の軽油仕様のディーゼルエンジンには有りませんので、この設備の付加・改造が必要です。
因みに、重油仕様の船舶用エンジン発電機(MANなど大型中速ディーゼル発電機、下記で紹介済)は付加されています。

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 因みに、下記はMAN中速型ディーゼルエンジンで使える重油(HFO)燃料規格の一部です。
特に、動粘度を見て下さい。
動粘度700(mm2/s@50℃)迄OKです。
SVOの動粘度は、上記Fig-3より、50℃(323度K) では30㎜2/s程度ですから、SVOの動粘度の23倍もの高粘度対応も可能となっています。
従って、SVOの動粘度より遥かに高粘度域まで、少なくとも中速型ディーゼルエンジンは動粘度対応できています。

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 下記はMAN社の説明資料の一部で、40℃での燃料粘度比較(Comparison Fuel Viscosity)です。
重油(HFO)の1400(cSt、㎜2/s)に対して、同じ40℃でBDF(FAME,Biodiesel)=4軽油(Gasoil) =2.5に対して植物油(Vegitable Oil)=40となっています。粘度の制限から、通常高速型エンジン(High-Speed Engine)向け燃料は、図にもある様に軽油、BDF迄を、中速型エンジン(Medium-speed Engine)なら、更に植物油重油も使えます。
 
  同社バイオ燃料カタログにも重油用に設計されたディーゼルエンジンなら、大きな変更なしにバイオ燃料が使える』言っています。英語ではDiesel engines designed for heavy fuel operation can use bio fuels without significant modifications”
 
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3) 動粘度の差による油滴粒子径の差(=燃焼効率の差)です!!
 次に、下記の写真を参照下さい。SVO,BDF,及び軽油燃料噴射の写真です。
同じ、条件で燃料を噴射しても、動粘度の差により、噴射長の差(Fig-5)が生じます。
この差は、また噴射油滴の粒子径の差です。粒子径は、例え、燃焼噴射圧を変えても余り変わりません。基本的には粘度比例です。

SVOの油滴は、軽油に比べ、またBDFに比べ、粘度差から大きくなっています。
油滴が小さければ、それだけ簡単に良好に燃焼し、完全燃焼に近ずきます。

この事は、SVO油はエンジン室内で完全燃焼し難いことを意味しています。
言い換えれば、COガスや炭素粒子(黒煙)が排気ガスに出てきます。

これはエネルギー効率低下の他、不完全燃焼により素粒子がエンジン内部に堆積しますので、ピストンの摩耗促進、燃料噴射弁のガス漏れによるエンジン出力低下、オーバーホール時間の短縮、。。などの諸問題が発生します。

)蒸留特性(高温均一成分=粒子径の細分化が起きにくい=燃焼効率の低下)の差です!!
 加えて、更にSVOの問題があります。下記の図が蒸留曲線です。
軽油は各種沸点の混合物です。従って、広い温度範囲で、徐々に蒸発・気化する特性があります。
一方、植物油(菜種油)をみてください。
高温かつ、狭い温度範囲でしか蒸発・気化しません。

 この事は、エンジン室内に噴射されたSVOの大きな油粒子が高温下でも蒸発し難く、粒子径が細かくなり難いことを意味しています。

軽油なら、例え、同じ油粒子径でエンジン室内に噴射されたとしても、低沸点物質が含まれていますので、これらの成分が気化し易くなっています。油粒子内部で気化するとすると同時に、油滴も細分化し、より小さな油滴径となり、その結果より良く燃焼します。

 従って、図(Fig-4)にもある様に、植物油と軽油ブレンドすれば、より低温で気化・蒸発、そして油滴の小粒化が可能となりますが、この場合、植物油に石油(軽油)が混じりFIT24円の電力販売の維持ができなくなりますので、この方策は不採用となります。
 
これは次回までお待ちください。
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最近、ちらほらSVOでエンジンが短期間に壊れた、修理をした、特に出力が低下した等と言うことも聞きますが、これらも一因だと思います?!?!

 
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更に劣化速度の差です!!
 SVO、BDFは油脂の劣化が軽油等に比べて、遥かに早く進行します。
通常、この指標の数値はTAN値(或いは酸価値)として表現されています。概略、この数値の50%が遊離脂肪酸の量(%)となります。例えば、TAN=10のSVOなら、5%が酸化した油(脂肪酸)です。TAN値が10程度は、輸入途中、或いは保管中に簡単に到達する数値です。
この脂肪酸の成分割合が多いと、エンジンの配管、弁類、更にエンジン内部の腐食が発生し、保守費の増大、或いは最悪、エンジンの交換も必要になり得ます。
酸対応・腐食対応の設備を備えたエンジンが必要です。

6)着火性(=セタン価)の差もあります!!
 軽油重油に比べて、植物油、BDFは、低セタン価です。この為、ディーゼルエンジンは圧縮し、その頂点圧力(最大圧力)時に、自然発火するのが理想です。しかし、低セタン価油は、着火性が悪く、その結果、燃焼効率が落ちてしまいます。
 特に低セタン化値の植物油は、通常の高速型ディーゼル・エンジン(毎分回転数1500RPM@50Hz/1800RPM@60Hz)の使用は適していませんし、エンジン・メーカーも、植物油燃料は眼中にないと思います
事実、SVO、或いはBDFでも、100%使用を認めていないと思います。通常は良くて、BDF20%(B20)程度迄です。植物油使用は,ほゞゼロ回答です。

7)植物油SVO)は軽油やBDFとは多いに異なります!! 
 植物油(SVO)は、軽油(GO)、BDFより、むしろ重油(HFO)に近い物性(動粘度、固化温度,等)です!!従って、SVO燃料のディーゼル発電用では、重油(HFO)燃料・船舶用ディーゼル・エンジン発電機の方が遥かに適しています!!
そもそも植物(動物)油(SVO)100%専用に開発されたディーゼル発電機は存在しません。比較的簡単に対応できるのは少なくとも重油用に設計された船舶用中速型(500~1000RPM、500KW~20MWの船舶用中大型、4サイクル・エンジン)の,更に低速型(100~500RPMの船舶用大型・超大型(10MW~75MW)、2サイクル・エンジン)のディーゼル・エンジンが最適であり、FITの様な20年もの間、長期・安定運転には不可欠??です!!
船舶用途では、エンジンが故障すれば、即乗組員生命の危険が大です(=高信頼性要求)。陸上の比ではありません。燃料仕様も、陸上に比べれば運航経費の削減から、遥かに低グレード燃料油しか使えません(=低品質、高粘度油)。
 従って、FIT売電の様な常用ディーゼル発電なら、高信頼性、燃料の多様性等からも船舶用ディーゼルエンジン発電機の利用となると考えます。これが常用発電の常識!?です。故障少なさ、高信頼・連続運転、オーバーホールの長期化対応、常用発電所の実績の多さ等、結局LCC(Life Cycle Cost)を考慮すれば明らかです。
 
 高速型(1500/1800RPM、50KW~2MWの小中型、4サイクル・エンジン)は、殆ど軽油(GO)を使う前提のエンジン設計です!! 植物油(SVO)燃料を高速型エンジンに使う場合は、いろいろ改造、及び運転ノウハウが、例え備わっていても可成り苦労される??と思います。
FIT対応の様な24時間/日、7日/週、8000時間(+)/年稼働要求の様な過酷な連続運転の発電書実績の有無を調査されれば、即ご判断できると思います。高速型の発電機の殆どは、バックアップ用(Stand-by)仕様の発電機であり、連続運転(Prime,Continuous)仕様、それも特にFITの様な長期(20年)連続運転等あり得ない!?!?と思います。

8)ホース、ガスケット類の膨潤・劣化速度の差も忘れずに!!
植物油、特にBDFは、ガスケット、パッキン、プラホース類、O-リング類のゴム製品、プラスティク゚類の膨潤、劣化速度が、軽油重油の比ではありません。最近ある程度対策済の製品もありますが、非対応だと、すぐに使えなくなります。

では、SVO油をディーゼル発電に使用する上で、前述の諸課題の解決法は無いのでしょうか?? 
実はいろいろあります!!

この傾向と対策の解説は次回以降,いつか公開情報限定で行います。
尚、特別お急ぎの方は、下記にご連絡下さい。

では、また。。。。
Joe.H

追伸)
 上記Blog記事は、一般公開情報です。
 何かご質問、ご要望、及びご意見等の具体的な相談のある方は、必ずご本人氏名、連絡先電話番号等を添えて、下記メール・アドレス宛へ、PCメールを使い直接ご連絡下さい。
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非公開情報など内容によっては、お答えできない場合や条件付となりますが、 可能な限り対応させて頂きますので。。。。
以上

ジャイアント・ミスカンサス生育状況の継続報告です(3)!!

 高収量バイオマス・エネルギ-作物:ジャイアント・ミスカンサス、組織培養幼苗を輸入後3年目の生育状況の継続報告です。
 
いよいよ栽培開始して3年目の春の情況からの紹介です。
 
昨年平成28年度2年目の畑に移植後でも生育情況は下記となり、その継続版です。
 
平成27年度の組織培養苗の購入時、及び最初のポットでの生育状況のBlog記事も下記にあります。
 
2年目の平成29年3月迄の情況は下記を参照下さい。2年目最後の刈り取り後迄が紹介されています。
 
新芽が大幅に増えていると同時に、50cmx50cmの株間が詰まってきています。通常は、60~80cm四方に1株程度の植え付けとなります。尚、本年末には、株間の空間はほぼなくなると思われます。
 
尚、元もとは、海外東欧から、組織培養の子苗を平成27年5月に輸入し、ポットで約1ヶ月育苗したものです。
下記は平成27年6月30日のものです。
 
 
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これが、本年3年目の平成29年4月19日、下記の様に大株、多数の成長芽株に成長した状況です。
 
昨年成長し枯れ落ちたジャイアントミスカンサスの葉部は冬季に枯れ風などで、写真の様にその場所に落ち残り、本年の新芽の保護と肥量になります。
従って、バイオマス材料・資源は主に軸部を刈り取り使います。

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追加)平成29年5月18日
前回の写真から、丁度1ヶ月経過後の5月18日の生育状況です。
順調に成長し、この1ヶ月の成長で現在1.5m程度です。無肥料でも、昨年の栄養を自地下茎・根に蓄えてあり、これらを使い再度充分成長します。

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下記は、同じものですが、大型プラ・ポットに植えてあるものです。
 
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追加)平成29年7月5日
前回の写真から、丁度1.5ヶ月j弱経過後の本日7月5日の生育状況です。
順調に成長しています。株と株の隙間はもう殆どありません。

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追加)平成29年9月2日
前回の写真から、丁度2ヶ月j弱経過後の本日9月2日の生育状況です。
順調に成長しています。既にススキの穂が内部に出来ています。何れ出てくると思います。尚、手前は赤シソです。

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追加)平成29年11月15日
前回の写真から、丁度2ヶ月半j弱経過後の本日11月15日の生育状況です。
本年3年目の成長もほぼ終わり、やや色づいて来ています。高さも3m(+)程度ありそうです!
 
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追加)平成30年02月28日
本日の刈り取り前のジャイアントミスカンサスの3年目の最終状況です。すっかりほゞ完全乾燥状態です。高さ3mから3.3m程度の実測です。
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一部を残し刈り取った状況です。未だ立った状況の端は、隣の桜の木の枝覆われ日光が不充分の為、生育が余り良くありません。充分な日光が不可欠です。
尚、収穫量は確認していませんが、昨年より50%程度は多いと思われます
これは、昨年2年目と比べ、3年度は株面積が更に増えている(茎シュートの本数が多い)事からも解ります。。

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下記は刈り取り後の状況です。ジャイアントミスカンサスの葉の多くは既に落ちて、根本を覆っています。これも何れ肥料分となり、次年度4年目の成長に役立ちます。当然、本年度は無肥料・無農薬生育でした。
但し、当地では夏場に芯食い虫の被害(茎折れ、茎枯れ)が多少出ました。
 
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以上で、3年目の記録は終了です。
下記Blogは、次の4年目の成長記録です

尚、ガス化・ボイラー用等のバイオマス燃料として、そしてエネルギー作物として最有望なジャイアント・ミスカンサスは、日本でも耕作放棄地等に作付けすれば、放棄地対策とともに、CO2削減効果も多いに期待できます。
その他の用途として、家畜の敷藁、エタノール製造用にも使われています。

欧米を中心にジャイアント・ミスカンサスは作付面積は増えています。
下記はYouTubeの動画ですが、刈取・収穫だけでなく、繁殖・植栽法、利用法等多方面の記事が沢山あります。

では、また。。。。
Joe.H

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バイオマス・木質ガス化装置(LiPRO社,50KW)の顧客先での実稼働風景の写真紹介です!!

 今回は、既に下記で紹介済ですが、独LiPRO Energy社http://lipro-energy.de/en/ )の革新的な小型バイオマス・ガス化発電装置(30KW、50KWeネット発電能力)の内、昨年9月より完全自動化システムとして稼働している最新50KW(HKW50)タイプ,及び乾燥機(ドライヤー)を見学しましたので(2017年1月16日~18日)、その紹介写真と簡単な説明です

尚、今回の訪問時に撮影した動画もあります!!
下記はFacebook上の動画ですが、同じ装置です。
Facebook未登録の人は、『後で/Not Now』 をクリックすれば、邪魔な登録画面が消えて、動画面となります。

下記はLiPRO製品の過去の紹介記事です。
尚、LiPRO製品は、現状30KW,50KWの2機種販売していますが、価格パ―フォマンス、低圧接続(50KW未満)用途等から、今後の国内販売製品はHKW50 /50KWタイプのみとなります。
LiPROのHKW50/50KWタイプなら、低圧接続で売電(FIT)の行う場合、この枠を最大限有効利用し、売電の最大化が可能です!!
低圧接続の上限は50W未満ですので、49Wとか、或いは49.5KW等と発電能力設定が必要です。仮に、40KWタイプや、80KWタイプでは、設備能力的にも、投資対効果でも、低圧接続は現実的ではありません

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 更に、より大型の100KW等の開発計画もありますが、開発・販売は当分先の予定です。
従って、当面は並列設置でご希望の発電規模を50KW装置を使い並列設置で実現することになります。即ち、100KW規模なら2基並列設置、200KW規模なら4基並列設置となり、全体として高信頼性装置が実現出来ます。

 LiPROガス化炉部のフロー、名称、及び運転条件(温度)等は、下記図を参照下さい。
 
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 下記は、南ドイツFriedrichschafen近く)で稼働中のLiPRO社(HKW50) ガス化発電装置です。
完全自動化運転稼働中のガス化発電機LiPRO(HKW50タイプ@グロス55KWe)プロセス・フローの概要説明とその状況写真です
最も音もない静止画の為、稼働中か、否かを写真だけでは確認できません。
後段(7,8枚目の写真)に添付のコンピュータ画面の運転状況の数字を確認すれば、(見難いのですが)稼働中と言うことが解ります。別途、動画もあり、こちらなら音が確認できます。
 

 最初に、写真下2枚と上の図を併せて参照下さい。ガス化炉部( Gasifier )では、左側のパイプ上段( Intake Gate/Air Lock )から原料チップ( Wood Chips ) が分解炉部( Pyrolysis ) の左側(斜めの円筒部)の中心部に投入されます。そして中心部原料は順次、モーター駆動スパイラル(Auger)で順次右上側に移動しつつ、円筒部外側高温ガス(ガス化炉合成ガス)排熱により加熱され、その熱で原料は熱分解され、炭(Char)と熱分解ガス( Pyrolysis Gas )とになります。
熱分解熱炉で処理済後は、熱分解ガス(タール含む)及び無酸素状況下の炭(Char)は写真中央部のガス化反応炉塔頂からガス化反応部( Oxidation )、更にガス還元部( Reduction )へと順次降下します。
ガス化反応炉部(一部燃焼部)では、空気及び蒸気が加わり、高温(一部燃焼)状況下、炭からも合成ガス(H2,CO)が生成されます。それと同時に高分子タール分は高温下で低分子へと再熱分解が行われます。
 最下段のガス還元部では、蒸気熱分解(H2)CO2還元反応による燃料化(CO)等の還元反応(吸熱反応)が起き炉内温度は多少低下ます。還元部最下段からは、高温合成ガス(Syngas) タール分(Tar)は含まれません(NO-Tar/Tar-FREE)。従って、後段で必要な処理は、高温合成ガスの冷却(熱交換冷却)と微粉固形物の除去のみが必要な操作となります。
 そこで、先ず冷却と同時に熱回収する為、分解炉の外側部に高温ガスが供給され(前述)、原料チップの加熱熱源として使用されます。分解炉部で温度低下した合成ガスは、サイクロン部(ブルー色)及びバグフィルター( Filter )により微粉炭等固形物は完全に除去されます。更に、分解ガスは空気により熱交換冷却され(反応炉裏側)、次に常温の合成ガスはガスエンジンのガス燃料として移送・供給されます。
尚、回収の微粉炭はガス化反応部の炉底からの炭(灰)( Ash Outlet )と併せ合流し炭貯槽へと移送されます。

 ガス化炉の使用金属材は、ブルー色部(サイクロン/フィルター)は鋼鉄製ですが、他は全てステンレス製です。

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次の写真は、同じガス化炉ですが、正面からのものです。炭の移送部は写真の右側下段部の斜め配管を左から右へと自動移送されます。
 
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次の写真は、別室設置のガスエンジン発電機(Syngas Engine w/ CHP)の写真の2枚です。
 
手前部が発電機部、奥部はガスエンジン部です。発電機は非同期型であり、通常の大型モーターと同じような外観をしています。
(注、現在、国内では同期型発電機もサポートする予定です)

尚、ガス・エンジンはHoeckle社HMG 645 S (SISU Arco Power: http://www.hoeckle.com/fileadmin/_assets_hoeckle_com/pdfs/POW05_Hoeckle.pdf#search=%27Hoeckle+HMG645S%27 )を、発電機はBerlitech社FCMP 250 M-4 を長期の信頼性テスト評価の結果、採用しています。
 
彼らは、性能と信頼性には、自信を持っています。
 
追伸)
ガスエンジンは同じですが、発電機は、上記の非同期型(Induction Type)ではなく、同期型(Syncronous-Type)発電機(Stamford製)を使います。
追伸)終わり
 
 
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次の写真は、そのガスエンジン(6気筒)です。
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事前にガス化炉で製造された合成ガスと空気を混合された後(下の写真)に、シリンダーへ投入され、プラグ発火で、動力が得られる構造となっています。上からの配管の合成ガスと手前側の空気のやや太い配管とが結合・混合され(橙色の両制御バルブを介して)ガスエンジン内へ混合燃料として供給されます。
 
 
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 尚、下記は、本LiPRO(HKW50)の設置例の寸法です。
 
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 ガス化発電装置全体は、コンピュター・プログラムで全自動化制御を行なっています。 勿論、本設備は系統接続されドイツ国内でFIT売電されています。

 
尚、下記はLiPRO社のスタッフです。LiPRO社は、この顧客サイト(南ドイツFriedrichschafen近郊)から、直線で560km、道路なら700Km近くもも離れた場所(Oldenburg)にあります。
今回、車で高速道路を使い本顧客サイトに来てくれました。訪問時の前後に、別と3社の客の訪問もあり、最近特に多忙の様でした。


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尚、昨年20169月よりガス化発電機を本LiPRO製に交換し順調に稼働中です。
 
 
下記の写真は、既存チップ乾燥設備であり、過去別メーカーガス化設備用(500KW)として導入されたものが再利用されています。従って、乾燥設備の一部だけを現在利用している状況です。今後、LiPRO製品200KW 分(例、50KWx4基、又は100KWx2基)の追加導入を検討中とのことでした。

木質チップ乾燥装置、チップの状況、コンベアー設備の写真です。

未乾燥チップは後方から供給され、順次手前に移動してきます。
この間、ガス化炉より温風が貯槽の底から供給され、徐々に乾燥します。

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 写真(下)は上記の乾燥チップの拡大写真がです。 この時の入手サンプルを後日、スケールと併せ、写真を撮ったものです。通常の切削チップです。
 
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 その後、上の乾燥チップは、下記の手前の端にあるコンベアーにより移送され、別室のガス化炉原料投入口に供給されます。
 
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 下記はLiPRO社と提携している水平乾燥方式(特許)HolzWert(http://www.holz-wert.eu ) の移動型乾燥機の例です(設置型や乾燥能力等各種モデルあり)。こちらの乾燥機の方が、効率的でコンパクト設計です。
ガス化発電機に加えて、乾燥機も新設されるの場合、例えば中大型ガス化炉INSERガス化炉 

https://joeh.hatenablog.com/entry/20935105

)等の乾燥機としても、充分使用できます。特徴は、比較的低温の温風でも、効率的に、均一的に乾燥できることです。

今回、彼らHOLZWERT社とも直接提携しました。

 下記最初の写真の中央入口から熱温風から投入されます。中央部のスリット部の内部写真(下記写真)です。次の図では、この部分は奥に位置し、温風が導かれます。
 
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温風は,下記右側の写真のスリット穴から入り、横向流となり、チップを乾燥させ、コンテナー両壁(下記写真は左側壁)から乾燥機外に出ます。
通常は、ガス化発電機の排熱程度で充分ですが、必要ならバイオマス風炉もあります。

 尚、未乾燥原料チップは天井の覆いを外し上部から投入します。原料は順次低下し、乾燥済原料は底部から取り出され、次のガス化炉へと自動的に移送されます。

 
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 以上、LiPROガス化発電装置と乾燥機の簡単な紹介でした。
自動化設計により、訪問時は、この装置の所有者はいなく、完全な無人運転でした!!。
何か、お問い合わせがあれば、下記のメール先まで。。。
 
尚、LiPROガス化発電装置、輸入は海上コンテナー輸送となります。最低でも20フィート、出来れば40フィートコンテナ-輸送が可能な道路に接している必要があります

 尚、最近(昨年11月頃から)、本Blogを見てか、否か定かではありませんが、直接個人的にLiPRO社に問い合わせをされている熱心な方も何人か居られるようですが!?!?、。。 
LiPRO社から、当方にその旨の連絡が入って来るシステムと相互でなっていますので、即時解ります。

追伸)H.29.06.13
LiPROガス化装置を含め、各種ガス化装置が掲載されています。
最新のLiPRO製品のプレゼン資料は下記にもあります。
追伸)以上

では、また。。。。
Joe.H


追伸)
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分散型、地域密着型の小型メタン発酵、バイオガス・プラントが,海外では流行っている様です!!!

 今回は分散・地域密着・小型コンテナ搭載版のメタン発酵、バイオガス・プラント装置の紹介です。


家畜の糞尿や食品廃棄物を使って発酵槽でメタンガスを発生させ、ガスエンジンで発電し、更に売電(FIT)を行うと同時に、排熱(湯)の熱利用も図ると言うバイオガス・プラントは、海外は元より、国内にも幾つかの事例があります。

但し、問題はその高額な設備価格です。
巷では、1KW当たり200万円(?)とも、250万円(?),或いはそれ以上とも言われています。
余りにも投資額が巨大化し、補助金など、他人の財布を期待しないと実現は無理の様です。

費用の多くはメタン発酵槽の巨大化による建設費高が要因です。
資金問題ばかりでなく、事実、これだけの大量の廃棄物を集めることも大変です。
集荷の物流費、CO2増も問題となります。

下記の写真がその中大型発酵槽の写真例です。

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 しかし、最近の傾向として、小形版が米国やEUで人気で、その装置メーカーも設置例も多く見受けられます。

下記は、バイオ関連の最新情報の記事です。
分散型(Decentralized)の小型、コンテナー・タイプのメタン発酵(Anaerobic Digestion) 設備の登場です

牛なら60頭程度から開始できて、この装置の発電規模も10~100KW程度の様です。

発電能力を50KW未満に抑えれば、低圧(50KW未満)で、FIT売電(39円/KWh+消費税)も可能です。加えて、原料費はタダです!!

下記はコンテナー型メタン発酵(英文)の記事ですが、興味があれば、添付文を直接ご覧ください。
以下はその内容のサワリです。
 従来、メタン発酵槽は500~1000KW程度の大規模で、設備投資大であるばかりでなく、原料廃棄物の集荷に要する運送費用、燃料消費によるCO2発生増も問題となる。一方、最近は、小型コンティナ―搭載型のメタン発酵槽(Anaerobic Digestion System) の登場により、廃棄物発生元で、処理可能となってきている。この結果、小中規模でも、10~100KW程度のメタン発酵発電が可能となっている。例えば、食品残渣500Kg/日あれば、10KWの発電が可能です。乳牛なら50頭飼育していれば、食品残差3トン/日)と等価の発電(60KW)が可能であろう。これらの施設の小電力なら、敢えて系統接続・売電(FIT)用に回さなくとも、充分自家消費できる電力量でもある。売電も可能だが、その接続費用も、申請・許可の時間も掛かる。一般に、これらの小型装置は3~7年で投資金額の回収が出来る

 
下記はそのメーカー(BIOFERM Energy社)の1例です。
 
次はこの小型、コンテナ-格納型のメタン発酵装置の外形写真の例を下記に添付します。
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外観は単なるコンテナですが、その中はどうなっているのでしょうか??
下記が実例です。2社の例です。

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 コンテナ内に発酵タンクはもとより、ガスタンク、エンジン発電機まで全て揃っています

従って、通常必要なタンク土木工事などの現地工事は殆ど不要です。殆ど据え付けるだけで、即稼働です。必要なら設備移動も、比較的間単にできそうです。

この程度なら、乳牛農家や畜産農家水分の多い廃棄物用なら、それぞれ単独で納入可能な規模です。
環境面から、運送費からも糞尿を遠方の処理施設まで運ぶ必要もありません。

設備価格も、少なくとも小規模でもあり、投資絶対額はそう高価ではないと思われます。但し、同じ発電規模なら、バイオマス・ガス化発電の少なくとも2倍以上する様です。
今後、各乳牛、畜産農家が、各自でメタン発酵槽を所有する時代が来るかもしれません!!

勿論、畜産農家ばかりではありません。中小の食品メーカー、大学、企業の食堂、コンビニ等、凡そ食品廃棄物等が出る施設、場所なら、廃棄物を何の移動もせず、その場でメタン発酵が、そして廃棄物処理が簡単にできます。

 以上紹介したものは、攪拌式発酵槽によるメタン発酵法であり、通常、湿式Wet-Process)と呼ばれている方式です。このタイプは固形分が10~15%以下の有機性・廃棄物に用いられています。水分が多く、固形物が少なくなければ攪拌ができません。
 逆に、固形物が20~30%以上であれば、比較的新しい方式である乾式(Dry-Process、下記写真)が多く採用されています。コンテナー内は単なるスペースで、湿式(Wet)方式の様な攪拌式槽類はありません。

 規模に応じ発酵槽(乾式:Dry-Digester)であるコンテナー数を増加させれば、順次処理能力増が可能です(通常、最低3~)。また、攪拌操作動力(電力)も不要です。水分が少なく、固形物の多い(High-Solids)畜産・廃棄物用(糞、敷き藁),或いは食品残差、食品加工残渣等のメタン発酵法として注目されています。
乾式法はコンパクト化も可能なこと等から、特に海外では最近多く利用されています。但し、湿式法に比べ、歴史も浅く、いろいろ微妙な操作Know-Howも必要な様で、まだ国内での導入例は、特にコンテナー型小規模機は少ない様です。

下記の例は、固形物の多い馬糞のHigh-Solid タイプの小型装置例(EU製)です。
必要な能力により、コンテナー数を増やすことで対応できます。

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下記も同じようなコンテナー例ですが、こちらは米国製です。
 

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勿論、馬糞、牛糞以外の食品廃棄物も、固形物が多ければ(High Solid/Dry-Type)、他の原料でも対応できます。通常の湿式(Wet-Type)の様に、消火液は(殆ど)でません。

。。。という事で、今回は、分散型、小型、そしてコンテナ搭載のメタン発酵プラントの紹介でした。今後、わが国でも普及するかもしれません。

 以上、紹介したものは、コンテナー仕様であり、バッチ式ですが、本格的な乾式連続式メタン発酵設備もあります。下記は1例です。

いわば、旧式・非効率なタンク式・コンテナー式バッチ法に対し、こちらは本格的な化学装置のメタン発酵反応装置(Reactor)です。高効率である為、装置のコンパクト化も可能です。


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上記のメタン発酵反応器の内部とその前工程の附帯設備図です。
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 尚、特に原料水分が少ない(固形分の多い)原料であれば、既に紹介済の高性能、完全自動化のバイオマス・ガス化発電機(LiPRO/HKW50)なら、分散型、地域密着型の本格的な小型機(50KW)、他のガス化発電装置も使用可能!!と思われます。価格/性能比も大型機と大差ない価格で、多少の原材料が在れば(1.1~1.2㌧/日)、何方でも、何処でも簡単に実現できます。

要は、原料状態(水分)、他の状況に応じて、ガス化が有利な場合も、或いはメタン発酵が有利な場合もあり得ます。
特に、売電(FIT)の場合で、水分の少ない木質チップなら、当然ガス化が有利です。一方、特に水分の多い農業・畜産、食品・産業廃棄物等であれば、メタン発酵が有利となり得ます。何方を選択するかの判断は重要です。

何か、お問い合わせがあれば、下記のメール先まで。。。

では、また。。。。
Joe.H

追伸)
 上記Blog記事は、一般公開情報です。
 何かご質問、ご要望、及びご意見等の具体的な相談のある方は、必ずご本人氏名、連絡先電話番号等を添えて、下記メール・アドレス宛へ、PCメールを使い直接ご連絡下さい。
携帯メールの場合、PCメール受信拒否も多々あります。従って、必ず携帯,又は固定電話番号を必ず添えてご連絡下さい。
メールならhirai476@yahoo.co.jp 、H.P.経由なら http://www.biofuels-llc.com/ の『お問い合わせフォームよりお願いします。 
非公開情報など内容によっては、お答えできない場合や条件付となりますが、 可能な限り対応させて頂きますので。。。。
以上
 

謹賀新年!!期間、人数限定バイオマス福袋です!!

新年明けましておめでとうございます! 
昨年中は大変お世話になりました。
この間、いろいろお問い合わせも頂き、誠に有難う御座いました。

本Blogも、本年で8年目になります。
既に,投稿記事も300を越え、訪問者の合計も13万6700を超えています。

本年も関係方面,皆様のご協力,ご支援を頂き本年は酉年、歳男でもあり、更に前進し羽ばたきたいと思います。

この間、皆様に多少なりとも、バイオマス、バイオ・オイル(BDF)、再生可能エネルギー、エコ(省エネ)等の情報収集及び設備計画等のお役に立てたとしたら幸いです。
今後とも、何かご質問なり、疑問があれば、何なりとお問い合わせ下さい。

そこで、新年に当たり、何かお年玉、福袋を。。。と考えましたが、
特にこれは。。と言うものもありません。
ですが、。。

期間限定、数限定で、下記の福袋をご提供させて頂きます。

1)ジャイアント・ミスカンサスの苗(根茎、2株)を試験用に差し上げます!
下記のBlog記事に掲載の自家栽培中の株を分けた苗(根茎の芽)を2株差し上げます。但し、郵送料は負担ください。
バイオマスガス化発電、ペレット原料などのエネルギー作物、バイオマス原料として使えます。但し、先着10名、申込は1月13日締切迄でお願いします
苗(根茎)は3月末頃の送付予定です。次年度、再度根を掘り起こし、再度根茎を分けて植え変えれば、50株程度迄になります。更に,次々年度も繰り返すなら、1250株迄に株数は増えます。
但し,本格的な栽培をご希望の方は、時間も掛かり、この様な繰り返しは無理です。別途、輸入組織培養・無菌の子苗がご提供できます。
下記にメールでお問い合わせください。
 
 
2)1週限定、電話による特別無料コンサル、ご相談に応じます!
 バイオマスガス化、発電何でも解ることなら、下記に、ご質問、ご相談事項、電話番号、ご都合の良い時間帯を添えて、お問い合わせ下さい
こちらからご連絡します。
こちらも、時間的な制限から先着5名、受け付けは期間限定の1月末迄です!

3)バイオディーゼル( BDF)製造装置用各種器具、資材の福袋特別価格です!!
下記の在庫がある限り福袋特別価格で提供させて頂きます。
・BDF反応の高速化器具・部品のStatic-Mixer、各種
過去に紹介したBDF反応の高速化器具で、何れも米国製です。
大型ギアーポンプ
上記高速反応器用として、或いは他用途利用もできる大型ギアーポンプです。
・BDF・Dry-Process精製装置用のイオン交換樹脂、セルロース吸着剤
・ステンレス製フィルター(キャンドル型)
・他

4)大型機の機能と高効率LiPRO(HKW50)ガス化発電装置(CHP)の特別福袋です!!
 期間限定(1月末迄に、手付金支払10%、契約2月末迄完了)、それも1セット限定ですが、単独運転:(Stand-alone)可能な全稼働設備(系統接続、建屋等別途)と立ち上げ、教育等の全てで3,599万9,999円(消費税別)の特別価格でご提供します。
バイオマス原料さえ準備出来れば、この設備だけでグロス55KW(ネット50-53KWe)の自家用電力と豊富なお湯(110KWth)が自由に使えます。、
この様なガス化発電装置(CHP付)で、この価格では100%、他では提供できないと考えます。
同じ機能、能力以上のガス化発電設備で、仮に、これより安価な製品が他に存在すれば、原則その価格迄、更に価格を下げます!
LiPRO製品は元々原価も高く、利益はわずかです。加えて今回の特別価格のご提供では、為替変動(Euro)によっては、当方もかなりの赤字(増)覚悟です!?
LiPRO製品は下記を参照下さい。
 
尚、上記のLiPRO(HKW50)ガス化発電装置,及び乾燥機の実稼働見学ツアー(ドイツ)を1月14日~19日迄の日程で計画中です。興味がある方の参加をお待ちしています。
各自で航空券、ホテル、食事代、他をご負担いただければ、他の費用は無料です。

5)大型チップ機の特別福袋価格のご提供です!!
こちらも期間は1月末迄の期間限定です。
お支払いは、2月15日迄に50%の支払いが条件です。
先着2名迄の499万9,999円(消費税別)の特別価格でご提供します。
通常価格の50%Offです。
このチップ機(中国製)があれば、大量の木材チップ、竹チップが簡単にできます。LiPRO製のガス化装置でも、他のガス化装置でも、またバイオマスボイラーでも自由に使えます
尚、チップの大型ロータリー式乾燥機が必要なら、お問い合わせ下さい。
併せてご提供も可能です!!

6)何か、その他ご希望があれば、。。
下記にお問い合わせください。
このBlog掲載の全ての製品、設備(ガス化発電、ディーゼル発電、バイオガス発電、他)を特別価格で可能な限り対応させて頂きます
こちらは、2月末日迄に基本契約可能な方への限定提供です!

以上です。
 
では、本Blogの読者の皆様、本年も宜しくお願いします。
Joe.H

追伸)
 上記Blog記事は、一般公開情報です。
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携帯メールの場合、PCメール受信拒否も多々あります。従って、必ず携帯,又は固定電話番号を必ず添えご連絡下さい。
非公開情報など内容によっては、お答えできない場合や条件付となりますが、 可能な限り対応させて頂きますので。。。。
以上          
 

大型機の最新技術を採用した実用的な本格派の革新的小型バイオマス・ガス化発電装置例です(2)!!!

 今回のBlog紹介記事は、(超)高性能/(超)高冷ガス効率(90%)クリーン合成ガス(NO-Tar / Tar-Free)タイプのLiPRO ENERGY 社の小型バイオマス・ガス化発電装置の続編です
 
本Blogの文字制限から分けてあります。上記を見られてない方は、最初に上記をご覧下さい。
 
 
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下記テーブルはLiPRO(HKW50)の物質・熱・電力バランスです。
ここで、特に、冷ガス化効率は驚異的高効率の90%となっています。
他社製品で、これ以上の性能の小型(30~150KW程度)ガス化装置製品は存在しないと確信しています
仮に、存在すれば、ぜひご連絡下さい!!
尚、ガスエンジン発電機をより高効率タイプとすれば、発電効率は27.85%から更に向上します。

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 更に、LiPRO(50KW/HKW50)の稼働風景、及び標準の乾燥機の実物写真の紹介記事もあります。興味があれば、下記をご覧ください。
 
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 では本機を使ってどの様な実用的な規模のバイオマス発電が可能でしょうか??
並列接続すれば、理論的には無限大の能力規模ですが現実に本機種を使うなら、200KWe(4セット)~300KWe(6セット)程度が最適な最大規模となりま尚、高信頼性が要求される用途向けでは、2セット以上の並列ガス化装置構成としないと、実用的な高信頼性システムは構成できません。
 1セット単独機構成だと、保守性を考え合わせ必ずバックアップ付加機器(例、温水利用、CHP構成なら別途温水ボイラー等)が必要です。

ガス化発電装置価格と採算性計算例
本LiPROガス化発電機の価格ですが、1KW当たりの設備単価も、弊社取扱製品の中大型機と大差ない価格設定を行っています
現状、本発電装置能力(CHP付)1KW当たり65~75万円前後の価格設定です。他社のガス化発電装置、それも極く普通のダウン・ドラフト型タイプ製品等と比較検討して頂ければ、高機能・最新技術を使った本装置、比較的安価であることは十二分にご理解いただけると考えます。

 次に、LiPROの採算性の計算例を示します。
4ケースの採算性を示します。
前提条件にもよりますが、何れの場合も、概略2.5~4.5年程度で設備費は全て回収可能です。 

 弊社提供の機器類の具体的な販売価格は弊社にお問い合わせ下さい。為替レート変動により販売価格は変動します。その他の価格、前提条件等は顧客側でそれぞれのケースに応じお考えください。

 
添付例はあくまで採算計算例です。

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 最新技術のガス化発電装置である為、LiPRO社も海外販売を昨年(2016年)から開始しています。 国内独占代理店契約後に最近紹介(2016年11月)を開始した為、国内導入例はまだありません。
(追加、2017年3月に国内1号機が契約となりました。納入は本年秋頃の予定です。本年度前半に、少なくとも5~6セット受注可能の見込みです)

 同様に、海外市場でも、納入・稼働実績はそう多くはありません。
但し、既に海外(ドイツ、EU)では多くの受注残があります。国内でも問い合わせも多く、年間10セット程度は販売出来そうです。
ガス化発電装置に限らず全ての製品、普及品は導入リスクはないのですが、導入後の将来を考えると性能的にも、技術的にも競争力に欠けます
 
この様に好評な理由は高機能・高熱効率、妥当な価格設定等の諸理由があると思われます。
購入・導入希望と併せて、国内地域代理店、EPC業務希望も何件か既にあります。希望される企業は下記にご連絡下さい。
 
 
本来の本格派売電ビジネスは、
1)中大型ガス化発電機(1~2MW)によるFIT売電ビジネスhttps://joeh.hatenablog.com/entry/20935105)、及び

2)バイオ油によるFIT対応(超)大型ディーゼル発電ビジネス

 この小型LiPROガス化発電装置の紹介は、主にバイオマス・ガス化発電の啓蒙活動の一環です。従って、可能なかぎり薄利・低価格での製品紹介と販売に努めています
 
 尚、LiPROガス化発電装置、輸入は海上コンテナー輸送となります。最低でも20フィート、出来れば40フィートコンテナ-輸送が可能な道路に接している必要があります

追伸)H.29.06.13
最新のLiPRO製品のプレゼン資料は下記にもあります。
追伸)以上

 尚、同じ小型、低圧発電なら、コンテナ搭載小型メタン発酵設備も、欧米では注目されだしています。
特に、水分の多い、家畜の糞尿、食品残差、農業残差等を使い、微生物の力を使いメタンガスを発生させガスエンジン発電を行うことも比較的簡単に可能です。全てAll-in-Oneで、コンテナー内に納まっています。興味があれば、下記を参照下さい。
 
では、。。。。
Joe.H

追伸)
 上記Blog記事は、一般公開情報です。
 何かご質問、ご要望、及びご意見等の具体的な相談のある方は、必ずご本人氏名、連絡先電話番号等を添えて、下記メール・アドレス宛へ、PCメールを使い直接ご連絡下さい。
携帯メールの場合、PCメール受信拒否も多々あります。従って、必ず携帯,又は固定電話番号を必ず添えて、ご連絡下さい。
非公開情報など内容によっては、お答えできない場合や条件付となりますが、 可能な限り対応させて頂きますので。。。。
以上         

最新小型ガス化装置LiPRO(55KW)の見学ツアー(ドイツ)計画中です!!

 今回は、下記で紹介済の(超)高効率、Tar-Free/NO-Tar多段ガス化方式LiPROガス化発電装置の実稼働見学ツアーのご案内(計画中)です

 
就いては、期間限定、参加者限定で、下記の条件で参加者を募集します。

予定日時:平成29年1月14日~1月19日(羽田発、着)
費 用   : 17~20万円前後(予定、実費)
参加人数: 2~3名程度
見学場所:LiPROガス化実稼働、乾燥装置メーカー見学、Q&A、他

特に、近々最小50KW~最大300KW程度のガス化発電設備を導入予定の方は、特に参考になると思います。

追伸)2017/01/20
上記は終了しています。
この見学記事は下記のBlog記事に概要掲載済です。ご参照下さい。
今後も、多数のご希望があれば、企画可能です。
追伸) 終了
 
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参加希望の方は、下記のメール先にご連絡下さい。
スケジュール等の詳細をお知らせします。

募集期間は,期間限定、定員になり次第締め切ります

では、。。。。
Joe.H

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