(超)高効率のバイオマスガス化装置(750KW)の新たな実例紹介(1)です!!

  今回は注目の(超)高効率バイオマスガス化発電装置の例の概要紹介です。

 日々の情報探索・研究(Info. Search & Research)と接触( Contact)をしていると、この分野で開発中の最新技術、或いは商業化された優れたガス化製品が、既に取り扱い中(INSER,FPT,UG,LiPRO,APL)の5タイプガス化発電装置http://www.biofuels.co.jp/page2.html )に加え、未だ国内販売店も、紹介もされていない優れたガス化発電装置は数多くあります。そこで、現在、代理店契約準備・調整中です。

装置の評価と選択のポイントは、機能性、効率性、そして価格のバランス(機能性能価格比)です。技術的、機能的にに面白いもの、発電効率も優れたガス化発電製品は幾つもあります。

しかし、どんなに高性能でも、採算性が得られないと思われる高価格製品は選びませんし、興味もなく、人にご紹介も、顧客からのメーカー・機種指定以外は通常しない様にしています。

顧客に紹介する基準、或いは国内販売代理店として重視ている製品は、この基準に全て合致するガス化発電装置製品群です!!

 この様な観点から、今回の紹介製品も最注目の新規(超)高効率ガス化発電プラントです。
現在導入を検討中の皆様にとって採算的にも納まる(と思われる)製品の概要紹介をします!!

 尚、国内ではこの様な高効率のガス化発電の例は、他の遥かに高額装置でも、100%存在しないと思います。 
実例があれば、是非教えて下さい!!

多段ガス化方式(750KW)の例

 このA-Tec社製品の特徴は、既に何回か本Blog(3)で紹介済のLiPRO(50KW)の様な多段法(3-Step)を採用したガス化炉であり、LiPRO、INSER( 500KW )の様なタール処理不要(No-Tar,Tar-Free)、高効率装置です。

 次のプロセス・フローに示す様に、乾燥機(Dryer)付で、水分40~50%程度の原料チップをそのまま、ガス化し発電が可能です。

乾燥機はガスエンジン排熱を使う処は通常方式ですが、組込一体化された装置となっています。乾燥処理に続き、熱分解(Pyrolysis)、ガス化(Oxidation)、そして還元(Reduction)部へと続きます。

 図では、熱分解部とガス化・還元部がLiPRO ( https://joeh.hatenablog.com/entry/21617614 )の様に、物理的分離した多段法(3段法、LiPROも3段法)+空気投入・燃焼2ヶ所(Twin-Fire法)の様になっています。同じ3段法、Twin-Fire技術ですので、LiPROの兄貴分のガス化装置と同じコンセプトの高効率設計のガス化炉と言えます。
但し、後で説明の様にガス化炉の外観は一体化されています。

イメージ 1
次に、先ずガス化炉本体ですが、下記の様にガス化炉は一体化されています。ガス化炉内部の図は、特許の関係もあり詳細図は省略しますが、超概略図は下記です。

 空気取り入れ2ヶ所(Twin-Fire)と上段の熱分解炉部と下段のガス化・還元部の内部構造が図の様に独立した3段法(Three-Stage)となつています(注、下記の図は、Two-Stage,2段法と記述されていますが、最新型はThree-Stag、・3段法とメーカーは述べています)。
 この構造により、小型LiPRO(50KW), 中型INSER(500KW)と同じようにNO-Tar/Tar-Free合成ガスを確実に、効率的に製造できます。
理由は判ると思います!

イメージ 3

LiPRO,INSERのガス化炉と多くの類似点があります。

尚、LiPROガス化は、下記ガス化の(4)LiPROを、INSERは下記の(1)INSERの項を参照下さい。

これらのガス化炉は、何れも共通ですが 如何にして、熱分解とガス化部とを一体化して考え、タール分を発生させない(Tar-Free/NO-Tar)かを工夫しています。
 余談ですが、他社製でも、タール分の発生させないガス化方式は実在しますが、何れも高温ガス(熱回収難)・高水素濃度(40~60%)となり、装置信頼性・保守難、ガスエンジン選定・安定性等で苦労大となっている模様です。
 片や本ガス化炉の合成ガス(Syngas)成分は、H2(20~25%)、CO(15~30%)、CO2(5~15%),CH4(1~3%)、N2(40~50%)で、熱量5.5~6.5MJ/Nm3@LHVと極く普通のガス性状でし、高温合成ガスの熱回収は熱分解炉部で相互熱交換し、温度低下させた後に、初めてガス炉系外に出る方式です。

 次のプロセス・フロー図が全体図です。最初のフロー図をより現実の構成器機をイメージした図となっています。

イメージ 2

 次に、このガス化炉の簡単な熱・物質・発電収率を下記にしまします。
 
各数値は見難いと思いますが、メーカーでは、対原料に対する発電効率グロス)32%を最低保証(更に効率の~34%程度迄しています。
 今後とも1MW~2MW規模のガス化・エンジン発電(単純サイクル)では、ほゞ上限値近くの効率値です。

一般的に他の方式に比べ、発電効率の優れるガス化方式ですが、通常、2MW程度以下の装置では、グロスで25%~28%程度で、30%を超える装置は殆ど皆無です

この例では、冷ガス化効率(A)は、原料エネルギー(水分40%)(B) と 合成ガスエネルギー(C)から
A = C/B =2060kW / 2306KW = 89.33%
冷ガス化効率が90%近い装置は極めて少ないと思います。

更に、合成ガスエネルギー(C)、グロス発電量(D)により、ガスエンジン・発電機効率(E)が、次式からえられます。
E = D/C =750KW / 2060KW =36.41%

最終的に、対原料エネルギー(B)に対するグロス発電量(D)効率(F)は、下記となります。
F =D/B = AxE = C/B x D/C = 89.33% x 36.41% = 32.53%

尚、水分を多く含んだ乾燥機用の使用電力を含め、装置全体の自己消費電力(G)は、グロス発電量(D)の最大値12%と仮定している為、ネット発電効率(G)は最終的に下記となります。

G = F x (100%-12%)=32.53%x88%=28.62%
 
上記の効率値はネット発電効率値です。

 通常、この効率値は、極めて高効率装置のグロス発電効率でも、やっと得られるか、どうかと言うデータです。

 最も、この装置のガス化設備では、合成ガス/バイオガスに欧米で最も実績のある旧GE(現INNIO)イエンバッハ(Jenbacher)の( https://www.innio.com/en/products/jenbacher/type-4 )ガスエンジン発電機(J420)が標準仕様で組み込まれて、最適化されていることから、ガスエンジン発電量が特に多く、効率的になっています。
尚、本機も直接・並行輸入ですから、そんなに高価ではない様です。

ここで、中速型Ziboエンジン発電機(600rpm)と組み合わせの場合、上記エンジン発電効率(E)は、E=32.71%ですので、このガス化炉と組み合わせると、下記の計算からグロス発電効率(F)は29.22%となります。
ある情報では、発電効率(E)を~36%へアップする計画もある様です。

ロス発電効率(F)=AxE=89.33x32.71=29.22%
 
尚、このネツト発電効率は、仮に原料チップの水分が少なければ、更に効率アップします。
 
イメージ 4
現状、この装置はEUで4例があります。何れも(廃)木質チップ原料(ペレットも当然可)です。バイオ・コールも、10~20%程度なら試験済ですが、それ以上、或いは他種原料は試験・評価が新たに必要です。

最大構成の例は、単体750KW、4基並列構成の3MWの例です。
国内の導入の場合、高圧接続最大限度の多くは2MW規模(未満)が多いと思われます。この場合、2MW規模なら750KW、3基並列構成(2.25MW)を、2MW稼働の余裕運転が考えられます。 
 それ以外の設備投資効率の優れた組み合わせなら、1.5MW(750KWx2基)、1MW(750KWx1基)等の組み合わせもあります。尚、全ての機器類の設計値は850KWとなっていますので、2基構成でも~1.7MW迄、発電可能かもしれません。

 更に、既に検討済ですが、空気濃度をPSA(Pressure Swing Adsorption)等で高めれば、更に1基の能力を比較的簡単に1MWへとアップグレードできます。この場合、2基で2MW発電可能です。合成ガスの濃度は、窒素(N2)分濃度が減少し、他のガス類は、この分ほぼ同じ割合で、水素、一酸化炭素等の濃度がアップします。

最後に、概算の採算例を下記に添付します。
ご覧の様に、ガス化炉(750KW) 及びガスエンジン発電機(Jenbacher,750kWx2基)並列運転のグロス発電量1.5MWとしてあります。
この装置は乾燥機付ですので、いっそ丸太(水分65%)を受け入れ、自己でチップ化し、乾燥・発電迄を全て自己完結する計算例です。間伐材100%のケースと一般材を50%、一般材100%の3ケースの採算比較の試算です。
生丸太は、どしらも2000円/トンと仮定しています(この価格で入手可能だと思われます)。また、チップ化、乾燥機、及びガス化装置の必要電力多めですが発電量の15%(225kW/h)を見込んでいます。

計算結果は、全て間伐材の場合、投資回収3.65年、利回り20.8%となります。この様な高利回りは、全て高ガス化効率、高ガス・エンジン発電効率の相乗効果と言えます。

間伐材・一般材(50%:50%)の場合でも、4.97年、13.5%と計算されます。更に、一般材100%ケースでは、7.98年、5.9%となり採算的に苦しくなります。
尚、何れのケースも排熱回収による熱利用(CHP)は考えれば、採算性はより向上します。特に、採算性の低い場合は考慮が必要です。
次に、保守費ですが、保守部品代より、人件費の方が、高価です。ガス化発電では、殆どの保守作業は自営保守も可能です。これにより、大幅な保守費の削減が可能です。
加えて、今回の計算例では、残差の炭(灰)は処分費を計上して計算していますが、農業利用(肥料)、或いは吸着材、カーボンブラック等の利用法もあり得ます。この場合は、経費ではなく、多少の売上もあります。

 個々のケースによって、採算計算値は異なります。下記は単なる1例です。原料費ばかりでなく、設備投資額も、経費類も、個々のケースで可成り価格変動します。
この例では、ガス化装置+エンジン発電機+乾燥機付の設備本体価格は1KW当たり60万円(直販本体価格)となっています。
原料費、各種経費項目もそれぞれ見直し下さい。

イメージ 5
 以上、過去に例のない高効率のガス化発電例の概要を紹介しました
 
 尚、続編として、同じタイトルの複合発電10MW製品の紹介記事も下記にあります。興味があれば。参照下さい。

これ以上の詳細内容は、一般公開は出来ませんが、
・具体的な計画を持たれている方、或いは
・現状採算性が苦しく、バイオマス発電プロジェクトを進められない方、
は、是非下記にお問い合わせっ下さい。
採算にのる計画になるかもしれません
 
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、
『お問い合わせ( http://www.biofuels.co.jp/page7.html )
フォームよりお願いします。 
或いは、『お問い合わせ』のメールを下記に下さい。
尚、必ずご本人氏名、連絡先電話番号等を添えて下さい。
以上
 
 

今がジャイアント・ミスカンサスの植え時です!!

 本年も、いよいよ春本番を迎える季節となりました。

エネルギー作物のジャイアント・ミスカンサス、今が植え時です!!
尚、栽培記事などの一例は下記です。
 
本Blogで何回も紹介済のジャイアント・ミスカンサスですが、栽培を始めるなら、今が植え時です。

栽培は根茎(下記上段の写真バイオ無菌苗(下記下段の写真による方法が主流です。何れも対応可能です。

前者なら、調達可能数量が限定的ですが、国内で調達可のです。

一方、後者のバイオ無菌苗は、大量の苗が調達できますが、輸入に日時も必要ですので、もう既に時期的に、やや遅い感じですが、まだ何とかなると思います。 こちらは全て輸入苗となります。
 

 
 
何か、上記でご質問があれば、下記にお願いします。

また、本Blogに掲載されているジャイアント・ミスカンサス関連の記事は下記で参照できます。

Joe.H
では、また。。。。
Joe.H

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最近注目のBio-Coal(バイオコール)製造装置(ダイジェスト版)です!!!

今回は最近、注目のBio-Coal(バイオコール、バイオ石炭)製造の湿式法プロセスの(超)概要紹介です!!

 特に、非常に嵩張るバイオマス原料、或いはバイオマス廃棄物を輸入したり、或いは国内に於いても長距離を輸送する場合、船賃・陸送費が多くかかります。原料の現場近くで、Bio-Coal化処理すれば、広く汎用燃料と使えると同時に、原料の高エネルギー化、コンパクト化により輸送費や(輸入の場合は、日本との人件費差により)人件費等も大幅な節約も出来て、かつ全体の採算性も向上し極めて有利です。

 更に、溶融で邪魔者扱の不要無機物(カリウム、リン、他)を多く含む農業廃棄物ですが、これらは自動的に除去され、一挙に溶融問題は解決します。この結果、木質系と同じ、或いはそれ以上のバイオマス原料に転換できます。 尚、これら無機成分は液肥として有効に還元利用できます。正に一石二鳥です、

 従来バイオマス利用による、例えばバイオマス発電であれば、1)バイオマス燃焼ボイラー+蒸気タービン発電、或いは2)バイオマスガス化+ガスエンジン発電等が代表的です。いずれの技術も、乾燥した固体バイオマスを原料としています。 

 通常、水分の多いバイオマス原料、例えば、水分を含む木質チップ、PKS/EFB(Empty Fruit Bunch)、鶏糞/牛糞、農業廃棄物(例、バガス、スラッジ)等の多くは乾燥前処理が前提・不可欠です(脱水・乾燥設備、及び乾燥費が必要)。

 尚、水分の特に多い原料(例、スラッジ、食品残差、家畜の糞等)は、これらの何れも直接は使えません。多くの場合、諦めてメタン発酵等に頼らざるを得ないのが実情です。

 でも、前処理としての乾燥処理不要で、水分を含んだ状態で、これらバイオマス類を直接バイオコール化高エネルギー燃料化できる技術も、最近ではあります。そして、ボイラーでも、ガス化でも、石炭と同じ高エネルギー・バイオマス原料としてバイオコール専焼、混焼どちらでも使えます!!
 
 すでにお判りだと思いますが、答えは最近注目のBio-Coal(バイオコール、疑似炭です。
木炭は古くから使われてきたバイオマスの処理法で、高エネルギー燃料ですが、製法も、品質も異なります。。

 尚、バイオコール(Bio‐Coal,BlackーPellet,或いはHydroChar等)と呼んでいる製品、或いはプロセス、製造法もいろいろです。国内でも、単なる炭化製品も全般的にバイオコールと呼んでいる場合もあります。また、焙焼(Torrefaction)、炭(Chacoal,Biocha)、高圧水蒸気(Steam-Explosion: http://www.arbaflame.no/arbacore/ )法、或いは高温・高圧縮製品法をバイオコール,Black-Pellet等と呼んでいる場合もあります。当然、これらの場合は乾式法で、含まれる灰分は除去されず溶融、クリンカー等の問題は解決しません。ご注意を。。。!!

以上、ダイジェスト版でした。
詳しいBlog記事も別にありますが、現時点では非公開扱いです!
このダイジェスト版が、一般公開可能な情報です。
 
 更に何か具体的なバイオマス処理・利用計画(海外から嵩張る未利用原料輸入、水分の多い食品・農業残差、スラッジ、他)、関連質問及び興味等があれば、下記に直接お問い合わせ下さい。
 
 詳細情報も、必要性に応じ、出来る範囲でお答えします。

では、また。。。。
Joe.H

追伸)
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以上

LiPROガス化発電装置専用の新統合型乾燥機の紹介です!!

 処でLiPROガス化発電装置の最大のセールスポイント何でしょうか ??
1)大型ガス化でも稀な高効率多段ガス化法を小型機で最初に採用し、タール発生無し(Tar-Free/NO-Tar)、タール処理不要(NO-Tar Cleaning )です!!
2)水分45~50%迄のチップ(Direct Wet-Chip Charge)、他が直接使えます(別途乾燥機&原料供給ホッパー必要)!
3)小型では珍しい屋外設置が可能です(建屋費、配管費等の附帯設備工事費も不要)!
 。。。と言う話題です

 勿論、1)項は、他製品では実現できない、ユニークで革新的なLiPROのプロセス基本技術であり、最大の特徴です。本Blog記事も含め、LiPRO関連記事が幾つも紹介していますので、興味があれば、是非下記をクリック下さい。 

https://joeh.hatenablog.com/search?q=LiPRO

2)項は、LiPROガス化発電装置専用の付属オプションのコンテナ―仕様木質チップ乾燥機の提供開始の話題です!!エンジン排熱利用だけで、水分45~55%5程度迄、直接使えます。それ以上(+)の水分量でも、別熱源があれば、可能です!
 
)項は、従来から提供中のLiPROのガス化装置のコンテナ―仕様を指定すれば、屋外設置可能、建屋不要の言う

 完璧な「新統合型ガス化発電装置となります

 LiPRO社の小型バイオマスガス化発電装置の国内導入(http://www.biofuels.co.jp/LIPRO稼働開始.jpg)例、建屋内設置のオープン・タイプ(http://www.biofuels.co.jp/LiPRO設置写真.pdfであり、チップ乾燥機は、別会社製品を別と独自設置でした。

 既存建屋が利用可能などの場合、或いは乾燥機が既にある場合等は、価格的に有利です。先の導入例は、このケースでした。但し、この様な場合は、現実には少ないと思います。

 従って、今後は今回ご紹介の新統合型を標準構成機とし、オプションで乾燥機、或いはコンテナ―を除いた構成例も提供可能とする様にしたいと考えています。

 従来のLiPROガス化発電装置構成では、生未乾燥、或いは乾燥が不充分なチップ類は、別の乾燥機で、別熱源(木質熱風ボイラー)を使い乾燥し、乾燥済(水分10~15%)チップチップサイロに投入し、そこからフィーダー・コンベアーを介してLiPROガス化装置に原料投入されると言う方式でした。

 以前より、何とか乾燥機とガス化発電機とを統合できないか、LiPRO社とも交渉してきました、ついに今後は下記の図の様な乾燥機との統合化が可能になります。国内チップは、殆どガス化装置に投入前に乾燥が必要です。加えて、その熱源ボイラー、燃料バイオマスチップ、ガス・灯油等)も必要となります。

 今回ご紹介できる乾燥機製品は下記です。尚、乾燥機本体の製作は、乾燥機専門メーカーです。LiPRO側は、LiPROとの接続を考慮した仕様決定とガス化発電機の監視・制御システムの統合化の開発、等です。

 この乾燥機付オプションを選択すれば、未乾燥処理(Wet)、或いは再乾燥が必要なチップをフォワーダー等の運送機械で格納スペース(チップサイロ部)に投入すれば、後は全て自動で乾燥、ガス化炉へ投入されます。
乾燥スペース容量は約22m3ですので、約3~4日分の容量となります。
この1セットの乾燥機を2セットのガス化炉で共用しても、1.5~2日分程度の容量が確保できます。
 
 乾燥処理には熱源が必要ですが、エンジン排気ガス余熱を利用します。空気と熱交換することにより、乾燥用熱温風(7000㎡/h)が供給され、この温風で未乾燥チップを乾燥します。余熱有効利用により、別と燃料は原則不要です。エンジン排熱回収で得られる熱で、水分45~50%程度のチップは水分10~15%程度の乾燥チップが得られる見込みです。

 乾燥済のチップも外気湿度により、乾燥状態は変化します。一応、乾燥状態のチップを受け入れる場合も、この乾燥機があれば、安心です。単に、原料サイロ・フィーダーとしても使えます。独自の原料フィーダーの製作も、費用も、その供給ノウハウも必要です。

下記の図はコンテナ―仕様の乾燥機単体図です。
乾燥したチップは、乾燥機の底からコンベアーで垂直そして水平に運ばれます。
 
イメージ 1
 
 この乾燥機(後ろ側)とコンテナー仕様のLiPROガス化発電装置です。
夫々のコンテナー・サイズはほゞ40フィート海上コンテナーサイズ(12.2mLx2.4mWx2.6mH)です。
 加えて、乾燥機から、ガス化炉への原料供給指示(コンベアーの稼働・停止)も全て、LiPROガス化炉付随の制御パネル内のシステムで管理・制御される予定です。従って、原料ホッパーに未乾燥チップの投入を除くと完全自動化・無人となります。

イメージ 2
尚、乾燥したチップが入手可能、或いは別に乾燥機が既にある場合は、乾燥機能は不要、原料チップのホッパー+自動投入機能で充分です。下記はその例です。手前の小型の箱が乾燥チップ・ホッパーです。ホッパー容量により、他のタイプもあります。
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更に、ガス化発電装置を含め全てコンテナ―仕様で複数台設置(50kWx5セット=250kW)のイメージは下記です。
イメージ 4
。。。と言うことで、今後供給が開始されるLiPRO用チップ乾燥機の紹介でした。コンテナー仕様のガス化発電装置と組み合わせれば、設置建屋も不要です。

既存の建屋がなく新設の場合、この全コンテナー方式の乾燥機+ガス化発電装置も、コンパクトさだけでなく、建屋建設費、配管・配線費など費用面からも選択肢です。
 
尚、LiPROガス化発電装置に関する過去Blog( https://joeh.hatenablog.com/search?q=LiPRO記事、及びH.Pのガス化.(http://www.biofuels.co.jp/page2.html)の(4)LiPROの項目を参照下さい。
現状取扱中(5タイプ)のガス化発電装置と比べることも出来ます。

一般にチップ乾燥機は、中大型ガス化炉向けが多く、LiPROの様な小型に適したものは少ないですが、下記は小型乾燥機用乾燥機の一例です。

イメージ 3
 
では、また。。。。
Joe.H

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BDF流動点降下剤の(季節前)格安でのご紹介です!!!

 今回は、久し振りにBDF(Bio-Diesel)流動点降下剤( Pour Point Depressant)の季節前特価のご案内です。


 製品は、有名なBDF専用の英国BioFuels Systems社Wintron XC30及びXC40ブランド製品です。
詳しくは、下記を参照下さい。
 

尚、XC30,及びXC40の仕様(添加量と流動点高価温度等)は下記から参照できます。

XC30( 25L)缶(現地価格:129£)x7缶=973英£
XC30(200L)缶(現地価格:949£)x1缶=949英£
XC40( 25L)缶(現地価格:190£)x5缶=950英£
XC40(200L)缶(現地価格:995£)x1缶=995英£

合計700L,価格3,867英£(58万円@150円/英£)となります。
 
これを、メーカーBioFuelsとの協賛で、
700Lを価格の60%引
価格の40%の23.2万円+輸送料+関税・消費税
の条件付、期間限定、募集中(6月中)です!!
平均1L当たり332円弱です。

BDF生産者、或いは利用者には朗報です!!
この様な価格では、国内・海外共にあり得ない価格だと思います。

興味が有れば、また質問などが有れば、下記へご連絡下さい。
 
では、また。。。。
Joe.H

追伸)
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以上
 

中小型ガス化発電装置の選定基準は何でしょうか??!!

  最近では国内市場にも数多くのバイオマスガス化発電装置が登場しています。特に中小型ガス化発電装置の選定について、どの様な項目を、どの様な評価基準で皆様選定されていますか?? 

 今回は、先ずは機種選定に際して考慮すべき項目の選定・その項目の概略説明をしたいと思います。

 現在国内で販売されているガス化発電装置は、殆ど下記に掲載されています。 
但し、やや大規模の中型ガス化発電機も、バイナリー発電(ORC)や蒸気タービンも一部含まれています。
 
 この他、未だ国内販売されていない海外製中小型ガス化発電装置も少なくありません。
下記は、その1例で50kWタイプのオープン・タイプ製品(オーストリア製、20フィートコンテナ・タイプもあり)です。この製品は、標準で簡単な乾燥機付で、水分25%迄のチップ原料が投入処理可能です。

イメージ 1
 
現在、これらの中小型ガス化発電装置を検討中の方は、是非先ずは下記のチェックリストを利用し、充分確認することをお薦めします。尚、ここで中小型ガス化装置の定義は、一応1基当たり250kW程度以下とします。

確認・検討が不充分だと、後で思わぬ後悔をすることになります!!
 
1.原料すタイプと価格、或いは入手の容易性
  国内販売されている中小型ガス化装置で使用可能原料は、
ペレット限定(含むブリケット化)
チップ限定
何れも可能
等です。

中小型装置では、微粉体原料(1mm以下)100%の原料は取り扱いできません。また、液体バイオ油のガス化も対象外です。何れも、大型の、或いは特殊専用ガス化装置のみが対応可能です。

これら中小型の装置は、価格を抑える為、等の理由から、多くの装置は最も簡単なダウンドラフト法、或いはアップドラフト法(含む、逆ダウンドラフト法)、或いはこれらの改良版が多く採用されています。加えて、ガス化炉内のセンサー類の数(配置数、二重化)や質も不充分です。更に原料性状の変化等に対応した自動化運転機能の限界もある様です。

この為、ペレット限定、或いは、チップも可能となっていても、ペレットを現実は薦めている機種・メーカーが多いと思います。
ガス化装置側からは、チップよりペレットの方が、より均一原料である為、好ましいのは確かですが、問題はペレット価格です。
チップ価格に対して、ペレットは更に1万円/トン前後価格アップします(ブリケットはペレットより安価)。中小型タイプでは、例え、チップでも採算性の苦しい場合も多く、ペレットでは更に採算性が苦しくなります。

尚、元の原料が鋸屑、籾殻の様な細かな粉体状の場合、中小型ではペレット化が不可欠です。仮に最終的なペレット原料の価格が安価であれば、ペレット専用のガス化炉でも良いかもしれません。尚、この様なペレットが将来とも供給保証が得られるかを考慮して下さい。

余談ですが、大型機なら、粉体(微粉、1mm以下)の直接処理可能なガス化装置は海外製なら販売されていますので、この場合ペレット化とその費用は不要です。

2.原料チップの種類・サイズ・分布と水分
ペレット原料専用の場合は、この項目は不要です。この項目、以下チップ対応ガス化発電装置の例です。
例えチップが使用可能と言う場合も、そのチップ仕様の確認が不可欠です。
①チップサイズの上下限値
②下限値以下の細粉の許容混入度(%)
③水分
④チップ・タイプ(切削、粉砕)
⑤混入物の種類、可否(バーク、小石、土、他)
⑥木質系以外の原料対応(農業廃棄物等)

チップが使用できても、そのサイズ、水分、タイプ等の制限は多くあります。使用したい原料が、検討すべき装置に合致するか、否かが重要です。

①は主に装置(コンベアー等)の詰りの原因になり得ます。
②は原料が安定して送れない問題等が発生します。どの様なチップでも、必ず細粉は多少含まれています。この混入度条件が厳しければ、篩分け等が必要になります。細粉・微粉が多いと、ダウンドラフト法では炉内のガス詰りの原因になります。ダウンドラフト法の細粉・微粉の混入割合は5%以下、他の方式でも中小型の場合、最大で30%程度以下です。
③は通常、水分0~15%以下です。チップは放置状態だと、すぐ水分20~25%に上昇しますので、乾燥チップなら保管法の考慮、或いは必ず乾燥機の設置が必要です(設備費、運営費増)。
装置によっては、乾燥機付、或いは水分20~30%程度迄、使用可と言う装置もある様ですが、当然ガス化効率上からは好ましくありません。
④は、特に切削チップ(主に製紙用途)限定の装置は出来れば避けたいと思います。粉砕チップ使えれば、より原料確保が容易に、そして価格もより安価になります。
廃棄物処理を扱うガス化炉でなければ、小石、或いは金属類の混入は余り問題とならないと思います。重要なのはバークの混入を許すか、否かです。バークが多いと、灰(炭)の溶融が起こりえます。ダウンドラフト法では、ガス化部、還元部の温度をそれぞれ独立し制御できない為、しばしばこの種の問題が発生します。
⑥の原料の多くも、無機金属(K,Na)を多く含む為、灰(炭)のガス化炉内の溶融・詰りの問題が発生します。

3.ガス化効率・発電効率
 特に中小型ガス化発電装置で売電ビジネス(FIT)を目指す場合は、間伐材でも、一般材でも、何れも高価な木質原料を使い発電する訳で、運転経費の最大項目は原料費です。
勿論、より安価で原料調達するのが前提ですが、装置側から見ると、ガス化発電装置の原料投入エネルギー(F)に対し発電量(B)の高い装置の選定が不可欠です。全ての単位をkWとします。
①ガス化炉の冷ガス化熱量(A)
②ガスエンジン発電機の発電量(B)
③装置本体の電力使用量(付帯設備を含めて、C)
④排熱回収熱量(CHP、D)
⑤装置熱ロス(ガス化装置、エンジン発電機の冷却熱ロス、排気ガス残熱量、炭の保有熱量等、E)
これらの熱バランスは、F=B+D+E
となります。
 
グロス発電効率:G=B/F(%)
ネットの発電効率:G-net=(B-C)/F
電力・熱効率:H=(B+D)/F 
尚、
ガス化炉効率(冷ガス化効率):I=A/F
ガスエンジン発電効率:J=B/A
従って、装置全体のグロス発電効率:I x J =G
ともなります。
 
従って、
FITで発電が主目的なら、出来るだけ発電効率(G)の数値が高い装置を選択することが必要です。
中小型機だと、25~28%程度です。ガスエンジン発電機効率(J)は、エンジンや発電機の大きさ等が決まると、量産製品の熱・発電効率はほゞ一定となります(中小型のエンジンは全て高速型であり、効率差は少ない)。
本命はガス化炉のガス化効率(I)です。ガス化法、熱回収法、他で大差が生じ、最終的には発電効率(G)に影響します。G値により、同じ電力を発電する場合、原料の使用量が大幅に変動し、採算性も大幅に変動します。
ガス化効率(I)は、通常60%~80(+)%迄存在します。充分確認が必要です。
因みに、ガス化効率80%の装置の使用原料は、60%の装置に比べ、同じ発電量を得る必要な原料は25%も低下します(エンジン発電機の発電効率は同一と仮定)。この差は採算上決定的です。

 
 装置仕様に、これらの数値記載がなく、単に使用原料(kg)に対して、発電量(kW)が記述されている例も少なくありませんが、惑わされない様にしましょう!!
各社都合の良い原料(熱量、水分)を前提とした場合、或いは、原料熱量の数値を記載してない場合も、多々あります。

 一方、発電+廃熱利用目的の場合、発電・(廃)熱回収効率(H)の数値の高い装置を選択しましょう!或いは、排熱の利用価値と売電価格の両者を比較しましょう。
通常Hは70%~85%程度です。この数値は発電が主目的な場合は、当然意味がありません。この場合、注目すべきはG値、或いは、より正確にはG-net値です。幾ら排熱を回収(D)しても、有効利用とその経済的な価値が無ければ意味がありません。

4.連続稼働時間(保証)
ガス化発電装置の採算性上、重要な因子は年間稼働時間(予想値、保証値)です。例え、高額、高性能の装置を購入しても、装置が充分稼働しなければ、信頼性が低ければ、売電ビジネス上は意味がありません。ガス化発電装置の稼働時間については、メーカー側は、
①無保証:幾ら装置が安価でも、原則選定・購入を控えた方が良いと思います。
 
②保証値(最低何時間/年以上):保証値7000時間/年以下の場合、こちらも同様でお薦めできません。②8000(+)時間/年なら、ほゞ問題ないと思います(ガス化装置単体、ガスエンジン単体ではなく、装置全体での数値)、
仮に、②が7000~8000時間/年なら、なぜこの数値になるのか充分検討が必要です。他の項目(例、高効率)が優れていれば、選定の余地があります。

5.自動化(スタ―ト開始、停止機能ソフトの評価)
 ガス化装置は、通常完全に停止し冷えた状況から稼働開始し(Cold-Start)発電開始・送電まで多くの時間を要します。通常1~3時間も必要です。
この間、操作員が付き合わないといけない様なガス化発電装置は、採算面からも、中小型ガス化の売電ビジネスでは通常使えません。

 出来れば、完全自動化装置の選定が必要です。理由は、中小型装置では、発電規模から、電力の売り上げも限定的です。従って、操作員の人件費を考えると自動化装置でないと、通常採算的に無理だと思われます。
同様に、無人化状態であれば、何か装置トラブル(原料切れ、原料詰り、装置故障、他)の発生時に、安全に自動停止する機能も不可欠です。遠隔監視機能付でも、それだけでは不充分です。

 ガス化発電装置の自動化では、ガス化発電装置の効率化運転ノウハウの詰まった最適化、自動化ソフトが組み込まれている装置もあります。装置価格だけ、或いは眼に見えるハード面ばかりでなく、組込ソフトの優劣・評価が、特に(非専門家の)顧客では必要不可欠と言えます。

6.保守容易性と保守部品の確保
 ガス化発電装置は、必ず必要な定期保守項目があります。
装置メーカーによっては、前述組込ソフトにより、予め必要な保守を知らせてくれたり、或いは故障個所を(自動的に特定し、何処が故障したのかを知らせてくれます。これらの組込ソフトの有無は重要です。それでも原因不明なら、遠隔監視・診断機能により、開発メーカー側で診断と故障個所の特定も、即出来る装置もあります。

それ以外に、
①できるだけ装置を停止することなく保守作業が出来る、
②装置を一旦停止するも短時間で再稼働できる、
③ガス化炉内等に予備センサー等があらかじめ組み込まれている、
④保守作業が楽な様な装置設計、
⑤保守部品の予備確保(国内代理店、顧客側)も重要です。
少なくとも、これら項目の確認は必要かと思われます。

7.納入実績、価格、他(コマーシャル側)
 以上は、装置選定にあたり、主に技術面、装置・保守面からの考慮点を紹介しましたが、コマーシャル面からの検討も、勿論必要です。
装置購入価格・維持価格:特に中小型だと採算上苦しい場合が少なくありません。勿論、この最大の要因は原料価格ですが、装置価格、保守部品価格、保守作業費(必要な保守を代理店から受ける場合)等は直接採算性に影響します。

納入実績:採算性には、直接関係しませんが、云わば保険・安心料です。納入実績が多ければ、より安心ですが、逆に、古い設計・ガス化方式の場合が多々ありますので、要注意です。納入実績ばかりに捉われると、低効率で、将来的に競争力の弱い製品を選定してしまいます!!
 
保有の満足感:あくまで、ガス化発電装置は工業製品であり、売電ビジネスを行う手段です。但し、長期間に渡り利用・保守する装置なだけに、車ではないですが、性能面、デザイン面等!、保有の満足感が得られる様な製品が望ましいと思います。
 
販売会社、担当者:ガス化発電装置、例え、小型でも安価ではありません。契約・購入時に最後の判断は、販売会社、それも人です。充分ガス化の知識、見識を持った担当者、会社の製品を購入しましょう!!単なる営業ノルマで販売している様な人、或いは販売会社からの購入は危険です。この場合、特に購入者側の評価・判断力がより重要です。これが不充分・不可能なら、専門のコンサルタントの利用も一つの方法です。
 
以上、中小型ガス化発電装置を購入に際し、確認・考慮すべき項目の概要を説明しました。 これから、新規購入を予定・計画されている方、或いは以前装置を導入され、再度新規に導入される予定の方々向けに、ご参考までに。。。
 
尚、取り扱い中の小型ガス化発電装置は、多段ガス化法・タール発生無し(Tar-Free)LiPROガス化発電装置です。

イメージ 2
下記は、取扱中の各種ガス化発電装置ですが、最初の機種が小型LiPRO製品(50kW)です。
本Blogは下記、他幾つもにあります。

是非、他社の中小型ガス化発電装置と比較検討下さい。

『貴方が違いの解る人』なら、即、その違いが判ると思います!!

何か、お問い合わせがあれば、下記にお願いします。
では、また。。。。
Joe.H

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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(4)!!