バイオマス水素製造等、ガス化発電・売電(FIT)ビジネスの採算向上の付加対策を考えよう！！！
それが無理なら、或いは、更に高採算性を望むなら、例え、多少リスクや追加費用を加えても、
売電ビジネスに付加価値をつけ、如何に採算性を向上させるかです
。
。 処で、本Blog掲載のメールアドレスや知人/顧客紹介等を介して相変わらず、バイオマスのガス化+ガス・エンジン発電＋売電（FIT)と言う問い合わせが増え続けています。
いずれも、売電（FIT）目当て狙いの企業、個人が殆どです。
今までのソーラー(太陽光）発電からバイオマス発電への転校組、或いは何か新規ビジネス無いかはと言う知識皆無の新入（生）組が多いのが現実です。更には、原料非保有組・購入先非手当組、或いは自己資金ゼロ組（他人の資金頼み）、。。。等も多いです
。
。バイオマスガス化・発電は、ソーラー発電の様に、単なる設備設置だけでは動きません。上記の諸条件に加えて、装置操作員の確保は最低限必要です。この人件費を加味した採算性となると、装置の最低規模と装置価格も重要になります。
本Blogでも紹介済ですが、FITを利用し、採算を考慮した売電ビジネスを目指すなら、最低規模は１MW以上です。多くは２MWクラスです。原料や人件費が特別有利なら５００KWで採算が取れる場合もあり得ると思います。
次の装置価格ですが、こちらも設備価格１KW当たり60-70万円程度でないと、通常の未利用材のFIT売電価格(24円/KWｈ）では採算が取れないことは、過去にも何度か説明済です。
一方、国内の販売されているガス化発電装置価格は、設備費１KW当たり100万円前後の様です。更に、高価設備も珍しくはありません。100万円なら、２MWで20億円が設備費です。24円/KWｈでは採算が取れないことは明白です。
そこで、この様な場合、苦し紛れに売電売上額を上げ採算性を確保しよう！！と売り込みます。
この結果、間伐材利用のFIT価格（４０円/KWｈ）を前提とした企画（提案）をすることになります。間伐材の供給・確保は限界に(既に）達しています。或いは、補助金頼りで、実質的な設備費を低下させようと考える様です。しかし、これらは何れも可能性は多くありません。
そこで、バイオマス発電ビジネス対策は、
１） １KWｈ当たり60-70万円の設備提供先を探す!!
--国内で他社では、この価格で提供できる処は無いと思いますが、。..本Blogの装置なら可能です。
価格の1例は、前述の過去のBlog記事の後段の採算性計算例を参照下さい。
併せて、ガス化発電も、ビジネスである以上、投資回収年（Pay-Out Year）の様な投資採算指標に基づく考え方が重要です。
Hybrid方式の最新装置の紹介は、例えば下記です。
基本設計はEU, 詳細設計、及び製作は安心の国産です！！
！！価格は恐らく、国産では最安値では！？！？。。。 と自負しています。
下記の当方OEM製品の改良型Updraft方式の装置(製作インド）なら、更に安価です。
価格第一の製品ですが、性能は保証付です
！！
！！２） 発電効率アップ、或いは発電以外の付加価値を付けて、売上を考える !!
--従来の発電効率より高効率の装置を探し、売上増(又は原料費減）を目指す、更に発電の他に、何か販売できる項目を考えて、全体のビジネス採算性、収支の向上目指すこと。
言い換えれば付加価値を付け、バイオマスガス化発電事業の成功・安定化等を図るです。
これが今回の主題です。
前置き長くなりましたが、今回のテーマは、
。。。の検討です。
。 最新情報を含め、いろいろあります。
但し、何らかの売上増には、何らかの設備費の追加が必要です。
よってトータルの採算性向上がないと無意味です。
１．ガス化効率・発電効率の向上：
但し、課題は設備費増がどの程度かだと思います。
先ずバイオマスガス化効率（Cold Syngas Efficiency)です。これは、原料の保有エネルギーの何%が合成ガスエネルギー(ガスエンジン燃料）に転換できるかの効率指標です。この通知は５０－８０％程度と言われています。
通常のダウンドラフト型ガス化炉は５０－６０％程度、熱回収を行っても６０％は超えられません。その代わり比較的安価です。では、残りの４０－５０％のエネルギーは？？となりますが、こちらは残差(炭）残留エネルギー、装置熱ロス、廃熱未回収（高温ガスの冷却熱）、。。等で有効に使えないエネルギ-です。
高機能ガス化装置なら、８０％(+)以上が実現可能と宣言しているガス化装置も、海外ではあります。但し、こちらは、海外の現地価格でも高価ですので、国内価格は、通常の装置規模だと１KW当たり、80～90万円程度となります。ご希望ならご紹介出来ますが、10MW（＋）でないと採算上無理です。後は補助金頼みです。
因みに、某顧客向けに７．６MWのガス化コンバインドサイクル（IGCC)の見積価格は、利益を度外視しても６０億円でしたので、１KW当たり単価は79万円です。２MWでは、90万円近くにもなり、幾ら高効率で優れたガス化発電装置と言っても発電だけでは、特に１KWｈ=24円では採算がとれません。
この装置は、下記のGussingの改良型ですので、ガス化効率、ガス精製処理法等、特に優れているのですが、。。。
有名なオーストリアのGussingのガス化炉（FICB方式）は、やや古い設計で、設備も大きく複雑で、この為かガス化効率は、６５～７０％以下だと言われています。この製品、国内でも何社か扱い、顧客向けに紹介されている様ですが、特にかなり高価の模様です。とても１KWｈ当たり２４円では採算に乗りません。この製品を含め、殆どの１～２MWクラスのガス化発電設備の単価は、何れも100万円前後もする様です。
最近の海外の例(ドイツ）ですが、廃棄物を使うConcord-Blue社のガス化発電装置（５MW)の価格が、４３M$（約48億円@112円/＄）と言うことです。設備範囲が不明ですが、１KW当たりの設備費96万円程度となり、可成り高価です。
因みに、本Blogのお薦めのHybrid方式のガス化炉は７５％と言う比較的高効率ですが、設備価格は、国内価格で１KWｈ当たり６０－７０万円の価格範囲に充分収まります。海外設計ですが、国内製造＋我々の企業努力です。
例外的ですが、ガス化効率９０－９５％の高効率ガス化炉も新規に、近々提供(詳細一般非公開）できそうです。
このガス化方式は、合成ガスの精製（Tar除去）、ガス冷却が不要で、加圧ガス化装置の高温合成ガス（Tar,過剰水蒸気を含む）を(固体粒子だけ除去して)、次の工程の特殊ガスタービン発電機に直接燃料供給し発電する方式です。
大型のコンバインドサイクルに相当する発電効率が中小型機でも可能です。ガス化＋ガスエンジン方式では、全体の原料ガス化・ガスエンジン発電の総合効率は、よくて２５％程度です。
従って、このガス化発電の効率・性能は、国内外でも、恐らくまだ実現してないと思います
！！！
！！！因みに、GE製のガスエンジン発電機でも、バイオマス合成ガスでは、３８－３９％程度と言われています。
但し、課題はその価格です。通常のガスエンジンの１．５－２．０倍の価格であり、中国製の3-4倍です。
従って、当然、多少効率がよくても、採算的には苦しくなります。
当方のお薦めのエンジンは３２－３５％程度効率ですが低価格製品、コスト性能比の優れた製品を選択しています。
当方の扱い製品の前述ガス化炉（効率７５％）とこのガスエンジン発電機との組み合わせ（３２－３５％）の場合、全体の原料ガス化・ガスエンジン発電の総合効率は２４～２６％、平均２５％前後の高効率バイオマスガス化・ガスエンジン・発電設備となります。
２．ORC(バイナリー）発電の組み合わせ：
次はORC(Organic Rankine Cycle)発電機の追加です。日本ではバイナリー発電とも呼んでいます。
エンジン燃焼ガスの排熱(500℃前後）の熱やエンジン本体の冷却熱を回収し、この低温度沸点ガス（エアコン冷媒）を使うORC発電機で、更に発電すると言う仕組です。ガスエンジン発電機の１０％前後の発電が燃料の追加投入なしで可能となります。
例えば、１MWのバイオマス発電機でその１０％、１００KWが発電出来れば、１KW当たり24円、年間8000時間の稼働なら、電力増８００，０００KWｈ、売上増1,920万円/年が期待できます。
但し、問題はそのORC設備価格です。
１００KWの設備で、国内で本体価格1億円（＋）と言われています。これでは１KWｈ当たりのORC本体は単価100万円です。更に、売電の場合は、系統接続機器費、他がオンされます。仮に3000万円とすると、合計１．３億円となりますので、単純なPay-Out Year(投資回収年） ６．７７年となり採算上ギリギリの数値で、苦しい採算となります。
1例として海外(米国）製の取扱製品(メーカー非公開）なら6000万円（１KW当たりの本体価格６０万円程度）、系統接続費、他を加えても合計9000万円ですので、Pay-Out Year ４．６９年となり充分採算性が取れます。
ORC装置が、２００KW等と大きくなれば、投資効率は更に向上します。
従って、どの様なガス化炉、或いはボイラー等の排熱利用でも、採算が取れそうです
！！
！！２０００KWをガス化発電を計画される場合は、ORC設備を追加すると、発電量２．２MWとなり、２MW(+)の超高圧設備となりますので、これを嫌うならガス化エンジン発電設備の能力を低下させ、合計２MW未満にすれば、原料費節約、この部分の設備費減ととなります。何れにしても、総合的な採算性は向上します！！
！！2倍能力の200KWタイプORC設備でも、価格は100KWタイプの１．３－１．５倍程度です。
３．排熱の農業、漁業,他での有効利用：
通常、ガスエンジンの排熱量は、発電力の１．０～２．０倍の熱量が得られます。
１MWの発電設備なら、排熱量は１．０－２．０MW/ｈの熱エネルギーとなります。Kcal表示なら、８６０，０００－１，７２０，０００Kcal/hと言う熱エネルギーです。
海外（EU)では、多くは住宅地域の暖房用（温水に変換後）、或いは冷房用としての利用が主ですが、この前提は各家庭への配管が必要です。国内では、この利用は少ないと思われます。
それに代わり有望分野は農業分野の利用、例えば、温室ビニールハウスへの熱供給です。イチゴやマンゴなどの栽培も可能です。少なくとも冬季には多くの場合、ボイラーで暖房する必要があるわけで、燃料油費の削減ができます。また、ガスエンジン廃ガス中のCO2をそのままビニールハウス内に導けば、植物の生長促進も可能と言われています。恐らく、１MWの排熱があれば、必要とする温度や外気温にもよりますが、少なくとも５,０００ｍ２の加温はできそうです。
例えば、上記のサイトで計算し、単位換算等をすると、
排熱回収熱量＝１MW/ｈ、外気温=0℃、ハウス内部温度＝３０℃、ビニール=2重、暖房可能面積４，９３５m２
排熱回収熱量＝１MW/ｈ、外気温=0℃、ハウス内部温度＝２５℃、ビニール=2重、暖房可能面積５，９２２ｍ２
となります。
これらの暖房油費の５０％でも、売上として得られれば、それだけ全体のガス化発電ビジネス全体の採算性が向上します。
例えば、軽油９０円/Lとすると、エネルギ-値は1L当り９０８７Kcal程度です。
油燃料費(１０００Kcal=９．９円)としても、１MWの設備で最低でも毎時１０００KWｈ＝８６０，０００Kcal/ｈ の排熱利用で、年間（＠８０００時間稼働）なら６８１０万円/年の燃費です。両者で燃料費節約利益を折半（５０％：５０％）でも、３,４００万円の売上増です。
年間6ケ月の利用でも、1,700万円の売上増となります。
売電の売上（24円/KWｘ１000KWで、年8000時間）は、１．９２億円/年ですので、年間なら排熱売上3400万円の売上増１７．７％、6ヶ月分なら1700万円、８．８％の売上増となります。ここのケースで、もう少し詳しく試算もできます。
その他に、漁業分野の利用もあり得ます。ウナギ、エビ、スッポンの養殖などです。
温水を使えば、成長が促進され、出荷期間の短縮が可能です。
農業、漁業以外なら、ガス化装置の近くに工場、事務所があれば、それらの暖房用もあり得ると思います。
４．残差(炭、Char)の有効利用：
海外では、ガス化炉の残差（炭、Char)の農業分野の利用が報告されています。炭を畑にまくことで、肥料の流出防止、長期有効利用、地中への酸素供給、。。などです。
これにより、野菜の成長促進例も多く報告されています。
Charが有効なのは、炭素分＝CO２の発生を炭として長期に固定する炭素固定効果です。炭は100-1000年も分解しないで固定化すると言われ、CO２排出ゼロ（Carbon Neutral)ではなく、炭の炭素分によるCO2発性削減効果をカウントすれば、CO2排出マイナス効果があると言われています。この効果に対する炭素削減補助金がでる国もある様です。
他に、熱分解炉のCharなら、良質の炭が得られますので、活性炭・吸着剤としての工業的な利用です。
勿論、バイオマス原料の選択、販路の開拓も必要ですし、品質管理も重要です。一部の報告では、炭(Char)が主製品（電力は副製品、売上は倍増）もあり得る？？？かもしれません。
因みに、Char価格は、活性炭の原料扱いでも１ｋｇ当たり500-1000円位するかもしれません。
１０００KWのガス化設備だと、毎時５０－１００Kg程度の炭が取れますので、少なくとも単純計算だと年2億円（=50㎏/ｈｘ500円/ｋｇｘ８０００h/年）の売上増となります。数字上、発電の売上額と同額で、全体では売上倍増となります。
５．バイオマス・ガス化合成ガス成分から水素の製造：
水素と言うと東京オリンピックに向けて水素社会の実現が叫ばれています。
特に、水素を使う燃料電池車（FCV)は、日本が世界の最先端に位置しています。
既に、トヨタの未来（MIRAI)( http://toyota.jp/mirai/ )に加えて、最近ホンダのクラリティ（Clarity）( http://www.honda.co.jp/CLARITY/ )も発売されました。
何れも、これらの車輛が走行時CO2を排出しないECO車であることは間違いありません。
差は水素燃料タンクを積み燃料電池で発電し、その電力をモーター駆動力として使用するのか、或いはバッテリーに蓄電した電力を放電して使うのかの違いです。
でも、電気自動車の電気は何の原料で発電したのでしょうか？？ 或いは、
が重要です。
一方水素も、現状では天然ガスの水蒸気・改質熱分解（Hydrogen Reformer)・ガス分離法(PSA)か、石油精製工場のオフガスの熱分解・分離法です。
従って、電力にしても、水素にしても、バイオマス由来は皆無です！！
！！何れも、使えば大気中のCO2は増加します。但し、ガソリン自動車を使うより、多少良いかもしれませんが。。。
そこで。出来ればカーボンニュートラル由来のバイオマス原料の電力、水素としたいと思います。
電気自動車は、バイオマス発電による電力を充電すればOKですから、ガス化発電装置に充電装置を付加すれば、今でも可能です。。
海外では、余剰の水力、ソーラー電力を使い水を電気分解し、水素（と酸素）を得る方法などがあり得ますが、国内では、発電コストがバイオマス電力より高いこれらの電力を使って水素を製造しても、とても経済的な水素は製造できそうもありません。
但し、前述の燃料電池車用途の水素純度は９９．９７－９９．９９％と言う高純度水素が必要(基準）です。
ガス化装置の合成ガス中の水素濃度は、熱分解温度、装置タイプ、水蒸気添加の有無、。。等で異なりますが、通常１５－２０％、高水素濃度タイプと言うことで、高温+蒸気熱分解法で無理しても、又は、高価な装置を使っても４５－５５％（容積比）程度です。従って、前述の純度には遠く及びません。海外の一部メーカーは、６８％迄可能と言う処もありますが。。。仮に、後段でメタン、タール分の触媒熱分解（Reformer)しても、水素７０％以上は不可能です。
現状、多くの海外企業、或いは一部の国内企業も、このバイオマス水素の製造を目指していますが、ほぼ全て合成ガス中の水素を別工程で水素濃縮しています。
代表的な方法はPSA法（Pressure Swing Adsorption）、膜分離法（Menbrane Separation）です。
前者は、圧力差による吸着特性の差を利用して、ゼオライト等の吸着材を使い吸着・脱着を繰り返します。石油会社等で実績も多いのですが、課題はコンプレッサーによる加圧エネルギーと合成ガス中の水素分が最大の回収水素量の上限となることです。膜分離も同様ですが、加圧エネルギ-と加温が必要の様です。また、純水素だけを通過する膜の開発が課題の様です。
もう一つは、お薦めの水素製造法の紹介です。
理論的には、合成ガス中の水素ばかりでなく、一酸化炭素、及びメタンガス成分を加えた合計分（モル数）の純水素(Pure Green-Hydroge Gas)が、濃縮工程のガスコンプレッサー等の電力エネルギーを使わず、かつ常圧下で得られるバイオマス水素製造法です。
水素は水(水蒸気）を触媒で分解し、得られる酸素分は自動的触媒に吸収（反応）し、精製された純水素だけが残り、製造できます。
。尚、通常のガス化炉から製造された合成ガス中の上記成分は、水素製造触媒の再生用途に使います。
この方法は、今後実証テストが必要ですが、現在最も注目しているバイオマス水素製造法です。
いろいろ前提条件がありますが、現在の石油・天然ガスからの水素製造コストと大差なく製造できるかな？？。。。と期待しています。
本情報は、申し訳ありませんが、一般向けの本Bloｇは非公開です。
具体的に効率的なバイオマス水素製造の計画がある方等、特に興味があれば、ご連絡ください。
現在、まだ少ないですが、水素ステーションの水素販売価格は１ｋｇ当たり１１００円位の様ですが、この水素は700気圧（７０MPa)と超高圧ですので、このガス圧縮費１Kg当たり80-100円/Kg程度は必要（？）と思われますので、利益を含めた製造コストが1000円/Kg以内が目標です。
車輛用の水素市場は未整備ですが、水素の利用先は他にも、バイオ燃料合成の水素添加反応用等の産業用の用途等、いろいろな用途があります。
下記の写真例は、最新型の小型分散設置用燃料電池（２５KW,サイズ1mx1mx1m、SOFCタイプ)の例(米国,Redox Power Systems）です。技術革新により、低コスト、高効率、コンパクト性を実現した革新的な燃料電池と言われています。尚、この燃料電池は、バイオマス純水素でなくとも、箱ケース（Cubic)内に、天然ガス（メタンガス）を熱分解して水素製造する装置（Reformer)付です。この米国の会社は、大学の研究から出発の小さなベンチャー会社ですが、事実、巨人マイクロソフトはサーバー・センターの電力供給を目指して、この会社とジョイントを組んでいます。
元に戻りますが、純製造コストが１ｋｇ当たり６００－８００円程度になれば、この方式の水素製造、そして販売が可能なら、電力（24円・KWｈ）の2倍以上の売上になりそうです。現実は、全て水素製造ではなく、発電＋水素製造の組み合わせが最善だと思います。
加えて、水素等製造なら、電力の様に、不可解な原料の差による電力買取価格差は全くありません。
尚、このバイオマス水素製造装置は、特定のガス化装置限定版ではなく、既存ガス化炉、或いはお好みのガス化炉の付加設備として稼働できます。価格はPSA装置本体とほぼ同じ程度の価格ですが、ガスコンプレッサー、及びその動力電気エネルギ-は不要です。
勿論、投資額等を考慮すれば、ガス化装置と併せて建設するなら、最適の組み合わせは前述のHybrid方式ガス化炉との組み合わせです。
（次は以下余談です）
革新的な水素製造法と言うことですが、バイオマス・ガス化装置を利用した水素製造法ではありません。
その一つの例です。某米国ベンチャー企業が開発した方法があります。その社長（CEO)によれば近々公表される（？？）と言うことで、革新的、革命的な（Game‐Changers)水素製造法であろうと予想されています。米国外の技術公開、技術・装置輸出は、現在禁止中(許可待ち中）です。何か最新兵器（産業）の様ですが、。。！！？？
どうやら地球上で最も豊富に存在する水を使い、普通の電気分解法ではなく(水素製造は、電気分解で可能ですが、必要な水分解エネルギーを考えるとマイナスのエネルギー効率）、何か瞬間的（ショック療法的）な微量な電気エネルギーを瞬間的与えると、継続的に必要な水素が発生し、どこでも、必要な量の水素が、エネルギー的にプラスの水素エネルギーが,現在主流の天然ガス改質法より安価に得られると言うこと（？？？？）の様です。
従来の常識である電気化学法則と矛盾する新しい夢の理論かもしれません。
。それだけ、この水素製造法は、期待も大きく、Key-Technology/Game-Changers Technology だと言うことでしょうか？？事実、この会社の現CEOは、有名なIT企業(上場企業）の元CEOで、IT系の人なら、企業でコンピュターユーザーなら、その会社名やその会社の製品を知っている筈です。その意味でも著明人がCEOで、その役員も有名人です。この会社の水素製造法に期待は大です。
尚、マイクロソフトBill Gate財団もアフリカの電力・飢餓の解決策として興味を持っている様です。
(余談以上）
海外では、バイオマス原料や都市廃棄物をガス化しバイオマス燃料（灯油、ジェット燃料、軽油）、バイオマス化学品（アルコール類、DME,他）、他）も一部では商業化されつつありますが、採算的には苦しい様です。加えて大規模な石油精製、石油化学工場を相手とするビジネスですので、規模の追求が不可欠です。
最低でも1000億円以上の投資と、複合製品の販路開拓、用途開発が不可欠ですので、当面国内では、残念ながら実現できそうにありません。
尚、アルコール、アンモニアなどを、バイオマス合成ガスから先ず合成し、これらを利用場所近くで再分解し水素製造行う案もいろいろ検討されていますが、国内では採算上は無理だと思います。但し、利点は物流費や貯蔵面が、水素ガスより有利なことは事実です。
油田やガス田近くで、これらを先ず製造し、船で輸送し、国内で再分解すれば水素は安価に供給可能かもしれませんが、こちらはバイオマス由来水素ではありません。
。。。と言うことで、今回は単純なバイオマスガス化＋ガスエンジン発電+全量FIT売電だけでなく、他の機器、利用法と組み合わせれば、
現状装置価格が高価過ぎて採算上無理なガス化装置でも、或いは既に
採算的に問題ない低価格ガス化装置なら、更に採算性が向上する
と言う幾つかの付加価値、採算性向上対策、オプション案を紹介・説明・提案しました。
。勿論、バイオマスガス化なら、安価な高エネルギ-原料の安定確保が重要であることは云うまでもありません。
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、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ご連絡下さい。
