廃棄物発電の現状と将来展望.doc

羆蒃螅袆芅蒂蒅虿芁蒁蚇袄膇蒀蝿螇肃蒀葿羃罿葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂腿蚄袈羈膈螇肄芆芇蒆袇膂芇蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃蚈莃芄薃羃艿芃蚅螆膅节螈羂肁芁蒇螄羇莁薀羀芅莀蚂螃膁荿螄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇罿莆螈衿芈莆蒈肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅虿芁蒁蚇袄膇蒀蝿螇肃蒀葿羃罿葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂腿蚄袈羈膈螇肄芆芇蒆袇膂芇蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃蚈莃芄薃羃艿芃蚅螆膅节螈羂肁芁蒇螄羇莁薀羀芅莀蚂螃膁荿螄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇罿莆螈衿芈莆蒈肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅虿芁蒁蚇袄膇蒀蝿螇肃蒀葿羃罿葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂腿蚄袈羈膈螇肄芆芇蒆袇膂芇蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃蚈莃芄薃羃艿芃蚅螆膅节螈羂肁芁蒇螄羇莁薀羀芅莀蚂螃膁荿螄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇罿莆螈衿芈莆蒈肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅虿芁蒁蚇袄膇蒀蝿螇肃蒀葿羃罿葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆 廃棄物発電現状将来展望大阪大学工学部朴炳植昨年（平成9年）12月，気候変動枠組条約第3回締約国会議（COP3）京都開催京都会議，地球温暖化防止2010年日本温暖化排出量90年比6%減当初案（2.5%）大削減定議定書採択我国，世界最高水準省対策等成果，他国消費効率高経済活動実現，二酸化炭素排出量世界全体約当，米国，旧連，中国次第位，省資源省一層推進，環境対策技術優日本地球温暖化防止環境技術面果役割極大言，我毎日生活排出（廃棄物）無害化減容化安定化等現在割以上焼却処理，際発生熱有効利用進言難本稿，未利用新中，最有効利用図一考，廃棄物利用発電係現状将来展望，中小企業事業者人達念頭置，分易説明廃棄物処理係社会動向廃棄物発電対廃棄物処理係問題身近大社会環境問題取上中最近重大，大気汚染防止法改正規制，容器包装法施行，新導入大綱決定（）規制類排出，特小規模焼却工場排出日本大社会問題，対，大気汚染防止法施行令改正指定物質指定等対策，廃棄物処理法改正廃棄物焼却施設対策等取平成9年1月厚生省発表類係新，排出量削減具体的方向性，減量焼却処理量抑制，小規模自治体処理広域化，焼却処理後焼却残渣残焼却灰（主灰）飛灰（集塵装置排出灰）無害化処理等挙，小規模自治体処理広域化，生広域長距離輸送大規模焼却処理工場立地問題，容易，後説明廃棄物固形燃料化（化）注目，主灰飛灰無害化処理要廃棄物発電発電効率低下，経済性低下問題（）容器包装法容器包装法平成9年4月施行，国，消費者，市町村，事業者役割分担下容器包装廃棄物法律，消費者発生抑制努力分別収集協力，市町村分別収集，事業者再商品化義務，規定平成9年度再商品化義務施行，平成12年4月，紙以外紙容器包装，以外容器包装再商品化義務対象，処理対象量減少，資源再生利用促進省資源省，埋立処分量減少等，大変好，減少廃棄物発電効率低下側面（）新導入大綱等）新導入大綱，中長期的安定供給確保，2排出等，地球環境問題対応等観点，資源制約少環境負荷小新導入促進，平成6年12月決定政府基本方針新関明確定義，図示，一般(a)太陽風力自然（再生可能），(b)焼却排熱下水熱，(c)従来利用効率化環境調和著進技術，（熱電力併給）燃料電池高効率利用，(d)電気自動車天然自動車自動車等，含新呼環境負荷少源利用方法図新種類特徴中廃棄物焼却排熱利用発電図示，2000年度200万kW（2010年度400万kW）導入目標設，実現向，施設整備対政府支援，余剰電力購入単価適切価格設定，種導入促進策掲，平成年月，新導入飛躍的実現方策位置新利用等促進関特別措置法（新法）成立新法，主以下点関規定(a) 新利用等基本方針策定公表，(b)関係者努力義務明確化，(c) 新利用指針策定公表指導助言，(d) 地方公共団体施策対配慮，(e)新利用等行事業者支援措置（図支援参照）図廃棄物発電導入目標図示，新法支援中小企業種支援中心国政策受，地方自治体地域新計画策定，新具体的導入支援併拡充，地域新導入取組活発化廃棄物発電係主支援制度概要表示 図新法支援表廃棄物発電係主支援制度概要 環境調和型事業関係省庁等（新産業技術総合開発機構）支援要件内容高効率廃棄物発電始環境調和的有効利用整備必要事業費事業調査費補助平成年度，廃棄物利用型製造施設廃棄物燃料製造施設追加支援対象者有効利用設備設置者導入調査行者補助率事業費補助：15/100（1件補助金上限6億円/年）調査費補助：定額（1件補助金上限3千万円）廃棄物発電開発費補助（通商産業省）廃棄物各処理施設発電設備設置，他者売電行者対，廃棄物発電施設設置対補助(510)行廃棄物処理施設整備費補助（厚生省）市町村行固形化施設焼却施設等整備必要経費補助(補助率：1/4，1/3)未利用活用地域熱供給事業調査費補助関係省庁等通商産業省支援要件内容清掃工場焼却排熱等活用未利用活用地域熱供給調査事業等対経費補助支援対象者地方公共団体，民間団体等補助率定額都市熱源地域発電事業普及促進利子補給制度（廃棄物利用発電事業）関係省庁等（財）新財団支援要件内容都市等用燃焼発酵，発電用途利用設備，受入貯蔵設備，変換加工設備，発電設備，後処理設備，輸送設備設置対，必要経費融資対象支援対象者地域開発利用事業発電事業行事業者（民間公共問）融資額4億円融資利率長期年0.5加利率利子補給率減利率利子補給率年利（契約時借入金利）（上限）地域開発利用事業普及促進利子補給制度（廃棄物利用事業）関係省庁等（財）新財団支援要件内容都市等用燃焼発酵，燃焼熱等発生，発電以外用途利用設備，受入貯蔵設備，変換加工設備，発電設備，後処理設備，輸送設備設置対，必要経費融資対象支援対象者地域開発利用事業発電事業行事業者（民間公共問）融資 額3億円融資 利 率長期年0.5加利率利子補給率減利率利子補給率年利（契約時借入金利）（上限）発電事業推進発電事業推進固形燃料発電事業推進 固形燃料発電事業推進 有効利用焼却発電現状（）地域生活生産活動伴，形廃棄物排出廃棄物活用，石油化石消費削減2排出抑制有効手法一即，焼却処理施設（清掃工場）大量発生焼却排熱，発電用周辺地区冷暖房給湯用熱源有効活用，加工固形燃料（）化，燃料利用，省推進廃棄物事業活動生産業廃棄物産業廃棄物以外一般廃棄物分類，一般廃棄物日常生活伴排出工場，商店街排出紙屑，厨芥類尿含廃棄物処理法規定，産業廃棄物排出事業者処理責任，一般廃棄物地方自治体処理責任図一般廃棄物排出量処理状況推移示）図分，毎年千万廃棄物排出，大部分（割）焼却処理図，主要都市都市低発熱量推移示）図分，般廃棄物燃料見場合，質地域性，経時的変動，収集形態等相違，一般的，発熱量，紙類割合増加1,5002,200 kcal/kg高化進，最近排出量頭打傾向共，発熱量増加頭打傾向見始，再生資源利用促進関法律（法）先述容器包装係分別収集再商品化促進等関法律（容器包装法）実施，焼却処理量，発熱量今後減少横這予測，経済活動推移伴家庭系般廃棄物，事業系般廃棄物排出量大変化等不確定要素依然残廃棄物発電次推計）1991年度一般廃棄物焼却量3,100万産業廃棄物内廃，廃油，木，汚泥，動物尿等可燃性廃棄物保有総熱量，原油換算約2,300万k，一次総供給量4.4相当量廃棄物発電電気変換出来試算，発電効率10程度廃棄物発電技術年間250億kWh，電源規模約300万kW発電設備相当更，高効率廃棄物発電技術導入，全体発電効率20場合年間500億kWh，約600万kW相当発電施設有計算，先述新導入大綱，2010年度400万kW導入目標設，焼却処理施設都市立地施設（電力熱供給可能小規模分散型）役割期待可能性大分図一般廃棄物排出量処理状況推移図主要都市都市低発熱量推移 （出典：日本機械学会，）（）廃棄物発電現状図焼却処理排熱利用発電（廃棄物発電発電）概略構成示同図示廃棄物発電，廃棄物焼却処理生排熱利用過熱蒸気発生，蒸気発電機駆動発電焼却施設排熱熱利用方法，発電利用，排熱蒸気高温水回収熱直接利用仕方，排熱発電利用後低温廃熱熱利用方法，地域熱供給，熱直接利用方法問題紙面都合，説明省略図平成年度東京都全清掃工場熱利用状況示東京都大規模清掃工場図焼却処理排熱利用発電（廃棄物焼却発電）概略全体構成図東京都全清掃工場熱利用状況（焼却発電技術開発動向実用化）多，焼却熱利用最進自治体，焼却排熱高度有効利用言分一般廃棄物焼却施設，全国1900所程度，発電約 8 146所，焼却処理量比率，約割程度，発電設備容量55.8 万 kW 程度（1996年月現在），廃棄物発電小規模焼却施設得，経済的成立難廃棄物発電，処理規模異，廃棄物焼却（焼却炉，廃棄物回収等）前提，廃棄物焼却能力300t/d場合発電7.5円/kWh試算），廃棄物発電一般的150200t/日以上比較的大規模清掃工場行，廃棄物発電，平成年度電力業界余剰電力積極的購入表明，平成年度購入価格等提示，現在売電出来全購入状況表関西電力平成年度廃棄物発電燃料電池余剰電力購入単価示同表，燃料電池余剰電力購入単価比，廃棄物発電購入単価優遇分，状況，主清掃工場内所内用発電行，最近発電量増，余剰電力電力会社売電施設増加1996年末現在，建設中含197所，発電設備能力99.1 万kW ），急速導入図，廃棄物発電，排中含塩化水素影響排熱回収過熱器腐食防止，発生蒸気温度低（約280程度）必要，発電効率処理保有熱高 15程度，一般火力発電所40% 以上比較低，次節説明，耐腐食性材料開発他燃料複合化研究開発進，焼却炉高温高圧化高効率発電導入事例見表関西電力廃棄物発電燃料電池余剰電力購入単価 （平成年度） （）燃料電池余剰電力購入単価 時間帯区分 1時重負荷時間帯毎年7月1日9月30日毎日午前10時午後5時時間，下記定日祝日等時間帯除7円10銭昼間時間帯毎日午前8時午後10時時間，重負荷時間帯下記定日祝日等時間帯除 5円30銭夜間時間帯重負荷時間帯昼間時間帯以外時間 3円00銭（）廃棄物発電余剰電力購入単価 時間帯区分 連系電圧 1時 重負荷時間帯毎年7月1日9月30日毎日午前10時午後5時時間，下記定日祝日等時間帯除 6 kV 2030 kV 70 kV14円05銭 13円60銭 13円14銭昼間時間帯毎日午前8時午後10時時間，重負荷時間帯下記定日祝日等時間帯除 6 kV 2030 kV 70 kV 10円52銭 10円19銭 9円85銭夜間時間帯 重負荷時間帯昼間時間帯以外 時間 6 kV 2030 kV 70 kV 6円01銭 5円82銭 5円63銭（注）日祝日等，日曜日，国民祝日関法律規定休日，1月1日，1月2日，1月3日，4月30日，5月1日，5月2日，12月30日，12月31日上記単価当社火力発電所燃料費実績毎年見直高効率発電廃棄物焼却発電高効率化，焼却施設逆送電力増加発電用化石燃料分燃焼，社会全体2発生量減，技術期待大高効率化方式以下方式考（）高温高圧蒸気方式高温高圧蒸気方式，焼却炉高温高圧化発電効率向上図従来焼却用，排中塩化水素影響，高温高圧化伴過熱器高温腐食問題，焼却炉取付過熱器管材料腐食損傷防止見地，過熱器管材料温度330以下，蒸気温度300以下抑設計方針採用，最近蒸気温度300壁突破計画，蒸気温度400以上，発電効率20以上時代開，一歩進発電効率30蒸気温度500, 圧力 100 kg/cm2G実証試験通産省母体NEDO（新産業技術総合開発機構）中心実施）（）方式焼却熱利用場合，特発電呼，従来型発電発電組合組合方種方式，排気高温，例図示，排気利用，従来型発電焼却排熱回収製造高圧低温発生蒸気更過熱，高温高圧過熱蒸気得，蒸気発電機駆動，従来型発電比高蒸気発電効率得，廃棄物発電効率発電含総合発電効率向上共発電出力上可能）（）従来型発電 （）発電図方式（発電）概略構成（）高効率発電燃焼天然等炭化水素系燃料吹込還元（）形成窒素酸化物（NOx）還元後，二次空気吹込未然完全燃焼（）特徴，(a)NOx 50 ppm，CO 10 ppm以下燃焼可能(b)高温完全燃焼行，結果的類発生抑制(c)行，低空気比（1.4以下）運転，排量低減効率上昇，），例天然熱量約10吹込低空気燃焼可能効率上昇，発電効率向上可能，低空気運転排量減少，空気予熱器，排再加熱器蒸気節約，発電電力増大寄与 点，発電電力増大分排対策効果節約分（無触媒脱硝用吸着用活性炭節約分）天然料金引出，経済的優期待）（）固形化燃料利用 （発電）可燃性廃棄物選別，粉砕，粒度調整，成型固化加工行，固形化燃料（：Refuse Derived Fuel，得燃料）方法）燃料発電用利用，新源，燃料燃熱源固形燃料化，焼却発電比較，比較的小規模処理施設導入可能，(a)輸送貯蔵問題形成型加工出来，(b)形状発熱量均一出来，安定燃焼発電行可能，高効率発電可能，(c)広範地域廃棄物固形化燃料収集，貯蔵可能，小規模従来型焼却炉不要大規模集中発電可能，広域処理面利点方法発電展望，次節説明廃棄物発電係新動向利用発電，従来型焼却処理排熱利用発電，他方法可能本節，方式説明）生等化発電生（厨芥類）等有機物嫌気性下発酵，主成分発生，発電用燃料燃料直接利用，発酵後残渣臭気少塩類濃度低，堆肥化良質得化中厨芥類再資源化有効方法考）図概要示先述，容器包装法施行紙類分別，焼却対象発熱量低下，従来型焼却回収効率低下招予想，本適用，焼却対象量削減，発熱量上昇，(a)燃焼伴類等有害物質排出量低減，(b)上昇回収相乗効果回収率向上期待，利点，化発電規模小事業化易特徴）固形燃料（）化処理発電有毒物発生量 80以上焼却炉推定），平成年月，厚生省処理係類発生防止等類削減（新）公表，焼却炉排中濃度（削減恒久対策）下記新設炉：0.1 ng/Nm3 （1992 年 0.5 ng/Nm3）既設炉：1 ng/Nm3（連続炉）, 5 ng/Nm3 （間欠運転炉）（1992年規制無 ）80 ng/Nm3以上焼却炉：休止含緊急対策取（緊急改造実施，廃止）（注：ng/Nm3単位 温度0，圧力1気圧1 m3 中含有量，即109乗，10億分極微量濃度示単位）図発電概要焼却炉内燃焼反応生成排中，高温分解，低温再合成，時間運転行大型炉発生比，時間時間運転間欠炉運転停止伴発生量極多理由，厚生省発生抑制，間欠運転炉新設禁止合，都市処理広域大型化，焼却炉時間運転化，廃棄物発電推進共，既設炉削減恒久対策原則年以内実施通達結果，各自治体，処理24時間化広域化処理，化発電積極的進考今後，発電導入促進向必要考課題項目次通）(a)技術的課題：位置（燃料）明確化，規格化（共通仕様化），製造技術確立，発電効率一層向上(b)法制度的課題：事業範囲明確化，発電事業主体明確化，補助制度拡大，余剰電力単価引上(c)経済的課題：事業規模検討，低減，灰処理費低減(d)環境面課題：対策徹底，灰溶融減容化有効利用）化溶融発電導入（灰無害化有効利用溶融処理）従来焼却処理廃棄物減容化重量2割近焼却残渣残，焼却残渣飛灰特別管理一般廃棄物指定，類，重金属類比較的多含有，安定化無害化求焼却処理発生残渣分少，安性定化無害化，可能技術一溶融処理化技術）溶融処理，焼却残渣（主灰，飛灰）等1,3001,600程度高温条件溶解，類分解無害化，質溶融安定化回収，水銀，鉛，低沸点物質揮散溶融飛灰回収技術従来溶融方式，熱源重油都市化石燃料利用電気利用分溶融方式処理異，前処理灰乾燥，鉄分除去等施後，溶融炉溶解，化，溶融時飛散溶融飛灰集塵機捕集溶融効果，(a)焼却灰1213減容化，溶融飛灰確立最終処分（，埋立処分）必要，(b)重金属類，中閉溶出心配，類熱分解，灰安定化無害化処理可能，(c)溶融土木資材等，溶融飛灰適当処理，鉱物資源有効利用可能性高，等利点），溶融処理熱源重油都市化石燃料利用，電気利用，総合効率低下，経済性悪化，熱分解化，発生熱源高温灰溶融次世代型化溶融炉開発)，従来高効率発電，灰溶融処理可能最近，廃棄物埋立地容量不足大社会問題，問題排出抑制問題解決有効手法一，将来性期待本稿，新中，最有効利用図一考廃棄物焼却発電係現状将来展望説明本稿，一層有効利用推進一助幸，処理当水消費，処理場水処理重要課題，紙面都合上，省略参考文献1)年版 地域新省導入促進詳細編，資源庁石炭新部新対策課省対策課2)廃棄物発電導入基本, 新産業技術総合開発機構()（平成8.3）3)石川禎昭：処理最先端技術灰溶融，日報