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石川県、犀川左岸浄化センターでメタンガスを利用して発電する25kw×10基のマイクロガスタービンを稼動

 8月19日の読売新聞の報道によりますと、石川県の金沢市において、犀川左岸浄化センターのメタンガスを利用して発電する25kw×10基のマイクロガスタービンが稼動し、北陸電力への売電が開始されたということです。

 石川県は2007年に珠洲市浄化センターに5種類のバイオマスを混合処理する複合メタン発酵処理施設を建設。そして、2012年には、大聖寺川浄化センターにメタンガスを利用するマイクロガスタービンを本格導入、消化ガスの有効利用を開始していました。大聖寺川浄化センターの出力は、発電端で30kW×2台。同施設への電力供給を行っていました。

 そして、今回の犀川左岸浄化センターでは、25kw×10基のマイクロガスタービンを利用してメタンガス発電を行い、再生可能エネルギーの固定価格買取制度を利用し、北陸電力に電力を売電する、発電事業となります。このシステムでは、電力を供給すると同時に、エンジン部での熱を温水の形態で回収し、熱交換器により消化タンクの循環系統に熱を伝える消化タンクの加温水としても利用しています。これにより、ガスエンジンの発電効率が32%、熱回収効率が52%となり、発電と熱利用の総合効率は84%と、高い効率の利用が可能になっているということです。
 

犀川左岸浄化センター消化ガス発電設備について-----石川県、2012年4月19日
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-----image(”犀川左岸浄化センター”) : 上記サイトより

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2 消化ガス有効利用

犀川左岸浄化センターでは汚泥消化設備で発生する消化ガスの有効利用を目的とした消化ガス発電を平成22年度より運転開始しています。
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発電装置(25kw×10台)
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3 消化ガス発電システムの概要

概略図(図-1)に示すように消化タンクから出たガスはガス昇圧ブロアで圧力を調整しガス中に含まれるシロキサンを活性炭により除去した後、(このシロキサンは燃焼すると機器内に堆積し故障や能力低下の原因になります。)ガスエンジンで発電機を駆動して発電します。

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-----image(”図-1 消化ガス発電概略図”) : 上記サイトより

 発電した電気はインバータ(連系用保護継電器・同期装置内蔵)により、商用電力への系統連系を行っています。

また、電力を供給すると同時に、エンジン部での熱を温水の形態で回収し、熱交換器により消化タンクの循環系統に熱を伝える消化タンクの加温水として利用しています。

設備は、エンジン、発電機、インバータ、排熱回収用熱交換器、放熱用熱交換器制御機器をコンパクトにパッケージングしているため、設置スペースを大幅に削減することが出来ました。(図-2)
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また、消化ガスの発生量変動に合わせて発電機の台数制御をすることで常に最適な運転を行い、運転・停止の際には設備運転時間の平準化をするためローテーション機能を搭載しており、ガスエンジンの発電効率は32%、熱回収効率は52%であり総合効率は84%となっています。

このような発電と排熱利用した複合利用設備により、浄化センター電力消費量の約3割を減少する計画となっています。

4 消化ガス発電の運転状況
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関連
・石川県 : 2012年11月1日 日本初!消化ガスを利用したマイクロガスタービン・コージェネレーションシステムの本格導入について
- サイト内検索結果 消化ガス発電設備
Isikawa_biogas
-----image(”パネル「下水処理場におけるメタンガス有効活用の取り組み」で説明”) : 2013年3月5日記者会見の要旨 - 平成25年2月20日 - 4 時代を先取りするいしかわの新たな取り組みより

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次が、下水道汚泥から発生するメタンガスの有効活用であります。

固定価格買取制度のスタートに伴い、下水道汚泥を減量化する過程で発生するメタンガスをバイオマス燃料として有効活用し、再生可能エネルギーとして売却する計画を進めていますが、平成25年度は、梯川処理区の翠ヶ丘浄化センターにおいて発電機を4基新設します。犀川左岸浄化センターの12基と合わせて、発電した電力を売却することで、下水道経営の安定化とともに、これは悪いという意味で二酸化炭素の21倍の温室効果を持つメタンガスの排出抑制も図るという、一石二鳥の取り組みが大きく前進することになります。

また、市や町が設置するこの小規模の下水処理場、ここにはメタンガスを安定的に発生させることができるように、平成22年度から産学官で研究に取り組んできましたが、いよいよ平成25年度は実用化に向けた実証実験を行うところまでこぎつけました。

こうした小規模下水処理場向けのメタン発酵技術の開発は全国に先駆けた取り組みであり、実用化の目処がついたあかつきには、県内の市や町に対して導入を積極的に働きかけ、下水汚泥中のメタンガスの有効活用の石川モデルとして普及を図っていきたいと考えています。

今言ったのは、メタンガスを有効に活用しているということで、メタンガスを燃やして、そこで発電するということは、温室効果ガスの排出抑制につながっていきますし、再生エネルギーの活用にもつながっていくし、これによって、料金収入が入りますから、売電収入が、下水道経営の安定化にもつながっていく。ところがこの小規模の処理場では、メタンガスを有効に抽出することが難しいという現状がありますので、メタン発酵施設の小型化といった技術開発が必要になってくる。この活用研究を平成22年からずっとやってきましたけれど、いよいよ平成25年度は、実用化の第一歩というところまでこぎつけてきたということです。うまく実用化できれば、県内の市町の公共下水道の処理場でメタンガスを活用した発電が全て実行できることになります。..... "

石川の下水道 / 6.地球温暖化に向けて

"平成13年度に石川県の流域下水道3処理場において、地球温暖化対策の推進に向けた検討を行っております。

詳細は下記のPDFファイルをご覧ください。

犀川左岸流域下水道 地球温暖化防止実行計画書(PDF:2,631KB)
加賀沿岸流域下水道(梯川処理区)地球温暖化防止実行計画書(PDF:23,388KB)
加賀沿岸流域下水道(大聖寺川処理区)地球温暖化防止実行計画書(PDF:3,752KB)

大聖寺川浄化センターでの消化ガス有効利用について
マイクロガスタービンを導入しました。
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日本初!消化ガスを利用したマイクロガスタービン・コージェネレーションシステムの本格導入について-----石川県環境部水環境創造課、2012年11月1日

石川県下水道公社 / 犀川左岸流域下水道(犀川左岸処理区)


参考エントリー
石川県の珠洲市浄化センター向けに5種類のバイオマスを混合処理する複合メタン発酵処理施設を納入 / プレスリリース 川崎重工-----ソフトエネルギー、2007/08/07



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