JP2005118739A - 廃棄物処理評価システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 ＬＣＡにおけるインベントリー分析を容易にできるようにデータの維持管理が行う廃棄物処理評価システムを提供すること。
【解決手段】 所定の区域内において投入される廃棄物と投入用役に基づいて、出力される環境負荷、残渣、再生品の量をＬＣＡ手法により求める廃棄物処理評価システムであって、所定区域内の廃棄物処理施設を上位要素とその上位要素の下位に属する下位要素からなる階層構造によりデータベース化し、最下層の下位要素に対してインベントリー分析のためのデータを割り当てているおり、最上位の要素として廃棄物処理方法を割り当て、その下位要素として具体的な設備を割り当てていることを特徴とする。
【選択図】 図４
【解決手段】 所定の区域内において投入される廃棄物と投入用役に基づいて、出力される環境負荷、残渣、再生品の量をＬＣＡ手法により求める廃棄物処理評価システムであって、所定区域内の廃棄物処理施設を上位要素とその上位要素の下位に属する下位要素からなる階層構造によりデータベース化し、最下層の下位要素に対してインベントリー分析のためのデータを割り当てているおり、最上位の要素として廃棄物処理方法を割り当て、その下位要素として具体的な設備を割り当てていることを特徴とする。
【選択図】 図４
Description
本発明は、所定の区域内において投入される廃棄物と投入用役に基づいて、出力される環境負荷、残渣、再生品の量をＬＣＡ手法により求める廃棄物処理評価システムに関するものである。
廃棄物処理において、近年の技術開発により、様々な処理方法が開発されている。処理方法としては、例えば、焼却、ガス化溶融、灰溶融、バイオガス化、ＲＤＦ（ごみ固形燃料）化などがある。各処理方法には長所・短所があり、様々な処理方法から、その地域に最適な処理方法を選択することが難しい。また、廃棄物を処理した場合には、その出力として環境負荷・残渣・再生品が生じる。この中でも特に環境負荷については、人体や地球環境に対して悪影響を及ぼさないように配慮しなければならない。そこで、地域において発生する廃棄物（家庭ごみ、事業ごみ等）を処理する場合、環境負荷も考慮した最適な廃棄物処理方法を選択しなければならない。
かかる観点から、環境負荷を考慮した廃棄物処理評価方法として、ＬＣＡ（ライフサイクルアセスメント）手法が知られている（例えば、下記特許文献１）。ＬＣＡ手法は、ＩＳＯ１４０４０において規格されており、環境影響の評価手法として広く一般的に使用されている。
ＬＣＡにおける基本的な手順は、
１．インベントリー分析
２．影響分析
３．改善施策
であり、この中で最も重要な手順は、インベントリー分析である。インベントリー分析とは、製品のライフサイクル中の各段階に対する環境負荷データを、製品のライフサイクル全体で算出する分析方法のことをいう。このインベントリー分析には、積み上げ法と産業連関法の２つの手法が存在する。積み上げ法は、具体的にプロセスを検討していく方法であり、製品がどのようにして製造されたかを調査し、具体的なプロセスをボトムアップでインベントリを求める方法である。ただし、積み上げ法のみでは全てのデータを収集することは困難であり、補完的に産業連関法も用いる。産業連関法を用いれば、産業を詳細な部門に区分し、部門間の連関をあらかじめ明確にしておくことによって、例えば、製品のインベントリをトップダウンで求めることができる。
特開２００２−１９５５３２号公報
１．インベントリー分析
２．影響分析
３．改善施策
であり、この中で最も重要な手順は、インベントリー分析である。インベントリー分析とは、製品のライフサイクル中の各段階に対する環境負荷データを、製品のライフサイクル全体で算出する分析方法のことをいう。このインベントリー分析には、積み上げ法と産業連関法の２つの手法が存在する。積み上げ法は、具体的にプロセスを検討していく方法であり、製品がどのようにして製造されたかを調査し、具体的なプロセスをボトムアップでインベントリを求める方法である。ただし、積み上げ法のみでは全てのデータを収集することは困難であり、補完的に産業連関法も用いる。産業連関法を用いれば、産業を詳細な部門に区分し、部門間の連関をあらかじめ明確にしておくことによって、例えば、製品のインベントリをトップダウンで求めることができる。
以上のように、インベントリー分析を行うために必要なデータの収集を行う必要があるわけであるが、そのデータの量は膨大になるため、そのデータ管理が容易にできるようなシステムが必要とされる。例えば、膨大のデータの中の特定のデータを変更する必要が生じたときに、変更すべきデータを確実にかつ短時間で特定し、そのデータを新たに更新しなければならない。処理施設を構成する機器を別のものに交換したり、新たな処理施設を導入しようとする場合には、データの変更を行う必要があるからである。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ＬＣＡにおけるインベントリー分析を容易にできるようにデータの維持管理が行う廃棄物処理評価システムを提供することである。
上記課題を解決するため本発明に係る廃棄物処理評価システムは、
所定の区域内において投入される廃棄物と投入用役に基づいて、出力される環境負荷、残渣、再生品の量をＬＣＡ手法により求める廃棄物処理評価システムであって、
前記所定区域内の廃棄物処理施設を上位要素とその上位要素の下位に属する下位要素からなる階層構造によりデータベース化し、最下層の下位要素に対してインベントリー分析のためのデータを割り当てていることを特徴とするものである。
所定の区域内において投入される廃棄物と投入用役に基づいて、出力される環境負荷、残渣、再生品の量をＬＣＡ手法により求める廃棄物処理評価システムであって、
前記所定区域内の廃棄物処理施設を上位要素とその上位要素の下位に属する下位要素からなる階層構造によりデータベース化し、最下層の下位要素に対してインベントリー分析のためのデータを割り当てていることを特徴とするものである。
この構成による廃棄物処理評価システムの作用・効果は、以下の通りである。所定の区域をブラックボックスと考え、投入される廃棄物と投入用役の量に基づいて、出力としての環境負荷、残渣、再生品の量をＬＣＡ手法により求める。そのブラックボックスの中身として廃棄物処理施設のデータベースを構築する。このデータベース構造であるが、上位要素と、この上位要素の下位に属する下位要素からなる階層構造（ツリー構造）により構築する。そして、インベントリー分析のためのデータを最下層の下位要素に対して割り当てる。この構成によると、例えば、データの修正が必要になった場合、そのデータが属する下位要素についてのみ修正すればよいので、データの維持・管理が容易になる。また、データの修正のみであれば階層構造について変更する必要がない。その結果、ＬＣＡにおけるインベントリー分析を容易にできるようにデータの維持管理が行う廃棄物処理評価システムを提供することができる。
本発明の好適な実施形態として、前記データベースにおいて、最上位の要素として廃棄物処理方法を割り当て、その下位要素として具体的な設備を割り当てているものがあげられる。
近年における廃棄物の処理方法には様々なものがあるため、最上位の要素として廃棄物処理方法を割り当てることが好ましい。その廃棄物処理方法の下位要素として、具体的な処理方法の設備を割り当てて階層構造を形成する。これにより、廃棄物処理における適切に階層構造を構築することができる。
本発明の別の好適な実施形態として、前記データベースは、廃棄物処理施設の建設時のものと、運転時のものを設けているものがあげられる。
廃棄物処理施設の建設時と運転時とでは、投入用役も異なるため、別々のデータベース（階層構造）とすることが好ましい。これにより、状況に応じて適確な評価を行うことができる。
本発明に係る廃棄物処理評価システムの好適な実施形態を図面を用いて説明する。まず、図１により現状における廃棄物処理の流れを説明する。
廃棄物には、様々な処理方法があり、ここでは、焼却・灰溶融・資源化・ガス化溶融・ＲＤＦ（ごみ固形燃料）化・バイオガス化が例としてあげられている。図中において処理の流れを矢印で示している。例えば、廃棄物を焼却処理する場合、焼却の結果は環境負荷・残渣・灰溶融に向う。焼却の結果、排出されるＮＯx やＳＯx は、環境に悪影響を及ぼすため環境負荷となる。また、焼却に結果発生する焼却灰やばい塵は灰溶融処理にまわされる。灰溶融では、リサイクル可能なスラグを得ることができ、これは再生品に位置付けられる。また、灰溶融により発生する溶融飛灰等は利用できない残渣となる。残渣については、地中埋立等の処理が施されることになる。ただし、最終処分場で埋め立てた残渣からは、ダイオキシンが含まれる浸出水が出てきたりすることがあるので、環境負荷に含めて考えることもできる。そこで、図１では、残渣から環境負荷へと向う点線矢印を記載している。ただし、埋立処分するものは、すべて残渣であると考えることもできる。
再生品は、再利用することができる資源のことである。例えば、ＲＤＦ化では固形燃料が得られ、これは再生品である。また、ガス化溶融や焼却の時に発生するエネルギーは無形の電力や熱源として再利用できるので、これも再生品に相当する。
図１に示すように廃棄物の処理の流れは、かなり複雑であり、また各種の処理方法には、それぞれ長所と短所があり、その地域にとって最適な処理方法を選択するのは困難である。また、廃棄物処理によって生じる環境負荷を極力少なくするように最適な処理方法を選択する必要がある。したがって、処理方法を選択するにあたり、環境負荷についての評価を予めシミュレーションにより求めておく必要がある。
本発明では、図１に示すある都市・地域における廃棄物処理の流れをブラックボックスのようにまとめてとらえる。すなわち、 地域全体での入力（廃棄物及び投入用役）と出力（環境負荷、残渣、再生品）を想定する。また、個々の処理方法についても同じような入力と出力で考えることができる。例えば、ガス化溶融処理については、図３のように考えることができる。ガス化溶融処理についても、同じような入力（廃棄物及び投入用役）と出力（環境負荷、残渣、再生品）を想定することができる。図３において、処理対象（ｔ）とあるのが入力される廃棄物である。また、運転時の投入用役として、灯油（Ｌ／ｔ）、消石灰（ｋｇ／ｔ）、ＨＣｌ（ｋｇ／ｔ）、ＮａＯＨ（ｋｇ／ｔ）・・・が示されている。具体的な投入用役の量は原単位（１トンあたり）でデータ化される。したがって、廃棄物の量（ｔ）が分かれば、それに伴う投入用役も簡単に求められる。
また、出力として環境負荷（ＮＯx 、ＳＯx ・・・）、残渣（飛灰、汚泥・・・）、再生品（電力、余熱・・・）が得られる。この出力から環境負荷を定量する方法としてＬＣＡ手法を用いる。図３において、投入用役のデータリストが示されているが、このデータリストと処理対象が分かれば、ＬＣＡ手法により環境負荷等の出力を演算することができる。図３は、ガス化溶融処理について示しているが、他の処理方法についても同様に考えることができる。したがって、図２のような、ある都市・地域における全体の入力と出力を考える場合には、夫々の処理方法における入力と出力を考え、得られた出力結果については、基本的に、それらを加算することで地域全体についての出力を得ることができる。
まず、環境負荷を考慮した廃棄物処理評価方法として知られているＬＣＡ（ライフサイクルアセスメント）について簡単に説明する。
ＬＣＡにおける基本的な手順は、
１．インベントリー分析
２．影響分析
３．改善施策
であり、この中で最も重要な手順は、インベントリー分析である。インベントリー分析とは、製品のライフサイクル中の各段階に対する環境負荷データを、製品のライフサイクル全体で算出する分析方法のことをいう。このインベントリー分析には、積み上げ法と産業連関法の２つの手法が存在する。積み上げ法は、具体的にプロセスを検討していく方法であり、製品がどのようにして製造されたかを調査し、具体的なプロセスをボトムアップでインベントリを求める方法である。例えば、ある製品について、金属部品やプラスチック部品が使用されている量等を調査する。ただし、積み上げ法のみでは全てのデータを収集することは困難であり、補完的に産業連関法も用いる。産業連関法を用いれば、産業を詳細な部門に区分し、 部門間の連関をあらかじめ明確にしておくことによって、例えば、製品のインベントリをトップダウンで求めることができる。
１．インベントリー分析
２．影響分析
３．改善施策
であり、この中で最も重要な手順は、インベントリー分析である。インベントリー分析とは、製品のライフサイクル中の各段階に対する環境負荷データを、製品のライフサイクル全体で算出する分析方法のことをいう。このインベントリー分析には、積み上げ法と産業連関法の２つの手法が存在する。積み上げ法は、具体的にプロセスを検討していく方法であり、製品がどのようにして製造されたかを調査し、具体的なプロセスをボトムアップでインベントリを求める方法である。例えば、ある製品について、金属部品やプラスチック部品が使用されている量等を調査する。ただし、積み上げ法のみでは全てのデータを収集することは困難であり、補完的に産業連関法も用いる。産業連関法を用いれば、産業を詳細な部門に区分し、 部門間の連関をあらかじめ明確にしておくことによって、例えば、製品のインベントリをトップダウンで求めることができる。
以上のように、インベントリー分析を行うために必要なデータの収集を行う必要がある分けであるが、そのデータの量は膨大になるため、そのデータ管理が容易にできるようなシステムが必要とされる。例えば、膨大のデータの中の特定のデータを変更する必要が生じたときに、変更すべきデータを確実にかつ短時間で特定し、そのデータを新たに更新しなければならない。処理施設を構成する機器を別のものに交換したり、新たな処理施設を導入しようとする場合には、データの変更を行う必要がある。
そこで本発明においては、図４に示すようなデータベース構造を採用する。すなわち、 図２で説明したブラックボックスは、図４のような概念図で表現することができる。都市の処理施設を分類して、焼却・ガス化溶融・灰溶融・バイオガス化・ＲＤＦ化・資源化・・・に分ける。これら処理方法を最上位の要素としている。また、ガス化溶融処理を行うための施設は、受入供給設備、熱分解設備、排ガス処理設備、廃水処理設備・・・・等から構成され、これらは「ガス化溶融処理」の下位要素となる。また、熱分解設備は、給じん装置、熱分解ドラム装置、熱分解ガス燃焼炉装置・・・・等から構成され、これらは「熱分解設備」の下位要素となる。さらに、熱分解ガス燃焼炉装置は、燃焼炉、炉材・・・等から構成され、これらは「熱分解ガス燃焼炉装置」の下位要素となり、図４の例では最下層の下位要素となる。他の要素についても同様に構成することができ、全体として階層構造（ツリー構造）のデータベースを構築している。
このように、様々な廃棄物処理施設を階層的にかつ網羅的に表現することで、地域の廃棄物処理施設が１つ１つの機器の組み合わせにより構成されていることが明確になる。次に、１つ１つの機器に対して（最下層の下位要素に対して）、ＬＣＩ（ライフサイクルイベントリ）データを登録してデータベース化する。例えば、燃焼炉の素材や重量データ（鉄；＊＊ｔ、ステンレス；＊＊ｔ・・・・）を燃焼炉のデータとする。このデータは図３における投入用役のデータに相当する。同様に、他の機器（最下層の要素）に対してＬＣＩデータシートを作成してデータベース登録する。これにより、各処理方法の建設時のデータベースを構築する。
なお、データシートの項目において、具体的な数値は空欄に設定しておき、数値については別途入力する構成とする。例えば、ある地域で使用しない処理方法については、数値を入力する必要がない。ただし、データベースとしての階層構造は維持することができる。また、機器に変更があった場合は、その部分の下位要素についてのみ変更すればよいので、階層構造に付いての構造上の変更を行わなくてすむ。数値は所定単位（例えば１トン）あたりのデータ、すなわち、 原単位データとして入力される。データの修正や変更を容易に行うことができ、異なる設備であっても同じ機器を利用する場合は、同じデータシートを利用することができる。その結果、データベースの維持管理が行いやすくなり、インベントリー分析も容易に行うことができる。
図４は、建設時の投入用役を元に構築したデータベースであるが、運転時の投入用役を元に構築した場合の構成例を図５に示す。基本的な思想は同じであるが、運転時の場合は階層構造が異なっている。最下層の下位要素にデータを割り当てることについては変わりがない。各々の機器（最下層の下位要素）について図３と同じような考え方で出力（環境負荷・残渣・再生品）を求めることができるので、全ての機器についてこれを行えば、地域全体の出力を求めることができる。算出方法は、ＬＣＡ手法を用いて行うことができ、既存のソフトウェアにより計算が可能である。
なお、ＬＣＡ手法によれば、
環境負荷＝Σ（（各処理での環境負荷原単位）×（各処理に配分された処理量））
により、容易に環境負荷量を定量的に求めることができる。したがって、施設規模や廃棄物性状、近隣への熱共有の有無等の条件に応じて、環境負荷を最小にする最適な処理方法の選択が可能になる。
環境負荷＝Σ（（各処理での環境負荷原単位）×（各処理に配分された処理量））
により、容易に環境負荷量を定量的に求めることができる。したがって、施設規模や廃棄物性状、近隣への熱共有の有無等の条件に応じて、環境負荷を最小にする最適な処理方法の選択が可能になる。
＜別実施形態＞
ブラックボックス化する所定の区域の大きさについては、適宜設定できるものである。
ブラックボックス化する所定の区域の大きさについては、適宜設定できるものである。
Claims (3)
- 所定の区域内において投入される廃棄物と投入用役に基づいて、出力される環境負荷、残渣、再生品の量をＬＣＡ手法により求める廃棄物処理評価システムであって、
前記所定区域内の廃棄物処理施設を上位要素とその上位要素の下位に属する下位要素からなる階層構造によりデータベース化し、最下層の下位要素に対してインベントリー分析のためのデータを割り当てていることを特徴とする廃棄物処理評価システム。 - 前記データベースにおいて、最上位の要素として廃棄物処理方法を割り当て、その下位要素として具体的な設備を割り当てていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理評価システム。
- 前記データベースは、廃棄物処理施設の建設時のものと、運転時のものを設けていることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物処理評価システム。
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