JP2006291037A - 廃棄物発電における廃棄物管理方法及びそのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物の供給側と供給を受ける側のデータを共有して廃棄物を管理する廃棄物管理方法及びそのシステムを提供する。
【解決手段】マニフェストを管理し廃棄物を製品に加工する廃棄物中間処理工場における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システムと、廃棄物から生産された製品を利用する設備における管理システムとのデータの共有を行うことを特徴とする。例えば、マニフェストを管理し廃棄物を燃料に加工する廃棄物燃料加工処理設備１における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システム、廃棄物から生産された廃棄物燃料を受け入れる廃棄物発電設備２において、発電量、燃料使用量等を管理する廃棄物発電管理システム、再生可能エネルギーから発生した電力の管理を行うＲＰＳ管理システムをオンラインで結合しデータの共有を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、特定規模電気事業として廃棄物を燃料として発電し電力を小売りする廃棄物発電における廃棄物管理方法及びそのシステム関する。

一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物を焼却処理あるいは溶融処理する廃棄物処理設備は、焼却炉や溶融炉などの廃棄物処理炉から発生する可燃性の排ガスを燃焼させてボイラーで熱回収し発生した蒸気により蒸気タービン・発電装置で発電を行う廃棄物発電設備を備えている。

一方で、電力の自由化により、廃棄物発電設備を有する事業者は、特定規模電気事業（ＰＰＳ）として廃棄物発電設備で得られた電力を需要家に小売り供給することができ、また、電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法（ＲＰＳ法）により新エネルギーとして再生可能燃料の使用によるクレジットを保有することができる。

図２は廃棄物発電設備における従来の廃棄物管理、電力小売り・発電管理システムを示す図である。

図２において、廃棄物燃料加工処理設備１において、受け入れた廃棄物は、受入・生産管理システムにて廃棄物燃料の生産量管理、在庫管理が行われる。また、廃棄物燃料加工処理設備１では、マニフェスト管理システムにより廃棄物の受入、排出に関するマニフェスト管理情報を管理する。なお、廃棄物燃料加工処理設備１において廃棄物のマニフェストをデジタルデータとして管理する廃棄物管理システムは、すでに一般的な技術として知られている。

廃棄物燃料加工処理設備１で加工された廃棄物燃料は、廃棄物発電設備２の廃棄物燃料バンカに搬入され、廃棄物発電の燃料として供される。

廃棄物発電設備２では廃棄物発電管理システムにより廃棄物を燃料とした廃棄物発電が管理され、廃棄物燃料をボイラーで燃焼させて熱回収し、発生した蒸気を蒸気タービン・発電装置に送って発電を行う。

廃棄物処理炉への燃料の投入は、燃料使用量（瞬時値）が測定される。燃料の使用に伴って検出されるバンカでの燃料残存量に従って投入要求信号が発せられる。燃料の供給は燃料投入要求によりＯＮ−ＯＦＦ制御される。

ボイラーへの供給量は、発電量に基づく発電量制御信号によりボイラーマスタを介して燃料供給量制御装置を制御して調整される。

廃棄物発電設備２では、廃棄物発電管理システムにより廃棄物を燃料とした廃棄物発電が管理され、廃棄物を焼却処理あるいは溶融処理する廃棄物処理炉から発生する可燃性ダスト及び可燃性ガスを含有する排ガスをボイラーで燃焼させて熱回収し、発生した蒸気を蒸気タービン・発電装置へ送って発電を行う。廃棄物処理炉への燃料の投入は、燃料使用量（瞬時値）が測定され、燃料投入要求によりＯＮ−ＯＦＦ制御される。廃棄物処理炉から発生する排ガスのボイラーへの供給量は、発電量に基づく発電量制御信号によりボイラーマスタを介して流量制御弁を制御して調整される。ボイラーからの排ガスはバグフィルタで灰（フライアッシュ）を集じんした後に送風機を介して煙突から放散される。なお、廃棄物発電管理システムとして、発電出力指令に従って、複数の燃料を用いて設定された比率にて燃焼させ、発電出力制御が可能なシステムは廃棄物発電設備や廃棄物溶融設備で実機化され、実際に運用されている。

廃棄物発電において、発電量は、特定規模電気事業（ＰＰＳ）管理システムにおいて設定される。ＰＰＳ管理システムでは、需要家の電力使用量、自家消費電力量などから電力需要予測を行って発電計画を立てて発電量を設定し、設定された発電量にしたがって廃棄物発電設備２の発電量が制御される。電力需給管理システムとして、ＰＰＳにおいてインターネットを介して需要家の電力使用量を監視し、電力需要にあわせて発電量指令を出すシステムや、電力売買システムは知られている（特許文献１、２）。

また、ＲＰＳ法により電気事業者は販売電力量の一定量について再生可能エネルギーを利用しなくてはならないことからクレジットの保有が義務付けられている。廃棄物発電設備では再生可能エネルギーを管理するＲＰＳ管理システムにより、発電量の実績及び燃料使用量の実績から全燃料に占める再生可能燃料由来の熱量割合に応じて発電出力のうちＲＰＳ相当分がいくら含まれるか測定してＲＰＳ分発電量を求め、ＲＰＳ分発電量が第３者機関に登録され、保有するクレジットは市場において販売して対価を得ることができる。
特開２００４−７８５６号公報 特開２００４−８８８４７号公報

しかしながら従来のシステムには以下の問題点があった。

マニフェスト管理システムでは法律で規定されているように、廃棄物の管理は可能であるが、廃棄物を再生して製造される製品については管理する義務がなく、実態として廃棄物が最終的にどのような形で処理、消費されたかは不明で、不法投棄の危険性をなくすことは困難であった。

また、廃棄物燃料加工処理事業と廃棄物発電事業は別事業であることが多いために相互に連携してシステムを構築することが難しく、廃棄物燃料の購入量とＲＰＳ起因の発電量といった管理が同一のシステムで実施できないことから、再生可能エネルギーの使用量について客観的に証明し、管理することが困難であった。さらに、再生可能エネルギーによって得られた電力が、どのような由来の燃料か遡って確認することができなかった。

また、廃棄物燃料加工処理設備での余剰燃料、及び受入余力等のデータが廃棄物発電設備と共有化できていないため、廃棄物発電設備にて燃料処理計画の立案が紙によるものを主体としており、発電出力計画とリンクさせて燃料消費計画を立てることが難しく、特に燃料の種類が複数に亘った場合には、合理的な立案が不可能であった。

また、廃棄物燃料の生産計画を立案するに当たって、加工した製品を供給する先での消費、受入計画との連携ができておらず、廃棄物の加工処理が供給先の状況によって変動することが多く、計画的な生産、受入計画が立てられないと共に、受入余力を持つために余分なヤードを確保する必要があった。

そこで、本発明は、廃棄物の供給側と供給を受ける側のデータを共有して廃棄物を管理する廃棄物管理方法及びそのシステムを提供するものである。

本発明の廃棄物管理は、マニフェストを管理し廃棄物を製品に加工する廃棄物中間処理工場における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システムと、廃棄物から生産された製品を利用する設備における管理システムとのデータの共有を行うことを特徴とする。例えば、マニフェストを管理し廃棄物を燃料に加工する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システム、廃棄物から生産された廃棄物燃料を受け入れる廃棄物発電設備において、発電量、燃料使用量等を管理する廃棄物発電管理システム、再生可能エネルギーから発生した電力の管理を行うＲＰＳ管理システムをオンラインで結合しデータの共有を行う。

廃棄物発電設備における電力需給システムと廃棄物燃料加工処理設備でのマニフェスト管理システムのデータの共有化を図る。

共有すべきデータは、必須条件として「燃料消費量、廃棄物燃料販売量、発電量」、２次的要件として「燃料物性（発熱量等）、燃料単価、燃料消費計画、廃棄物残存量、受入可能量、受入予定日時、受入予定量」また、排出元を特定するための情報として「燃料受入時期と排出業者」が挙げられる。情報の共有は発電、燃料加工、それぞれのサーバをオンラインで結合することにより実施する。距離が遠い場合にはインターネットを通じて情報の共有を図ることができる。

データの共有により、廃棄物発電においてＲＰＳ発電分に相当する電力と実際に使用したバイオマス燃料の消費量とを同時に管理するとともに、燃料供給側での燃料販売量を用いて、使用量に対する２次的な証明を行うことにより客観性の確保ができる。

また、廃棄物加工時の燃料性状によって発電に使用した燃料性状を管理し、物性情報の共有化を図ることできる。さらに、廃棄物発電で得られた電力がどのような廃棄物に由来するものかマニフェスト管理システムを通して排出元まで特定、管理できることができる。

本発明により次の効果が得られる。

（１）発電負荷計画に基づく廃棄物燃料加工処理・受入計画の作成、管理の自動化が可能となり、また、各システムをオンラインで接続することにより遠隔化が可能となる。

（２）廃棄物受入計画からの廃棄物発電における燃料使用計画の立案の自動化が可能となる。また、発電管理システムによって計画された廃棄物燃料消費計画から廃棄物燃料加工処理設備での生産計画を立案・運営できる。廃棄物生産管理システムに入力された廃棄物燃料の熱量と、測定された燃料供給量から発電設備に販売した燃料の販売価格を管理し、さらに発電設備での燃料消費実績とあわせて両者での燃料販売にかかる精算ができる。

（３）ＲＰＳクレジットの市場動向により燃料使用割合の調整、例えば、ＲＰＳクレジットが安価な時期は、ＲＰＳ以外の燃料を優先的に利用し、ＲＰＳクレジットが高騰してきた場合にはＲＰＳ燃料を優先的に利用する等の燃料単価を含めてコスト最適化が可能となる。また、ＲＰＳクレジットから発電所での利益が最大となるよう燃料使用計画を立てることができる。

（４）ＲＰＳクレジット取得における該当発電量に帰結する燃料使用量、発熱量等の情報の第３者とのデータの相互保管による厳正化が可能となる。

（５）ＲＰＳクレジットに対して、マニフェスト情報を紐解くことで１次排出元までの特定が可能となり、また、廃棄物の排出業者が排出した廃棄物について発電量、ＲＰＳ割合などからどう利用されたかを追跡することが可能となる。

（６）廃棄物の受入と燃料への加工、また、燃料としての使用量を一元的に管理することで、廃棄物の流れを完全に把握することができ、第３者による監視を実施することにより不法投棄等の防止を図ることが出来る。

（７）廃棄物発電設備における燃料の消費計画と廃棄物燃料加工処理設備での生産計画にあわせて受入計画を立案することができ、受入余力として必要なヤードを削減することが出来る。また、廃棄物燃料加工処理設備は廃棄物の受入だけでなく、廃棄物発電設備に供給する１次加工済み燃料の受入、払出し量の管理も平行して行い、マニフェスト管理システム上で廃棄物と同様に一貫した管理ができる。

図１は本発明の廃棄物発電における廃棄物管理システムを示す図である。

図１において、廃棄物燃料加工処理設備１にて廃棄物の選別、粉砕などの加工処理により得られた廃棄物燃料は、廃棄物発電設備２の廃棄物置場に搬入される。廃棄物燃料加工処理設備１では、マニフェスト管理システムにより廃棄物の受入・受渡のマニフェスト管理情報が管理されるとともに、廃棄物受入・生産管理システムにより廃棄物燃料の生産量管理、在庫管理が行われる。

本発明では、マニフェスト管理システムと廃棄物受入・生産管理システムとでデータを共有する。共有すべきデータは、発電量計画値、廃棄物残存量、受入可能量、受入予定日時、受入予定量であり、排出元を特定するための情報として燃料受入時期と受入元業者を挙げることができる。

さらに、マニフェスト管理システム、廃棄物受入・生産管理システム、廃棄物発電システムのデータを共有することにより、廃棄物の保管量、受入計画から、優先的に消費すべき廃棄物燃料を特定して廃棄物燃料加工処理設備で廃棄物燃料加工処理するために利用することができる。

ＰＰＳ管理システムでは、需要家の使用電力、自家消費電力等の電力需要量を予測し、発電計画を立て、発電量を設定する。廃棄物発電設備では、設定された発電量に基づいて発電する発電量を制御する。発電量は、需要電力管理（瞬時値）により安定して給電されていることを監視する。

廃棄物を燃料とする廃棄物発電設備は、図２で説明した従来例と同様に、廃棄物発電管理システムにより管理され、ボイラーで発生した蒸気を蒸気タービン・発電装置へ送って発電を行う。ボイラーに投入する廃棄物量は、発電量に従って増減が制御される。

発電所では電力の使用先である需要家の状況によって発電量計画を立案しており、将来の燃料消費量を予測することができる。燃料の消費予測量に合わせて廃棄物燃料加工設備の稼働計画を立てることができる。それによって、受入ヤードの効率的な運用、ヤードの削減が可能となり同時に設備能力も最適化できる。

本発明では、常時測定されている燃料使用量（瞬時値）の実績データはＲＰＳ管理システムのデータとして共有される。ＲＰＳ管理システムでは、廃棄物発電管理システムの発電量の実績及び燃料使用量の実績データを共有し、発電量のうちＲＰＳ由来分の管理を行うため、廃棄物発電に消費した燃料を種類ごとに測定し、その測定結果からＲＰＳ分に相当する発電量を算出する。

ＲＰＳ管理システムと廃棄物燃料加工処理設備でのマニフェスト管理システムをオンラインで結合し、データの共有化を図る。共有すべきデータは、必須条件として「燃料供給量、燃料物性（発熱量等）、燃料単価」、「燃料受入時期と受入元業者」が挙げられる。

それらの共有データから、廃棄物発電で得られた電力がどのような廃棄物に由来するものかマニフェスト管理システムを通して排出元まで特定、管理できる。

本発明では、廃棄物を燃料に加工する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システム、廃棄物から生産された廃棄物燃料を受け入れる廃棄物発電設備において、発電量、燃料使用量等を管理する廃棄物発電管理システム、再生可能エネルギーから発生した電力の管理を行うＲＰＳ管理システムをオンラインで結合しデータの共有を行うことにより、
（１）廃棄物燃料加工処理設備にて受け入れた廃棄物を管理するマニフェスト情報と、生産された廃棄物燃料を消費する廃棄物発電設備における廃棄物燃料消費量を用いて、廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物量の受入、消費状況を把握し、廃棄物の収支を明確にすることができ、
（２）廃棄物を加工して発電用燃料を製造する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物燃料の生産管理を行う廃棄物管理システムにおいて、廃棄物発電設備における発電計画から、燃料消費量を予測し、受入計画を立案し、廃棄物燃料加工処理設備にて生産し、供給した廃棄物燃料の重量と、廃棄物燃料の発熱量をもとに、燃料販売費の管理を行うことができ、
（３）廃棄物燃料の生産量を当該廃棄物燃料の供給先である廃棄物発電設備の現在の消費量、バンカの残量から所定時間先の要求量を推定し、あらかじめ生産調整を実施することができ、
（４）廃棄物燃料加工処理設備が廃棄物発電設備におけるＲＰＳ管理システムと情報を共有し、受け入れた廃棄物燃料により発電された電力の販売先を特定することができ、
（５）廃棄物を管理するマニフェスト情報及び廃棄物を加工して製造した製品の収支をネットワークを用いて公開すること若しくは廃棄物燃料加工処理設備及び廃棄物発電設備が立地する当該自治体と情報を共有することにより不法投棄の危険性をなくすことができる。

本発明の廃棄物発電における電力小売り・発電管理システムを示す図である。 従来の廃棄物処理設備における電力小売り・発電管理システムを示す図である。

符号の説明

１：廃棄物燃料加工処理設備
２：廃棄物発電設備

Claims (15)

1. マニフェストを管理し廃棄物を燃料に加工する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システム、廃棄物から生産された廃棄物燃料を受け入れる廃棄物発電設備において、発電量、燃料使用量等を管理する廃棄物発電管理システム、再生可能エネルギーから発生した電力の管理を行うＲＰＳ管理システムをオンラインで結合しデータの共有を行うことを特徴とする廃棄物管理方法。
2. 廃棄物燃料加工処理設備にて受け入れた廃棄物を管理するマニフェスト情報と、生産された廃棄物燃料を消費する廃棄物発電設備における廃棄物燃料消費量を用いて、廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物量の受入、消費状況を把握し、廃棄物の収支を明確にすることを特徴とする請求項１記載の廃棄物管理方法。
3. 廃棄物を加工して発電用燃料を製造する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物燃料の生産管理を行う廃棄物管理システムにおいて、廃棄物発電設備における発電計画から、燃料消費量を予測し、廃棄物燃料製造計画、廃棄物受入計画を立案することを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物管理方法。
4. 廃棄物燃料加工処理設備にて生産し、供給した廃棄物燃料の重量と、廃棄物燃料の発熱量をもとに、燃料販売費の管理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物管理方法。
5. 廃棄物燃料の生産量を当該廃棄物燃料の供給先である廃棄物発電設備の現在の消費量、バンカの残量から所定時間先の要求量を推定し、あらかじめ生産調整を実施することを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物管理方法。
6. 廃棄物燃料加工処理設備が廃棄物発電設備におけるＰＰＳ管理システムと情報を共有し、受け入れた廃棄物燃料により発電された電力の販売先を特定することを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物管理方法。
7. 廃棄物を管理するマニフェスト情報及び廃棄物を加工して製造した製品の収支をネットワークを用いて公開すること若しくは廃棄物燃料加工処理設備及び廃棄物発電設備が立地する当該自治体と情報を共有することにより不法投棄の危険性をなくすことを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物管理方法。
8. マニフェストを管理し廃棄物を製品に加工する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システムと、廃棄物から生産された製品を利用する設備における管理システムとのデータを共有したことを特徴とする廃棄物管理システム。
9. マニフェストを管理し廃棄物を燃料に加工する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物の受入、及び、残渣となる廃棄物の排出を管理するマニフェスト管理システム、廃棄物から生産された廃棄物燃料を受け入れる廃棄物発電設備において、発電量、燃料使用量等を管理する廃棄物発電管理システム、再生可能エネルギーから発生した電力の管理を行うＲＰＳ管理システムをオンラインで結合してデータを共有したことを特徴とする廃棄物管理システム。
10. 廃棄物燃料加工処理設備にて受け入れた廃棄物を管理するマニフェスト情報と、生産された廃棄物燃料を消費する廃棄物発電設備における廃棄物燃料消費量を用いて、廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物量の受入、消費状況を把握し、廃棄物の収支を明確にする手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の廃棄物管理システム。
11. 廃棄物を加工して発電用燃料を製造する廃棄物燃料加工処理設備における廃棄物燃料の生産管理を行う廃棄物管理システムにおいて、廃棄物発電設備における発電計画から、燃料消費量を予測し、受入計画を立案する手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の廃棄物管理システム。
12. 廃棄物燃料加工処理設備にて生産し、供給した廃棄物燃料の重量と、廃棄物燃料の発熱量をもとに、燃料販売費の管理を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の廃棄物管理システム。
13. 廃棄物燃料の生産量を当該廃棄物燃料の供給先である廃棄物発電設備の現在の消費量、バンカの残量から所定時間先の要求量を推定し、あらかじめ生産調整する手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の廃棄物管理システム。
14. 廃棄物燃料加工処理設備が廃棄物発電設備におけるＲＰＳ管理システムと情報を共有し、受け入れた廃棄物燃料により発電された電力の販売先を特定する手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の廃棄物管理システム。
15. 廃棄物を管理するマニフェスト情報及び廃棄物を加工して製造した製品の収支をネットワークを用いて公開すること若しくは廃棄物燃料加工処理設備及び廃棄物発電設備が立地する当該自治体と情報を共有することを特徴とする請求項１０記載の廃棄物管理システム。

Images