JP2014040551A - エネルギー供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】需要者の既存設備を利用可能とすることで微細粉燃料の利用を促進することができるエネルギー供給システムを提供する。
【解決手段】バイオマスを微細粉化して微細粉燃料を製造する微細粉燃料製造設備１０と、微細粉燃料を燃焼して熱エネルギーを生成し、熱エネルギーを用いて発電し、又は微細粉燃料をガス化若しくは液体化して改質燃料を生成するエネルギー変換手段２０と、エネルギー変換手段が発電した熱エネルギー、電力又は改質燃料を需要者に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー供給システムに関し、特に、バイオマスを用いてエネルギーを供給する場合に適用して有用なものである。

近年、資源の有効利用や廃棄物の減量化が求められており、バイオマスを発電などに有効利用することが考えられている。図５に示すように、例えば、間伐材などのバイオマスは、チップ状やペレット状に加工され、石炭火力発電所、地域熱電供給施設、又は家庭用ストーブなどで利用されている。

石炭火力発電所では、チップ状又はペレット状のバイオマスは、石炭と混焼される（例えば、特許文献１参照）。石炭と混焼する場合、高い燃焼効率でバイオマスを利用することができる。しかしながら、バイオマスの割合が多すぎると、チップ状又はペレット状のバイオマスとともに石炭を粉砕するための動力が増大してしまう。このため、バイオマスを石炭に混合する比率を高くすることができない。また、石炭火力以外の発電、例えば、重油などの液体燃料を用いた火力発電にバイオマスを利用することができない。

地域熱電供給施設は、バイオマスの発生源の近くに点在する熱電供給施設である。バイオマスは、そのような地域熱電供給施設に設置されたボイラの燃料として利用することができる。しかしながら、地域熱電供給施設は、比較的、小規模であり、効率が高くない。このため、高効率でバイオマスを利用する場合、点在する熱電併給施設を集約して大規模化する必要があるが、現実的ではない。

家庭用ストーブは、チップ状又はペレット状のバイオマスを燃焼する家庭用装置である。現状、そのような家庭用ストーブの普及率は低い。したがって、家庭用ストーブを導入する初期コストや、各家庭にバイオマスを配送する手段や体制など、インフラ整備が必要となってしまう。

このように、チップ状又はペレット状のバイオマスを利用しようにも上述した問題点があるため、バイオマスが積極的に利用されないという問題がある。

特開２００７−１０１１３５号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バイオマスの利用を促進することができるエネルギー供給システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、バイオマスを微細粉化して微細粉燃料を製造する微細粉燃料製造設備と、前記微細粉燃料を燃焼して熱エネルギーを生成し、該熱エネルギーを用いて発電し、又は前記微細粉燃料をガス化若しくは液体燃料化して改質燃料を生成するエネルギー変換手段と、前記エネルギー変換手段が発電した熱エネルギー、電力又は前記改質燃料を需要者に供給する供給手段と、を備えることを特徴とするエネルギー供給システムにある。

かかる第１の態様では、バイオマスを微細粉燃料とし、この微細粉燃料により得られた各種エネルギーを需要者に提供する。微細粉燃料は、燃焼効率やガス化効率が高く、また液体燃料への変換効率も高い。このように微細粉燃料は、高効率にエネルギーを得られるものであるので、微細粉燃料という利用形態でバイオマスの利用が促進される。

また、微細粉燃料は、ペレット状などの形状に加工することも容易であり、微細粉燃料を搬送しやすい形状にすることができる。このため、輸送コストを低減することができる。さらに、輸送が容易となり、また輸送コストが低減されるため、石炭火力発電設備やガス化設備や液体燃料に改質する設備などが遠隔地にある場合においても、微細粉燃料を利用しやすい。すなわち、微細粉燃料の利用をより一層促進することができる。

さらに、微細粉燃料を用いて発電し、需要者に供給する利用形態では、需要者側の既設の設備で微細粉燃料由来のエネルギーを利用することができる。このように、需要者設備にて、間接的に微細粉燃料を利用することができるので、微細粉燃料の利用が促進される。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載するエネルギー供給システムにおいて、前記エネルギー変換手段は、前記改質燃料を燃焼して得られた熱エネルギーを用いて発電することを特徴とするエネルギー供給システムにある。

かかる第２の態様では、微細粉燃料をガス化又は液体燃料化して改質燃料を得る。微細粉燃料は、表面積が増大するため、改質燃料に転換する効率が向上する。すなわち、エネルギー供給システムは、バイオマスから高効率で製造した改質燃料を供給することができる。これにより、需要者設備に供給される電力等のエネルギーに掛かるコストを低減することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載するエネルギー供給システムにおいて、前記微細粉燃料をペレット状又はブリケット状に成型する成型手段を備え、前記エネルギー変換手段は、石炭火力発電設備であり、前記石炭火力発電設備では、前記成形手段から供給されたペレット状又はブリケット状の前記微細粉燃料を石炭とともに粉砕して燃焼することを特徴とするエネルギー供給システムにある。

かかる第３の態様では、微細粉燃料をペレット状燃料とすることで、車両や船舶等での輸送を容易なものとすることができる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか一つの態様に記載するエネルギー供給システムにおいて、前記エネルギー変換手段は、前記微細粉燃料を直接燃焼するボイラを有し、該ボイラで生じた熱エネルギーを用いて発電する微細粉燃料発電設備であることを特徴とするエネルギー供給システムにある。

かかる第４の態様では、微細粉燃料を直接燃焼する。微細粉燃料は、バイオマスを粉砕した木質チップや、バイオマスをペレット化・ブリケット化したものをボイラで燃焼するよりも、燃焼効率が高い。このため、微細粉燃料発電設備は、木質チップ等を燃焼する方式よりも効率良く発電することができ、需要者設備に供給する電力に掛かるコストを低減することができる。

本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか一つの態様に記載するエネルギー供給システムにおいて、前記エネルギー変換手段は、前記微細粉燃料をガス化したガス化燃料を燃焼するガスタービン又はガスエンジンを有し、該ガスタービン又はガスエンジンで生じた熱エネルギーを用いて発電するガス発電設備であることを特徴とするエネルギー供給システムにある。

かかる第５の態様では、ガスタービンやガスエンジン等を有する既存のガス発電設備をそのまま利用することができる。これにより、微細粉燃料を利用するために、設備を交換・改造等することがないので、初期投資を抑えることができる。

本発明の第６の態様は、第１〜第５の何れか一つの態様に記載するエネルギー供給システムにおいて、前記エネルギー変換手段は、灯油ボイラを有し、前記微細粉燃料を液体化した液体燃料を前記灯油ボイラで燃焼させ、前記灯油ボイラで生じた熱エネルギーを用いて発電する液体燃料発電設備であることを特徴とするエネルギー供給システムにある。

かかる第６の態様では、灯油ボイラ等を有する既存の液体燃料発電設備をそのまま利用することができる。これにより、微細粉燃料を利用するために、設備を交換・改造等することがないので、初期投資を抑えることができる。

本発明に係るエネルギー供給システムによれば、需要者の既存設備を利用可能とすることで微細粉燃料の利用を促進することができるエネルギー供給システムが提供される。

エネルギー供給システムの概略図である。 微細粉燃料製造設備の概略図である。 バイオマスの利用形態を示す概略図である。 エネルギー供給システムの適用例を示す概念図である。 従来のバイオマスの利用形態を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

図１は、本実施形態に係るエネルギー供給システムの概略図である。同図に示すようにエネルギー供給システム１は、微細粉燃料製造設備１０と、エネルギー変換手段２０と、需要者設備３０とを備えている。

微細粉燃料製造設備１０は、バイオマスを微細粉化して微細粉燃料を製造する設備である。本発明のバイオマスは、主として木材からなる木質系のバイオマスである。具体的には、バイオマスとは、生物由来の再生可能な有機物資源であり、セルロース、ヘミセルロース、及びリグニン等から構成される。木材としては、針葉樹、広葉樹など任意の種類のものを使用することができる。

微細粉燃料とは、バイオマスを微細粉化して粉末状としたものである。微細粉燃料は、微細粉燃料製造設備１０で製造される。図２を用いて微細粉燃料製造設備１０の構成及び微細粉燃料の製造方法を説明する。ここでは、バイオマスの一例として山林で得られた間伐材１９を用いることとする。

同図に示すように、微細粉燃料製造設備１０は、間伐材１９を搬送するベルトコンベア１１、粗粉砕装置１２、スクリューコンベア１３、乾燥機１４、微細粉化装置１５、貯蔵タンク１６を備えている。

ベルトコンベア１１で搬送された間伐材１９は、粗粉砕装置１２に供給される。粗粉砕装置１２としては、間伐材１９を粉砕できるものであれば特に限定されないが、例えば、ボールミル、テーブルミルなどを用いることができる。粗粉砕装置１２は、間伐材１９を粗粉砕して、例えば３ｍｍ程度以下の大きさの粗粉砕燃料にする。

粗粉砕装置１２により得られた粗粉砕燃料は、スクリューコンベア１３により乾燥機１４に搬送される。乾燥機１４は、例えば、容器内に熱風を供給可能に構成され、容器内に供給された粗粉砕燃料を該熱風で乾燥させるものである。後述する微細粉化装置１５の前段で粗粉砕燃料を乾燥させることが好ましいが、間伐材１９（バイオマス）の種類や含水率によって、微細粉化装置１５の後に乾燥を行ってもよい。

乾燥機１４により乾燥された粗粉砕燃料は、微細粉化装置１５に搬送される。微細粉化装置１５は、粗粉砕燃料をさらに微小な粉末状に粉砕する装置である。微細粉化装置１５は、例えば、容器内に供給された粗粉砕燃料を高速かつ複雑に攪拌させることで乱流を起こし、粗粉砕燃料同士の摩擦及び衝突で微細粉化するように構成されている。

微細粉化装置１５で粗粉砕燃料を微細粉化したものを微細粉燃料という。微細粉燃料の平均粒径は例えば３０〜１００μｍ以下である。このような微細粉化装置１５で製造された微細粉燃料は、貯蔵タンク１６に貯蔵され、必要に応じて適宜搬出される。

このような微細粉燃料は、微細に粉砕されることで表面積が増大するため、空気中の酸素との反応効率が向上することから燃焼速度が速い。これにより、微細粉燃料をガス化する際に、高効率にエネルギー変換することが可能となる。さらに燃焼速度が速い微細粉燃料は、石炭の助燃材としても有用である。また、表面積が大きいため、微細粉燃料をアルコールなどの液体燃料に転換する効率も向上する。

また、微細粉燃料は微細粉状であるため、ペレット状やチップ状やブリケット状の燃料と比べて燃焼後の灰や未燃焼成分の排出量も少ない。従って、廃棄物排出量を軽減できる点で環境性にも優れている。さらに、微細粉燃料の燃焼は、石炭燃焼と比較して、窒素化合物の発生を約１／３に軽減できる点で環境性にも優れている。

上述したように、微細粉燃料は、直接燃焼して熱エネルギーを得るほか、微細粉燃料をガス化してガス化燃料を得たり、微細粉燃料を液体燃料にしたり、他の形態に変換することが可能である。また、微細粉燃料をペレット状やブリケット状にしてハンドリング性が高い形状に成型することが可能である。

図１に戻り、本実施形態に係るエネルギー供給システムにおいて、このような微細粉燃料の利用形態について詳細に説明する。

微細粉燃料製造設備１０で製造された微細粉燃料は、エネルギー変換手段２０により種々のエネルギー形態に変換されて需要者設備３０に供給される。なお、特に図示しないが微細粉燃料製造設備１０で製造された微細粉燃料は、直接的に需要者設備３０に供給されてもよい。

本実施形態に係るエネルギー変換手段２０は、ガス化設備２１、ガス発電設備２２、液体燃料製造設備２３、液体燃料発電設備２４、ペレット化・ブリケット化設備２５、スラリー化設備２６、石炭火力発電設備２７、及び微細粉燃料発電設備２８を備えている。

ガス化設備２１は、微細粉燃料を蒸し焼きして熱分解し、ガス化燃料（請求項の改質燃料の一例である）と炭化物とを生成するものである。ガス化燃料は、微細粉燃料中の揮発分から構成され、主に一酸化炭素、水素、水、炭化水素、タール等を成分とする。一方、炭化物は、炭素、炭等のいわゆるチャーである。ガス化設備２１で製造されたガス化燃料は、ガス発電設備２２や液体燃料製造設備２３、需要者設備３０に供給手段（パイプラインやガス化燃料の搬送車）により供給される。

ガス発電設備２２は、ガス化設備２１から供給されたガス化燃料を用いて発電するものである。ガス発電設備２２は、例えば、ガス化燃料を燃焼する燃焼器、燃焼器で生じた燃焼ガスが供給されるガスタービン、ガスタービンにより駆動される発電機を備えている。もちろん、ガス発電設備２２は、このような態様に限定されず、廃熱回収装置と蒸気タービンとをさらに備えていてもよいし、ガス化燃料を燃焼するガスエンジンを備えていてもよい。ガス発電設備２２で発電された電力や廃熱は、需要者設備３０に供給手段（送配電線や廃熱により加熱された熱媒を供給する配管など）により供給される。

液体燃料製造設備２３は、微細粉燃料又はガス化燃料を原料としてアルコールなどの液体燃料（請求項の改質燃料の一例である）を製造するものである。

液体燃料製造設備２３は、微細粉燃料製造設備１０で製造された微細粉燃料を原料として、エタノール（いわゆるバイオエタノール）を製造するものである。このバイオエタノールは、公知の製造方法、例えば、微細粉燃料を糖化、発酵、蒸留することで得られる。

また、液体燃料製造設備２３は、ガス化設備２１で製造されたガス化燃料を反応に適した温度、圧力とし、触媒の存在下で合成反応させることによりメタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、灯油、軽油等の炭化水素液体燃料を製造するものであってもよい。

液体燃料製造設備２３で製造された液体燃料は、液体燃料発電設備２４や需要者設備３０に供給手段（パイプラインや液体燃料の搬送車）により供給される。

液体燃料発電設備２４は、液体燃料製造設備２３から供給された液体燃料を用いて発電するものである。液体燃料発電設備２４は、例えば、液体燃料を燃焼するボイラと、該ボイラで生じた熱エネルギーにより生成した蒸気が供給される蒸気タービンと、蒸気タービンにより駆動される発電機を備えている。液体燃料発電設備２４で発電された電力や廃熱は、需要者設備３０に供給手段（送配電線や廃熱により加熱された熱媒を供給する配管など）により供給される。

もちろん、液体燃料発電設備２４は、液体燃料製造設備２３から供給された液体燃料を専焼するものでもよいし、灯油など他の液体燃料と混焼するものであってもよい。

ペレット化・ブリケット化設備２５は、微細粉燃料をペレット化・ブリケット化するものである。ペレット化・ブリケット化された微細粉燃料を総称してペレット状燃料と称する。

ペレット化・ブリケット化設備２５で製造されたペレット状燃料は、石炭火力発電設備２７に供給手段（車両や船舶など）により供給される。

スラリー化設備２６は、微細粉燃料に水分を添加してスラリー化するものである。スラリー化された微細粉燃料をスラリー状燃料と称する。微細粉燃料は、通常のバイオマスと比較して、少ない水分量でスラリー化が可能である。

スラリー化設備２６で製造されたスラリー状燃料は、石炭火力発電設備２７に供給手段（車両や船舶など）により供給される。

石炭火力発電設備２７は、ペレット化・ブリケット化設備２５から供給されたペレット状燃料、スラリー化設備２６から供給されたスラリー状燃料を石炭と混焼して発電するものである。

石炭火力発電設備２７は、例えば、ペレット状燃料と石炭とを粉砕するミル、粉砕したペレット状燃料及び石炭（微粉炭）を燃焼する微粉炭焚きボイラ、該ボイラで生じた熱エネルギーにより生成した蒸気が供給される蒸気タービン、蒸気タービンにより駆動される発電機を備えている。

また、スラリー状燃料を用いる場合、スラリー状燃料に微粉炭を添加したものを燃焼する加圧流動床ボイラ、該ボイラで生じた熱エネルギーにより生成した蒸気が供給される蒸気タービン、蒸気タービンにより駆動される発電機を備えた石炭火力発電設備２７を採用することができる。

石炭火力発電設備２７で発電された電力や廃熱は、需要者設備３０に供給手段（送配電線や廃熱により加熱された熱媒を供給する配管など）により供給される。

微細粉燃料発電設備２８は、微細粉燃料製造設備１０で製造された微細粉燃料を用いて発電するものである。微細粉燃料発電設備２８は、例えば、微細粉燃料を燃焼するボイラ、該ボイラで生じた熱エネルギーにより生成した蒸気が供給される蒸気タービン、蒸気タービンにより駆動される発電機を備えている。

微細粉燃料発電設備２８で発電された電力や廃熱は、需要者設備３０に供給手段（送配電線や廃熱により加熱された熱媒を供給する配管など）により供給される。

需要者設備３０は、需要者が有し、電力、熱、ガス化燃料、液体燃料をエネルギー源とする設備である。需要者設備３０は、上述した各種設備と供給手段を介して電力、熱、ガス化燃料、液体燃料が供給されるように構成されている。需要者設備３０の具体例としては、電力を用いる場合、種々の電化製品や電気自動車等を挙げることができる。熱を用いる場合、熱交換機などである。ガス化燃料を用いる場合、ガスボイラ、ガスエンジン、ガスタービンなどである。液体燃料を用いる場合、灯油ボイラなどである。

上述したような構成のエネルギー供給システム１では、微細粉燃料製造設備１０でバイオマスから微細粉燃料が製造される。この微細粉燃料は、エネルギー変換手段２０により他のエネルギー形態に変換されて需要者設備３０に供給される。他のエネルギー形態とは、電力、熱、ガス化燃料、液体燃料である。

すなわち、本発明によれば、微細粉燃料の利用形態を多様化することができる。詳細は後述するが、例えば、図３に示すように、微細粉燃料をペレット状やブリケット状にして遠隔地に多量に搬送しやすい利用形態とすることで、遠隔地にある石炭火力発電設備２７において燃焼効率が高いという微細粉燃料の特徴を十分に利用して発電を行うことができる。

他にも、微細粉燃料（バイオマス一般）をガス化する噴流床ガス化炉が知られているが、これに微細粉燃料を供給するという利用形態も可能である。例えば、噴流床ガス化炉（地域熱電供給施設）が比較的、微細粉燃料製造設備１０の近辺に点在していれば、それらに直接パイプラインで接続して微細粉燃料を供給する。これにより、パイプラインによる気体搬送効率がよく、またガス化効率が高いという微細粉燃料の特徴を十分に利用してガス化を行うことができる。

また、微細粉燃料は、高効率で液体燃料を生成することができる。液体燃料は、重量に比してエネルギーの密度が高く、輸送や貯蔵が容易である。さらに、液体燃料は、液体燃料を用いる火力発電所において混焼して利用することができるし、灯油ボイラを備える地域熱電供給施設において利用することができる。また、液体燃料は、家庭用の灯油ストーブに利用することも可能であるので、特別なインフラ整備を要することなく、家庭でバイオマスを利用することができる。

このように、エネルギー供給システム１によれば、微細粉燃料の利用形態を多様化することで、輸送し難いなどの微細粉燃料のデメリットが解消され、各地に存在する石炭火力発電設備２７等のエネルギー変換手段２０において、燃焼効率及びガス化効率が高いという微細粉燃料の特徴を活かして、効率のよい燃焼、発電やガス化を行うことができる。

また、各種のエネルギー変換手段２０においては、既存の設備をそのままで燃焼効率やガス化効率が高い微細粉燃料を利用できるので、微細粉燃料の利用をより一層促進することができる。

さらに、エネルギー供給システム１によれば、微細粉燃料用の需要者設備３０に交換したり改造したりすることなく、従来の電力等を利用する既存の需要者設備３０で微細粉燃料由来のエネルギーを利用することができる。

なお、微細粉燃料を始めとしたバイオマスを用いる際には、国や自治体などから補助金が得られる場合がある。この補助金を利用して、微細粉燃料を用いるために需要者設備３０を全て交換・改造したのでは、補助金額が嵩んだり、又は需要者全員に行き渡らない虞がある。しかしながら、各種設備（エネルギー変換手段２０）の設立に補助金を集中的に用いれば、微細粉燃料の利用が促進されるのみならず、補助金の費用対効果も増大することが期待できる。

以下、微細粉燃料の各種の利用形態について詳細に説明する。

エネルギー供給システム１では、微細粉燃料をガス化又は液体化してガス化燃料又は液体燃料を得る。微細粉燃料は、表面積が増大するため、ガス化や液体燃料に転換する効率が向上する。すなわち、エネルギー供給システム１は、バイオマスから高効率で製造したガス化燃料又は液体燃料をガス発電設備２２、液体燃料発電設備２４、又は需要者設備３０に供給することができる。これにより、需要者設備３０に供給される電力等のエネルギーに掛かるコストを低減することができる。

従来技術で述べたように、微細粉燃料は、容器に詰め、車両や船舶などで大量に遠隔地に搬送し難いものである。

一方、ペレット状燃料やスラリー状燃料であれば、上述したような取り扱い上の問題が解消され、気体搬送以外の搬送時に非常に有用な形態である。すなわち、微細粉燃料をペレット状燃料とすることで、ハンドリング性（扱いやすさ）が向上し、車両や船舶などによる大規模輸送が可能となる。

このように微細粉燃料のハンドリング性を向上させることで、ペレット状燃料やスラリー状燃料を用いる石炭火力発電設備２７と、微細粉燃料製造設備１０との配置について地理的・コスト的な制約が緩和され、また微細粉燃料の輸送に掛かるコストを低減できる。

例えば、微細粉燃料製造設備１０は、間伐材１９（バイオマス）が得られる山林に近い場所に設置することが好ましい。間伐材１９を輸送するコストを低減するためである。一方、石炭火力発電設備２７は、微細粉燃料製造設備１０に近い場所に設置する方が、微細粉燃料を搬送するコストを低減できる。しかし、石炭火力発電設備２７は、冷却や石炭の輸送を考慮すると山林に近い場所が好ましいとは限らない。

したがって、微細粉燃料製造設備１０と石炭火力発電設備２７とは、地理的に離れた場所に設置される。この場合、微細粉燃料をパイプラインで搬送すると、そのパイプラインの構築や保守に費用が嵩んでしまう。また、車両で搬送するとしても、微細粉燃料はハンドリング性が悪い。

そこで、上述したペレット状・スラリー状とすれば、車両での搬送が容易となり、パイプラインで搬送するよりもコストが掛からない。

そして、ペレット状燃料は、押圧することで、簡単に元の微細粉燃料に戻る。つまり、石炭火力発電設備２７にペレット状燃料を輸送した後は、微細粉燃料を粉砕する動力を増大させることはなく、燃焼特性に優れた元の微細粉燃料を利用することができる。また、スラリー状燃料は、そのまま燃焼に供することができる。つまり、石炭火力発電設備２７には、新たな装置を要しない。

このように、微細粉燃料をペレット状燃料又はスラリー状燃料とすることで、車両や船舶等での輸送を容易なものとすることができる。そして、パイプライン等で搬送するために、微細粉燃料製造設備１０の近くに石炭火力発電設備２７を設置するといった制約も緩和される。

これにより、既存の石炭火力発電設備２７の設置位置とは関係なく、バイオマスの発生源（山林など）に近い場所に微細粉燃料製造設備１０を設置し、コストの削減を図ることが可能となる。そして、燃焼効率が高いという微細粉燃料の特徴を、遠隔地にある石炭火力発電設備２７においても十分に利用することができ、高効率な発電が可能となる。

なお、上述したハンドリング性に関しては、液体燃料にも同じ事が言える。すなわち、液体燃料とすれば、車両や船舶などでの大規模輸送が可能となる。また、既存の液体燃料発電設備２４の設置位置とは関係なく、バイオマスの発生源（山林など）に近い場所に微細粉燃料製造設備１０を設置し、コストの削減を図ることが可能となる。

微細粉燃料発電設備２８は、微細粉燃料を直接燃焼する。微細粉燃料は、バイオマスを粉砕した木質チップや、バイオマスをペレット化・ブリケット化したものをボイラで燃焼するよりも、燃焼効率が高い。木質チップ等は、粒径が大きいため燃焼しきれないからである。

このため、微細粉燃料発電設備２８は、木質チップ等を燃焼する方式よりも効率良く発電することができ、需要者設備３０に供給する電力に掛かるコストを低減することができる。

なお、上述したようなハンドリング性の観点から、微細粉燃料発電設備２８は、微細粉燃料製造設備１０とはパイプラインで微細粉燃料が供給されるように構成することが好ましい。そして、パイプラインの構築や保守に掛かる費用を低減するために、微細粉燃料発電設備２８は、微細粉燃料製造設備１０の近くに設置することが好ましい。

また、エネルギー変換手段２０としてガス発電設備２２を採用した。すなわち、微細粉燃料をガス化してガス化燃料とし、ガス化燃料を燃焼して発電し、その電力を需要者設備３０に供給するようにした。

さらに、エネルギー変換手段２０として液体燃料発電設備２４を採用した。すなわち、微細粉燃料を液体化して液体燃料とし、液体燃料を燃焼して発電し、その電力を需要者設備３０に供給するようにした。

このようにエネルギー供給システム１によれば、ガスタービンやガスエンジン等を有する既存のガス発電設備２２や、灯油ボイラ等を有する既存の液体燃料発電設備２４をそのまま利用することができる。これにより、微細粉燃料を利用するために、設備を交換・改造等することがないので、初期投資を抑えることができる。

なお、上述した微細粉燃料製造設備１０は、間伐材１９のみを原料として微細粉燃料を製造したが、このような態様に限定されない。複数種類のバイオマスを原料として微細粉燃料を製造してもよい。

一般に、バイオマスは、種類によって成分が異なる。すなわち、バイオマスの種類ごとに微細粉燃料の性状が異なる。このように微細粉燃料の性状が不安定であると、各発電設備での運転に影響する。

したがって、複数種類のバイオマスを原料とする場合は、それらのバイオマスから製造した微細粉燃料の成分を調整することが好ましい。これにより、微細粉燃料の性状が安定し、各発電設備においても安定的に運転をすることができる。

特に、バイオマスとして竹などを利用する場合、竹に含まれる塩素含有量が高いために発電設備で用いることは困難である。しかしながら、上述したように他の種類のバイオマス由来の微細粉燃料と混合することで、塩素は希釈されるため、竹を微細粉燃料の原料として用いることが可能となる。

また、エネルギー変換手段２０の構成は、上述したものに限定されない。各種設備の組み合わせや個数は任意である。

図４は、本実施形態に係るエネルギー供給システムの適用例を示す概念図である。同図に示すように、山林に近い箇所において、微細粉燃料製造設備１０を設置する。山林に近い地域については、例えば微細粉燃料を直接燃焼する微細粉燃料発電設備２８を設置し、微細粉燃料製造設備１０とパイプラインで接続する。このパイプラインを介して供給された微細粉燃料を用いて、微細粉燃料発電設備２８で発電を行い、その電力及び廃熱をその地域に居住する需要者の需要者設備３０に供給する。

一方、既設の石炭火力発電設備２７には、ペレット状燃料を車両で搬送する。そして、石炭火力発電設備２７で発電した電力を送配電線を介して広域の需要者設備３０に供給する。

すなわち、エネルギー供給システム１は、微細粉燃料製造設備１０の近くでは、微細粉燃料を直接パイプラインで搬送して輸送効率を高め、地域の需要者にエネルギーを供給することができる。一方、微細粉燃料製造設備１０から遠く離れた場所には、ペレット状燃料にしてハンドリング性を高めるとともに輸送コストを低減し、石炭火力発電設備２７を介して広域の需要者にエネルギーを供給する。

このように、エネルギー供給システム１によれば、エネルギー変換手段２０（微細粉燃料発電設備２８や石炭火力発電設備２７）の所在に適した形態で微細粉燃料を供給するので、輸送コストを低減することができる。また、エネルギー変換手段２０により、需要者に需要者設備３０の交換・改造等を強いることなく、微細粉燃料由来のエネルギーを供給することができる。このように微細粉燃料が有効利用されるため、微細粉燃料の需要が促進される。

１ エネルギー供給システム
１０ 微細粉燃料製造設備
１１ ベルトコンベア
１２ 粗粉砕装置
１３ スクリューコンベア
１４ 乾燥機
１５ 微細粉化装置
１６ 貯蔵タンク
１９ 間伐材
２０ エネルギー変換手段
２１ ガス化設備
２２ ガス発電設備
２３ 液体燃料製造設備
２４ 液体燃料発電設備
２５ ブリケット化設備
２６ スラリー化設備
２７ 石炭火力発電設備
２８ 微細粉燃料発電設備
３０ 需要者設備

Claims (6)

1. バイオマスを微細粉化して微細粉燃料を製造する微細粉燃料製造設備と、
   前記微細粉燃料を燃焼して熱エネルギーを生成し、該熱エネルギーを用いて発電し、又は前記微細粉燃料をガス化若しくは液体燃料化して改質燃料を生成するエネルギー変換手段と、
   前記エネルギー変換手段が発電した熱エネルギー、電力又は前記改質燃料を需要者に供給する供給手段と、
   を備えることを特徴とするエネルギー供給システム。
2. 請求項１に記載するエネルギー供給システムにおいて、
   前記エネルギー変換手段は、前記改質燃料を燃焼して得られた熱エネルギーを用いて発電する
   ことを特徴とするエネルギー供給システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載するエネルギー供給システムにおいて、
   前記微細粉燃料をペレット状又はブリケット状に成型する成型手段を備え、
   前記エネルギー変換手段は、石炭火力発電設備であり、
   前記石炭火力発電設備では、前記成形手段から供給されたペレット状又はブリケット状の前記微細粉燃料を石炭とともに粉砕して燃焼する
   ことを特徴とするエネルギー供給システム。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載するエネルギー供給システムにおいて、
   前記エネルギー変換手段は、前記微細粉燃料を直接燃焼するボイラを有し、該ボイラで生じた熱エネルギーを用いて発電する微細粉燃料発電設備である
   ことを特徴とするエネルギー供給システム。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載するエネルギー供給システムにおいて、
   前記エネルギー変換手段は、前記微細粉燃料をガス化したガス化燃料を燃焼するガスタービン又はガスエンジンを有し、該ガスタービン又はガスエンジンで生じた熱エネルギーを用いて発電するガス発電設備である
   ことを特徴とするエネルギー供給システム。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載するエネルギー供給システムにおいて、
   前記エネルギー変換手段は、灯油ボイラを有し、前記微細粉燃料を液体化した液体燃料を前記灯油ボイラで燃焼させ、前記灯油ボイラで生じた熱エネルギーを用いて発電する液体燃料発電設備である
   ことを特徴とするエネルギー供給システム。

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