JP2019128786A - 再生ガス地域施設供給システム及びそれを利用した地域ｂｃｐシステム - Google Patents

Abstract

【課題】非常用の燃料確保が十分でない施設などに緊急時に燃料を提供できるシステムを開発すること。【解決手段】有機物残渣を原料とする発酵ガス発生装置と、発生したガスを貯蔵する装置と、ガス吸着貯蔵装置と、ガスを燃料とするボイラー及び／又は発電装置を備えており、ガス吸着貯蔵装置に貯蔵されているガスを地域施設に供給することを特徴とする再生ガス地域施設供給システム。【選択図】図１

Description

本発明は、下水処理場や食品工場から発生する有機物残渣を利用したガスを有効利用する技術に関する。特に、災害時に地域社会の継続性を維持するために有効利用する技術に関する。

下水処理場で発生するメタンを主成分とする消化ガスを利用して発電する技術がある。
例えば、特許文献１（特開２００２−２８２８９６号公報）には、下水処理場で発生した消化ガスを利用して下水処理場内で発電し、処理場内の電力に活用し、排熱を汚泥の乾燥熱源に利用する発明が開示されている。
特許文献２（特開２００２−３２６０７１号公報）には、下水処理場から発生する汚泥と、生ごみや食品廃棄物から発生する汚泥を調整したスラリーを利用してバイオガスを生成し、そのガスを燃料として熱併給発電をおこなうコージェネシステムを構築する発明が開示されている。
特許文献３（特開２０１７−９９１９８号公報）には、下水処理場で発生させたガスを使用したコジェネレーション設備を利用して、電気と熱エネルギーを生成する燃料として使用する下水処理システムが開示されている。

一方、２０１１年の東日本大震災以来、社会インフラが毀損するような大災害に対して企業や自治体などが事業を継続する計画を立てる事業継続計画いわゆるBCP（Business continuity planning）が注目されている。例えば、２０１２年には、経産省から「「地域連携」を活用した事業継続計画のススメ」が発行されている。
電気やガスの供給が停止するような災害時の対策として、次用の提案例がある。
特許文献４（特開２０１７−１８８２１６号公報）には、商用電力系統の停電と都市ガスの供給が停止した場合に、ＬＰガスなどに切り替えて発電することができるシステムが開示されている。
特許文献５（特開平９−３１７９９５号公報）には、災害発生時に天然ガスが停止した地域に天然ガスを提供する高圧天然ガスボンベを搭載した天然ガス供給車両が提案されている。

特開２００２−２８２８９６号公報 特開２００２−３２６０７１号公報 特開２０１７−０９９１９８号公報 特開２０１７−１８８２１６号公報 特開平０９−３１７９９５号公報

近年、災害時における（病院等の）地域重要施設は、ＢＣＰ（Business continuity planning)の観点から非常電源による72時間（3日）以上の燃料の貯蔵が必要とされる。貯蔵場所は、危険物貯蔵の観点から地上に貯蔵設置せずに、地下埋設とされ屋上等に設置した発電機に配管接続しポンプ等で圧送し使用する。この方式の場合、ポンプやタンクの水没対策や配管の耐震対策が必要となり、非常に高価な設備となる。貯蔵の不要な都市ガスによる供給の場合、災害時に供給不能のリスクがある。本発明は、非常用の燃料確保が十分でない施設などに緊急時に燃料を提供できるシステムを開発することを課題とする。

本発明は、下水処理場などの汚泥から発生する消化ガスに着目したものであり、汚泥を飼料として活動する微生物は、汚泥に栄養源がある限り活動し続けてガスを生成することに着目したものである。下水処理場では定常的にガスが発生するので、定常時に利用できるシステムと非常時システムに切り替えることができるシステムを構築し、無理と無駄のないシステムを提案する。
本発明で発酵ガスの原料としている「有機物残渣」とは、微生物を用いた発酵によるメタンを主成分とする発酵ガスを発生させる原料となる下水処理の発酵用の処理物、食品工場から排出される有機廃棄物、畜産糞尿、草木など全般を指す。「有機物残渣」あるいは「有機残渣」は基本的に同一意味で使用している。

本発明の主な構成は次のとおりである。
１． 有機物残渣を原料とする発酵ガス発生装置と、
発生したガスを貯蔵する装置と、
ガス吸着貯蔵装置と、
ガスを燃料とするボイラー及び／又は発電装置（燃料電池、コジェネ）を備えており、
ガス吸着貯蔵装置に貯蔵されているガスを地域施設に供給することを特徴とする再生ガス地域施設供給システム。
１．２ 有機物残渣を原料とする発酵ガス発生装置と
発生したガスを貯蔵する装置と、
ガス吸着貯蔵装置と、
ガスを燃料とするボイラー及び／又は発電装置（燃料電池、コジェネ）を備えており、
ガス吸着貯蔵装置に貯蔵されているガスを地域施設に供給することを特徴とする再生ガス地域施設供給システムであって、
非常時に地域の重要施設を優先して供給することを特徴とする再生ガス地域施設供給システム。
１．３ 地域の重要施設は、少なくとも、ガスを燃料とすることが可能な機器（ボイラー、発電機など、油・ガス切り替え加工機器など）を備えていることを特徴とする１．記載の再生ガス地域施設供給システム。
２． 有機物残渣は、下水処理場の汚泥及び／又は食品加工残渣あるいは畜産廃棄物であることを特徴とする１．記載の再生ガス地域施設供給システム。
３． 地域施設に供給されるガスは、ガス吸着ボンベであることを特徴とする１．又は２．記載のガス地域施設供給システム。
４． クラウドシステムにより各地域施設の燃料要求量を把握し、要求量に合わせて吸着ボンベを燃料として供給することを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
５． 電気及び／又はガスの供給が停止する社会インフラが毀損された場合に地域の重要施移設に燃料として、ガスを供給することを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
電気やガスの供給が遮断して社会インフラが毀損した場合を本発明では非常時として扱うこととする。このような状況になった場合、ＢＣＰ計画に従って本発明が機能する。
６． 停電時において、発酵ガス発生装置のガス発生量を予測し、ガス貯蔵装置のガス供給量を演算するシステムを備えたことを特徴とする５．に記載の再生ガス地域施設供給システム。
６．２ 太陽電池及び／又は風力発電装置による電気を発酵ガス発生装置の運用電源とすることを特徴とする５．又は６．に記載の再生ガス地域施設供給システム。
６．３ 地域施設が、予約されている施設であることを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
７． 発生ガスは、発酵ガス発生装置から購入したガスであり、ガス吸着貯蔵装置に貯蔵されているガスを地域施設に有料供給することを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
７．２ 有機物残渣の種類によってはガスの性質が異なるので、発生ガスの買い取り価格は、ガスの熱量とガス吸着貯蔵装置に貯蔵するまでの費用とから演算することを特徴とする７．記載の再生ガス地域施設供給システム。
８． 災害時（非常時）において、予約している重要施設における燃料消費状況に応じて、優先して施設にガスを供給することを特徴とする５．〜７．のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
９． １．〜８．のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システムを利用した地域ＢＣＰシステム。

１．本発明は、電源を必要としない地域近郊にあるガス発生施設からガスを提供できるので、地域のＢＣＰ対策としてとても有効なシステムである。
ａ．本発明は、地域の重要施設に非常時にもガスを提供できる下水処理場の汚泥などの有機物残渣を原料とするガス生成装置を利用して、地域の施設にガスを供給できるシステムを構築した。消化ガスを生成する消化層（発酵槽）は、２０日程度発酵を続けるので、非常時でも十分に７２時間以上重要施設に提供することができる。
ｂ．有機残渣は、下水処理施設の汚泥、食品工場の生ごみ、酒やビール工場の酒粕やビール粕などの発酵残渣、畜産施設、魚処理施設、肉処理施設などから排出される有機物を含む材料である。
ｃ．定常時は、施設内で利用するとともに、地域社会の施設へ提供することを通して、非常時に提供できるガスの量を確保することができる。日常利用されるシステムを非常時システムに転用できるので、システムの維持管理が容易で、非常時専用システムよりもコストが低減する。
ｄ．下水処理場は、広い敷地を有し、発酵槽などの設備は強固であって、災害耐久性が高く、かつ都市近郊にあるので、高速道路や橋梁などのインフラに障害があっても、地域の施設には比較的容易にアクセスすることができる。そして、通信インフラに障害が起きても、人伝でも供給依頼をすることができる。
ｅ．地域社会の重要施設としては、一般的には、災害対策本部、支部、消防、警察、医療機関などがあげられる。病院や医院などでは、電気がないと設備が稼働せず、生死にかかわる事態があるので、近郊に発電に使えるガス供給設備があることは必要性が高い。
ガスを供給する重要施設は、再生ガスを利用できる装備を事前に備えていることとする。重油などの石油系燃料と再生ガスを切り替えできる設備とする。

２．ガス吸着ボンベを利用して地域施設にガスを供給することにより、ガス管の破損などの影響を受けることがない。また、交通事情により、車両が使えない場合であっても、人力で届けることができる。
３．通常時にガスを提供している施設とは、クラウドシステムを利用することにより、ガスの使用状態を把握することができ、供給時期を予測して、配給することができる。
非常時であってもクラウドシステムが利用できる場合は、このシステムを利用して、不足しそうな重要施設にはガスを配給することができるので、供給連絡の必要がない。非常時重要施設は、ＢＣＰの観点からは、事前に設定する事項になっているので、この設定にしたがって、クラウドシステムに加入することになる。さらに、本発明の運用で加入する重要施設を決めることができる。
４．本発明で非常時とは、電気、ガスの供給が停止して地域の社会インフラが遮断された状態とする。
５．停電時において、ガスの発生量を予測して、貯蔵されるガスの量を予測し、地域施設に供給可能なガスの量を想定するシステムである。発酵槽は加温した方が微生物の活動が活発になるので、太陽電池や風力発電装置を備えて発酵槽の運用電源とし、ガスの生成を促す。
６．予約制にすることによって、通常時あるいは非常時もガスを供給する施設を決めることによって、本システムの需要と供給のバランスをとることができる。
７．本発明は、一種類の有機物残渣源を原料とする特定の施設から発生したガスを対象とすることに限らず、多様な発生源から供給される有機物残渣別に、あるいは、ガスを発生させる施設別に購入して、有料販売して、システムを事業化する。事業化することにより、非常時には、無料あるいは非常時扱いとして、地域社会のインフラを支える継続事業そのものとすることができる。
８．本発明は、通常時も非常時もガスを提供できる地域ガス供給システムを構築できるので、地域社会のＢＣＰシステムである。

再生ガス地域供給システム概要 システム メインフロー 通常時フロー 通常時地域ガス供給需給システム構成図 非常時ＢＣＰフロー 非常時地域ガス供給システム構成図 基本ビジネスモデル 通常時ビジネスシステム 緊急度合いに応じたＢＣＰ運用システム 下水処理場従来例 従来例：再生ガスの熱源利用システム

本発明は、微生物が下水処理場などから発生する有機物残渣を餌として発生する消化ガスを利用する発明である。微生物の活動は、緩やかな活動であり、自然的活動であり、停電などの影響を受けない。実際は、加温することによって、活発な微生物の活動を維持している。この消化ガスは、メタンガスが主成分であり、基本的には都市ガスと同種である。
この消化ガスを発電用の燃料や熱にして、下水処理施設などの施設内で利用すること（例えば、特許第3952702号公報参照、図１２参照）が提案されている。

本発明は、この消化ガスを、地域社会の施設へ供給するシステムであり、通常時に供給しているシステムを非常時に対応して供給するシステムである。通常時は重要施設も含む一般施設へ消化ガスを提供し、都市ガスや石油等の燃料供給が停止された場合や、停電等の非常時には、地域の重要施設を主に消化ガスを提供する地域ＢＣＰ対応のシステムである。通常時に提供しているガスを非常時対応に振り向けるのであるから、そのまま設備を利用できる。仮に、下水処理施設内の設備内で完結する発電設備などでは、非常時に対応することはできない。また、非常時用に特別の設備を準備した場合は、通常稼働しない設備を準備することとなるが、本発明はそのような必要はない。

再生ガスを地域施設に供給する地域ガス供給システム１００の構成概要を図１に示す。
この地域ガス供給システム１００では、下水処理施設から発生する汚泥を有機残渣として設定している。
下水処理施設等Ａ内には、有機残渣再生ガス発生装置１と発生したガスを濃縮して吸着するガス吸着ボンベと、施設内の設備機器を備えている。発生するガスは、下水処理施設等を維持するための燃料として必要な量を確保して、地域に供給することができる。
下水処理施設等Ａを維持するために必要なものは、電気と熱であり、電熱併用するコジェネや燃料電池等の発電設備４に発生するガスを供給する。
ガス吸着ボンベを利用することによって、ガスパイプの破損の影響を受けずに任意に、点在する地域の施設Ｂに供給することができる。下水処理施設等でもガスパイプに事故が発生した場合には、ボンベで対応できる。

供給される地域施設は、通常時６では一般燃料として様々な施設に供給される。公共施設、商業施設、住宅など特に制限はない。非常時７では、あらかじめ、指定された地域の重要施設にガスを供給する。
通行困難な非常時でも、ガスボンベであるので可搬性があり、最悪でも徒歩で運ぶことができる。そして、地域の下水処理施設は、比較的市街地近郊に立地しているので、それぞれの地域で地域ガス供給システムを構築することが可能である。
タンク内で微生物が有機物残渣を分解する活動は、餌となる汚泥が新たに供給されなくても２０日程度はガスを発生するので、緊急時に十分対応できる。
非常時に供給する重要施設は、地域のＢＣＰ計画で指定され、優先順位も決められる。
重要施設は、災害対策本部・支部、消防、警察、病院、避難施設などで、非常時に地域の存続にかかわる機能を果たす施設や救護施設などである。
本発明で利用できる有機物残渣は、下水処理場の汚泥の他、食品工場の廃材、畜産施設の屎尿等である。食品工場としては、ビール工場、酒蔵、醸造施設、海産物加工場、畜産食肉処理施設等である。
有機物残渣は、メインの有機残渣再生ガス発生処理施設に残渣そのものを持ち込むこともでき、あるいは、それぞれの発生元で再生ガス（消化ガス）にして持ち込むこともできる。
本発明で、再生ガス、消化ガスあるいはバイオガスと称するガスは、有機物をメタン発酵させて得られるガスを指している。

地域施設に提供するガスの形態は、ガス吸着ボンベ５を使用するのが適している。
非常時対応に輸送用のガスパイプの利用ができない場合があることを考慮すると、可搬性の高いボンベが適している。ガスの貯蔵には、圧縮式が一般的であるが、貯蔵量を増やすためには高圧に耐えるボンベが必要である。これに対し、吸着式では、吸着材の微小な細孔のなかで、メタンが液体に近い密度で吸着されるという現象を利用して、圧縮式に比べ、低い圧力でも多くのガスを常温で吸着できるというメリットがある。また、貯蔵と同時にガスの精製が可能であり、ガスエンジン等のバイオガス利用設備に悪影響を与えるバイオガス中のシロキサンを同時に除去できるため、コージェネレーションシステム等でも利用することができる。吸着貯蔵は、バイオガスを有効利用するだけでなく、設備費用のコストダウンができるので、ガス吸着ボンベが適している。

なお、有機物残渣からメタン発酵で得られる再生ガス（バイオガス）の成分は原料(下水処理汚泥、家畜糞尿や食品残渣など)の種類によってガス成分が異なり、一般的にはメタン濃度が４０〜８０％、二酸化炭素ガス濃度が２０〜６０％であり、他に水分、硫化水素、シロキサン、アンモニア等が含まれており、硫化水素やシロキサンの不純物を除去してメタン濃度を高めた精製ガスにして利用される。この方法としてガス吸着法、ＶＰＳＡ法、ＰＳＡ法等が用いられる。
吸着式では、吸着材の微小な細孔のなかで、メタンが液体に近い密度で吸着されるという現象を利用しており、低い圧力でも多くのガスを常温で吸着できる。貯蔵と同時にガスの精製が可能であり、ガスエンジン等のバイオガス利用設備に悪影響を与えるバイオガス中のシロキサンを同時に除去できるため、コージェネレーションシステム等でも利用することができる。吸着貯蔵は、バイオガスを有効利用するだけでなく、設備費用のコストダウンが可能である。吸着貯蔵は、低圧タンクの２０倍の貯蔵能力がある。
必要とされる精製ガスの濃度は用途に応じてさまざまであり、例えばガスエンジンによるバイオガス発電では、メタンガスとして５０〜６０％以上のメタン濃度があれば利用できるので、有機残渣再生ガス発生装置１から発生した消化ガスを濃縮することなく、施設内で利用することができ、地域施設供給用等のストックとして吸着ガスタンクとガスボンベを利用する。
本発明では、発電設備として、コジェネ設備、燃料電池などを利用することができる。
非常時の補助電源として、太陽電池や風力発電設備を設ける。非常時にガス発生設備の維持に必要なエネルギーを節約して、ガスを地域施設供給用に回すことができる。

本地域ガス供給システムは、システム運用を有価で行うことにより、システム維持費用の低減化をすることができる。例えば、各有機物残渣から発生するガスに買い取り価格を設定し、地域施設に供給するガスを価格設定する。
再生ガスを購入する場合、廃棄物の持ち込み費用を徴収するか、再生ガスの買い取りにするなどの手法を検討する。
供給面では、通常時は有価で供給し、非常時の重要施設は無料あるいは公費又は後日精算するなど、収入面の検討をする。
下水処理場や食品工場では、廃棄物の資源化の観点からは、廃棄負担の節約、さらに有価物に転換されるので、その差額が改善費として発生する。また、自治体などでは非常時設備維持では、燃料の確保が改善費になる。これらの改善費とガス売却費用とシステム構築・維持費との比較が直接の検討となる。
さらに、非常時のＢＣＰ用システムの確実性などを加味して、本地域ガス供給システムの構築が評価される。

（実施態様１）
（システム機器構成）
本発明の実施態様であるＢＣＰ対応での再生ガスを用いたエネルギー地域供給システム１００の構成を図２に示す。
消化ガスを発生させる消化槽１と消化ガスから硫化ガスなどを除去する脱硫機１２、脱硫した消化ガスを貯蔵する低圧ガスタンク２と低圧ガスを圧縮する高圧圧縮機２２、高圧圧縮されたガスを充填するガス吸着ボンベ３、充填された吸着ボンベ３１をストックするストックヤード５をそなえ、吸着ボンベは、通常時６では地域の主要施設をはじめ、一般施設へ供給される。さらに、非常時７では、対策本部や支部が設置される役場、公民館、消防、警察、病院などの緊急時に不可欠な需要施設に提供される。
また、本システム１００では、消化槽１や脱硫機１２、高圧圧縮機２２等を運用して、システムを維持するために必要な電力や熱を発生させる発電設備４や、太陽電池４２を備えている。発電設備の燃料として低圧ガスタンク２からガスを供給すると共に、低圧ガスタンク２のガスが不足した場合は吸着ボンベ３１を燃料調整用ボンベ３２として活用する。太陽電池４２を利用することにより、発電設備４の負担を軽減することができる。発電設備で余力がある場合は、電気やガスを外販に回すことができる。
そして、他の有機物残渣を原料とする場合は、下水等Ｂ１の原料として受け入れて、消化槽１でメタン発酵させるか、他の有機物残渣発生源でメタン発酵させた消化ガス11を脱硫機12で受け入れるか、さらに、精製してガス吸着ボンベに充填されている場合は、ストックヤードで受け入れるかそれぞれの発生源の設備対応にしたがって、受け入れる。

このような設備構成によって新たに有機物残渣が供給されない場合でも、消化槽１では２０日間程度はメタン発酵を続けることができる。消化槽のメタン発酵は、自然発酵するが、加温するとメタン発酵菌の活性が高くなり、発生ガス量も増えるので、発電設備や太陽電池を用いて加温する。
本システムは、外部から電力や燃料を必要とすることなく自立運用でき、非常時に燃料として近隣施設である地域の重要施設に緊急提供できるシステムである。

（システム メインフロー）
再生ガスエネルギーを利用したＢＣＰ対応可能な地域供給システム１００を、利用して再生ガスを需要施設に供給するメインフローを図３に示す。
ステップＳ１００で、再生ガス源の供給可能なガスの量を確認する。
ステップＳ２００で、現在は通常時か非常時か判断する。通常時であれば、ステップＳ３００へ進み、非常時であれば、ステップ４００へ進む。非常時はＢＣＰ（非常時）システムへ進む。通常時はＮ１００システム（ノーマルシステム）である。
ステップＳ３０１で、ガス生成施設を運営するために必要なガスの量を算出する。
ステップ３０２で、ステップ１００で把握した供給可能なガスの量からステップ３０１で算出されたガス生成施設運営に必要なガスの量を除いて、地域の施設に供給できるガスの量とする。
ステップＳ４０１で、ガス生成施設を運営するために必要なガスの量を算出する。
ステップ４０２で、ステップ１００で把握した供給可能なガスの量からステップ４０１で算出されたガス生成施設運営に必要なガスの量を除いて、地域の重要施設に供給できるガスの量とする。
ステップ３０１とステップ４０２で得られるガスの量は、非常時のメタン発酵状況や施設運営に必要となるガスの量が必ずしも一致しないので等しくない。
ＢＣＰシステム１００は、さらに、インターネット環境の使用性によってＢＣＰ１００ＡあるいはＢＣＰ１００Ｂのサブシステムとなる。
図３のメインフローに示すように、本システムは、通常のフローと非常時のフローに分かれる。

（通常時システムＮ１００ 通常時フロー）
図４に通常時のフローを示す。
ステップ３１０では、ガスを供給する各施設のガス消費の運転状況を把握して、使用しているガス吸着ボンベの残量との状況からボンベの交換時間を算出する。ここで把握される個々の需要量をＤｎとする。総需要量は、個々の需要量の総和であって、総和需要量Ｄとする。
ステップ３２０では、有機残渣処理場の残渣量と前日のガス発生速度等から当日の発生するガス量を予測する。このガスの量をＰｍとする。
ステップ３２２では、ガスを提供する提携先がある場合は、その提携先から供給されるガスの量をＰｎとする。そして、先のＰｍに加算して供給可能なガスの量をＰ（Ｐ＝Ｐｍ＋Ｐｎ）とする。
ステップ３３０では、供給可能なガスの量Ｐと総需要量Ｄを比較する。Ｐ＞Ｄの場合は、ステップ３５０へ進み、すべての需要施設への運搬供給計画を作成する。Ｐ＜Ｄの場合は、ステップ３４０へ進む。
ステップ３４０では、優先順位を判断して、最適なガスボンベを選定するなどして調整して、供給可能施設を選定する。供給不可能な施設がでた場合は、ステップ３４２へすすむ。
ステップ３４２では、供給不可能な施設へ連絡する。なお、各施設では、都市ガスなどの他の燃料入手手段で手当てすることとなる。
ステップ３５０では、供給先となる施設への運搬供給計画を作成する。
ステップ３６０では、運搬供給計画に基づいて、供給先となる各施設へ運搬供給する。

（システム運用構成）
図５に地域ガス供給システムの通常時の運用システム（Ｎ１００）を示す。
地域ガス供給システムの通常時の運用システム（Ｎ１００）は、クラウドを利用したシステムであって、ガス発生施設、需要施設、コントロールセンターのサーバーがインターネット回線につながっており、コントロールセンターで、図４に示された受給関係と運搬供給計画にしたがって、各需要施設へ供給するボンベをガスタンク（ガス発生施設など）へ指示し、運搬を実行するシステムである。
この通常運用において、非常事態が発生した場合、この運用は終了し、非常時運用に切り替わる。
通常時に供給する設備は、クラウドにつなげてコントロールセンター管理するので、予約登録性とし、使用したガスは有料清算する。費用については、重要施設を優先し他は価格競争とするなどとする。
再生ガスは、下水道事業の一環で行う場合は、その事業の範囲で行う。また、別組織でこの地域ガス供給システムを運用する場合は、有料購入となる。
再生ガスの買い取り価格は、ガスの熱量とガス吸着貯蔵装置（タンクやボンベ）に貯蔵するまでの費用などから演算する。再生ガスは有機物残渣の種類や発酵によってガスの性質やカロリーが異なるので、それに応じて価格が異なる。

（非常時システム ＢＣＰ１００のフロー）
図６に非常時のＢＣＰフローを示す。
ステップ４１０では、ガス供給能力Ｐを把握する。ガスの供給能力は、図４に示す通常時フローと基本的には同様であって、メインのガス生成施設が発生する量と提携先のガス提供量の和である。ただし、非常時の状況次第では、提携先からのガス供給が得られない場合もある。
さらに、ガス供給能力を１日単位の供給量Ｐで管理する余裕が無く、即時対応する緊急時にはガス供給能力を、その時のガス残量Ｐｔとして扱うこととする。
また、メイン施設の運営状況によっては、下水処理場からの汚泥供給の状況に従って、ガス生成能力が受ける影響を鑑みて、翌日以降のガス発生と供給能力を算出する。非常時当日は、有機残渣である汚泥は前日と同様とする。
ステップ４２０では、非常時にガスを供給する対象となる地域の重要施設Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・）の需要量Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、・・）を把握する。需要は各重要施設のガス消費速度とボンベ残量から必要なガス需要Ｄを把握する。この需要はインターネット等の通信ラインが使用可能であれば、自動的に入手できるシステムにすることができる。通信ラインが使用できない場合、あるいはオンラインが構成されていない場合は、配達依頼によって把握する。
ステップ４３０では、ガス供給能力Ｐと重要施設のガス需要Ｄと比較して、Ｐ＞Ｄであれば、すべての重要施設に供給できるので、ステップ４５０へすすむ。
ステップ４５０では、配給順路と運搬方法を決定する。
ステップ４６０で重要施設へガスボンベを配達して、供給する。
ステップ４３０で、需要過多（Ｐ＜Ｄ）となった場合は、ステップ４４０へ進む。
ステップ４４０では、需要先の優先判定を行い重要度が高い方の需要を優先して供給し優先順位の低い方の施設の需要をステップ４２０に残すこととする。例えば、重要施設Ｇｎと需要施設Ｇｎ＋１を比較して、需要施設Ｇｎ＋１が優先する場合は、その需要Ｄｎ＋１をステップ４３０へ送って、再検討する。そして、ステップ４３０がｙｅｓとなった場合はステップ４５０、ステップ４６０へ進んで、ガスが供給される。

随時判断することが必要な緊急事態のときはその時のガス需要Ｄｎに間に合うガスの残量Ｐｔがガス供給施設にあれば、供給するという運用も必要である。
ここで、重要施設は、ガスを通常提供している施設と重複していることもある。重要施設は、市役所、消防、警察、病院などの公共施設が含まれるので、その非常時体制として常時利用することは、常時運用で経験が生き、効率的かつ経済的でもある。
さらに、下水処理施設も自治体関連施設であるので、関連施設をコントロールすることが容易であり、有効に活用することができる。
ＢＣＰシステム下での費用精算は、使用量清算とするかあるいは、別途災害対策として検討される。

（ＢＣＰ１００Ａシステムの運用構成）
非常時システムであるＢＣＰ１００は、クラウドが稼働している場合は通常システム１００Ｎと同様に稼働できる。ＢＣＰ１００Ａは、通常時システム１００Ｎにおける需要施設を重要施設に振り替えて運用される。このシステムに参加している各機関はインターネットによってつながっており、コントロールセンターのサーバーによって調整されて、ガス供給が制御される。コントロールセンターからの指示に従がって、各重要施設へガスボンベが運搬される。
クラウドが機能しない状態では、ＢＣＰ１００Ｂシステムに移行する。

（ＢＣＰ１００Ｂシステムの運用構成）
ＢＣＰ１００Ｂでは、ガスの供給可能量Ｐ、各重要施設のガス需要量Ｄｎを携帯電話やメモなどによって把握して、スタンドアローンになっているコントロールセンターのコンピューターで調整して、各重要施設にガスボンベを提供する。
コントロールセンターを下水処理施設などのメインの再生ガス発生箇所に置くと、電源も確保でき、連絡、運搬にも適している。

（実施態様２）
本実施態様は、再生ガス地域供給システムをビジネス化する提案である。
下水処理施設では、汚泥消化槽で分解菌を利用して汚泥を処理し、副産物としてメタンを含む消化ガスが発生している。汚泥の固形物はさらに脱水して乾燥させて、焼却あるいは堆肥にしている。消化ガスは、処理場内の維持エネルギーとして利用されて熱源や電源として使用されている。消化ガスの余剰分は、燃焼させて放出されている。
余剰ガスを売却や売電に利用するには、設備投資が必要で、自治体には投資資金が不足し、一方、非常時に地域維持のためにＢＣＰを整備する必要があり、非常時体制の整備にも投資が必要である。
本実施態様は、本発明の施設を独立して運用することで自治体の負担を減少させて、非常時に対応できるシステムである。
すなわち、消化ガスを購入し、発電して売却あるいは供給施設へ売却することで通常時はシステム運用する。非常時は、売却を停止して、指定された地域の重要施設へ供給する。

図８に本実施態様のモデルを示す。
下水道事業は公共事業であるが有料化されており、現在約２２００箇所あって、１５年経過した処理場が５０％である。１５年経過は設備の更新時期であり、今後更新投資が必要になる。
地方自治体では、更新資金を節約して、一般市民の負担を少なくして、快適な生活を市民に提供する必要がある。また、近年の地震などの自然災害に鑑み、地域活動の継続性を保つＢＣＰの確立も求められている。
一方、既存下水処理場の例（図１１参照）では、消化ガスをボイラーで燃焼させて得た熱を消化槽の保温や汚泥の脱水や焼却に利用している。余剰ガスは、そのまま燃焼廃棄されていることが多い。
本実施態様は、消化ガスを資源化することに着目して、下水処理施設の更新と地域ＢＣＰの問題解決の一助を提案する。

図９に通常時のビジネスモデル例を示す。
ビジネスとしては、既存の施設から消化ガスを購入して、不純物を除去精製して、メタンを高濃度化処理した精製ガスをガス吸着タンクやボンベに保存する。このガスを地域の契約施設へ売却あるいは燃料電池で熱と電気に変換して、熱を下水処理場へ売却する。電気は、再生可能エネルギーの固定価格買い取り制度（ＦＩＴ）等を活用して売却する。さらに、近隣の食品工場や畜産施設から消化ガスを購入する。また、下水処理場の敷地を借り入れて、消化槽に近接させて消化ガスの導入を簡便にできる立地とすると共に、空いた下水処理場の敷地を有効利用する。

これによって、下水処理場は、消化槽から発生する消化ガスの処理設備及びボイラーを切り離すことができ、維持更新業務と費用も発生しないこととなる。さらに、消化ガスの販売収入と地代収入が見込まれる。出費としては、熱の購入費が発生することとなる。これによって、更新対象の設備が少なくなり、さらに、ガス売却代等長期継続収入が見込まれるので、設備機器の償却資金に充当することができる。

ビジネスとしては、精製したガスをガス吸着タンクやガス吸着ボンベに保存する。ガス吸着タンクは従来のガス貯留タンク（低圧湿式ガスタンク）に較べて２０倍の貯留能力があるので、たくさん消化ガスが発生しても、十分貯留することができ、ボンベにすると独立しているので、増やすこともできる。
従来のガス貯留タンクは、大きな体積が必要な割には、調整能力が低いので、容量オーバーしたガスは焼却していた。ガスを発電機の燃料にするにしても、ガス貯留タンクの調整能力が低いので、運用効率が落ちる。
これに対して、ガス吸着タンクは、貯留能力が大きいので、焼却廃棄する必要はなく、発電機の能力を十分に発揮できる。

図１０に地域ＢＣＰのイメージを示す。
地域ＢＣＰとしては、非常時に重要施設となる、防災組織（市役所、消防、警察、病院など）を維持する必要がある。これらの施設の非常用電源の確保は重要であり、これらの施設に、非常用エネルギーとして、ガス吸着ボンベを供給する。これらの施設が通常も再生ガスを利用すれば、新たに非常用設備を設ける必要がない。

本実施態様の費用対効果を検討する。
前提条件を次のようにする。
（１）費用Ｃ：ガス購入費、設備費、運営費、地代
ガス購入費：下水場ガス（Ｃ１）＋、他再生ガス（Ｃ２、・・Ｃｎ）、地代（Ｃｇ）、
（２）収入Ｉ＝売電、売ガス
（３）節約費用Ｓ＝下水処理施設設備更新費用、設備保守費
（４）ＢＣＰ対策費＝ＢＣＰ構築・保守費
これを収支シュミレーションすると次のようになる。
（１）一次検討：Ｉ≧Ｃ
（２）二次検討：Ｉ＋Ｓ≧Ｃ
（３）三次検討：Ｉ＋Ｓ＋ＢＣＰ≧Ｃ

２０万人規模の都市の下水処理施設でシミュレーションすると、一次検討でも、現在のＦＩＴ価格３９円／ｋＷｈとして、９年目で投資回収できる。
これを更に、２次、３次と検討すると十分に採算性があり、快適で安全な市民生活を提供する公共的な役割を十分に果たすことができる。
なお、第２実施態様では、クラウド利用を省略したが、第１実施態様と同様にクラウドを利用することができる。

１００．再生ガス地域供給システム
１． 発酵ガス発生装置
２． 低圧ガス貯蔵装置（低圧ガスタンク）
３． ガス吸着貯蔵装置
３１． ガス吸着ボンベ
４． 発電装置（燃料電池、コジェネ）
５． ガスストックヤード
６．７．地域施設
７２． 重要施設

Claims (9)

1. 有機物残渣を原料とする発酵ガス発生装置と、
   発生したガスを貯蔵する装置と、
   ガス吸着貯蔵装置と、
   ガスを燃料とするボイラー及び／又は発電装置を備えており、
   ガス吸着貯蔵装置に貯蔵されているガスを地域施設に供給することを特徴とする再生ガス地域施設供給システム。
2. 有機物残渣は、下水処理場の汚泥及び／又は食品加工残渣あるいは畜産廃棄物であることを特徴とする請求項１記載の再生ガス地域施設供給システム。
3. 地域施設に供給されるガスは、ガス吸着ボンベであることを特徴とする請求項１又は２記載のガス地域施設供給システム。
4. クラウドシステムにより各地域施設の燃料要求量を把握し、要求量に合わせて吸着ボンベを燃料として供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
5. 電気及び／又はガスの供給が停止する社会インフラが毀損された場合に地域の重要施設に燃料として、ガスを供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
6. 停電時において、発酵ガス発生装置のガス発生量を予測し、ガス貯蔵装置のガス供給量を演算するシステムを備えたことを特徴とする請求項５に記載の再生ガス地域施設供給システム。
7. 発生ガスは、発酵ガス発生装置から購入したガスであり、ガス吸着貯蔵装置に貯蔵されているガスを地域施設に有料供給することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
8. 災害時において、重要施設における燃料消費状況に応じて、優先して施設にガスを供給することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システム。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の再生ガス地域施設供給システムを利用した地域ＢＣＰシステム。