JP2020118378A - エコシステム - Google Patents

Abstract

【課題】固形燃料の使用を促進させること。【解決手段】原料を湿式メタン発酵することにより得られた消化液に対して脱水処理を行うことによって生成された脱水ケーキに対して、補助燃料を所定の割合で脱水ケーキに混合して、予め定められた範囲内の所定の発熱量となるように燃料を生成する混合施設と、生成された燃料を使用する燃料使用施設と、燃料の残さを使用する残さ処理施設と、脱水ケーキの性状に応じて、補助燃料の投入割合に関する情報を混合施設に対して混合施設を制御する制御システムと、を備えるエコシステム。【選択図】図１

Description

本発明は、エコシステムに関する。

従来、湿式メタン発酵施設から排出される消化液は、ほとんどがたい肥や液肥として利用されている。しかしながら、都市近郊で発電事業（例えば、メタン発酵施設の運営）を想定する場合には、たい肥としての利用が困難である。その場合、消化液は、脱水処理を経て汚泥の廃棄物として焼却又は乾燥して固形燃料化される。

特開２０１７−１４４４１５号公報 特開２０１４−０３７４５７号公報

ところで、消化液を固形燃料化するための乾燥処理は、消化液を脱水することにより得られる脱水ケーキから水分を蒸発させるだけである。したがって、湿式メタン発酵の原料（例えば、下水汚泥、家畜糞尿及び食品残さ等）や、原料と混合する材料の混合比率によって脱水ケーキの発熱量が安定しない。そのため、固形燃料の使用が進まないという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、固形燃料の使用を促進させることができる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、原料を湿式メタン発酵することにより得られた消化液に対して脱水処理を行うことによって生成された脱水ケーキに対して、補助燃料を所定の割合で前記脱水ケーキに混合して、予め定められた範囲内の所定の発熱量となるように燃料を生成する混合施設と、生成された前記燃料を使用する燃料使用施設と、前記燃料の残さを使用する残さ処理施設と、前記脱水ケーキの性状に応じて、前記補助燃料の投入割合に関する情報を前記混合施設に対して前記混合施設を制御する制御システムと、を備えるエコシステムである。

本発明の一態様は、上記のエコシステムであって、前記制御システムは、前記脱水ケーキの性状に応じて、前記原料を湿式メタン発酵する発酵槽又は前記消化液に対して脱水処理を行う脱水設備のいずれか又は両方の運転をさらに制御する。

本発明の一態様は、上記のエコシステムであって、前記制御システムは、生成された前記燃料の性状に応じて、前記燃料の使用先に関する情報を取得し、取得した前記燃料の使用先に関する情報を前記燃料使用施設に提供することによって前記燃料の使用をさらに制御する。

本発明の一態様は、上記のエコシステムであって、前記制御システムは、前記燃料の残さに応じて、前記燃料の残さの使用先に関する情報を取得し、取得した前記燃料の残さの使用先に関する情報を前記残さ処理施設に提供することによって前記燃料の残さの使用をさらに制御する。

本発明により、固形燃料の使用を促進させることが可能となる。

本発明におけるエコシステムのシステム構成を表す構成図である。 本実施形態におけるメタン発酵発電施設の構成を示す図である。 本実施形態における燃料製造施設の構成を示す図である。 本実施形態における制御システムの構成を示す図である。 本実施形態におけるメタン発酵発電施設用テーブルの構成例を示す図である。 本実施形態における燃料製造施設用テーブルの構成例を示す図である。 本実施形態における燃料使用施設用テーブルの構成例を示す図である。 本実施形態における残さ処理施設用テーブルの構成例を示す図である。 本実施形態におけるエコシステムの処理の流れを示すシーケンス図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明におけるエコシステム１００のシステム構成を表す構成図である。エコシステム１００は、メタン発酵発電施設１０、燃料製造施設２０、燃料使用施設３０、残さ処理施設４０、制御システム５０及び情報表示端末６０を備える。

メタン発酵発電施設１０は、外部から得られた原料をメタン発酵して処理する施設である。例えば、メタン発酵発電施設１０は、湿式メタン発酵を行う施設である。原料は、例えば、下水汚泥、家畜糞尿及び食品残さ等である。メタン発酵発電施設１０は、原料をメタン発酵することによって、発酵残さ（以下、「消化液」という。）と、メタンガス（バイオガス）を取得する。

メタン発酵発電施設１０は、消化液に対して脱水処理を行うことによって、脱水後の原料（以下、「脱水ケーキ」という。）を生成する。また、メタン発酵発電施設１０は、メタンガスを利用して発電を行う。メタン発酵発電施設１０で行う発電は、化石燃料を使用しないバイオマス発電である。メタン発酵発電施設１０の発電により得られた電力は、外部や自施設内で利用される。

メタン発酵発電施設１０は、消化液及び／又は脱水ケーキの水分及び発熱量の少なくとも一部、又は、発熱量の代替指標となる項目を計測して消化液及び／又は脱水ケーキの性状を監視する。発熱量は、高位発熱量である。なお、発熱量の測定方法は、他の固形燃料の発熱量測定法（例：下水汚泥固形燃料ＪＩＳ Ｚ７３１２の測定法）が用いられる。また、発熱量の代替指標としては、ＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）濃度、ＳＳ（Suspended Solids）濃度、ＶＳＳ（Volatile Suspended Solids）濃度、熱しゃく減量等がある。

メタン発酵発電施設１０は、消化液及び／又は脱水ケーキの性状の監視結果を制御システム５０に送信する。メタン発酵発電施設１０は、消化液及び／又は脱水ケーキの監視結果に応じた制御指示を制御システム５０から受信する。メタン発酵発電施設１０は、制御指示に従って施設内の機器を制御する。制御指示には、メタン発酵や脱水ケーキの脱水に関する制御内容が含まれる。

燃料製造施設２０は、メタン発酵発電施設１０により得られた脱水ケーキを用いて固形燃料を製造する施設である。燃料製造施設２０は、脱水ケーキと、補助燃料との混合比率に関する情報（以下、「混合情報」という。）を制御システム５０から受信する。燃料製造施設２０は、受信した混合情報に基づいて脱水ケーキと、補助燃料とを所定の比率で混合することによって、予め定められた範囲内の所定の発熱量となるように固形燃料を製造する。なお、燃料製造施設２０は、混合後の混合物を圧縮成形してもよい。補助燃料は、例えば、木チップや、ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）、ＲＤＦ（Refuse Derived Fuel）等の廃棄物固形化燃料である。また、燃料製造施設２０は、製造した固形燃料の性状に関する情報（以下、「固形燃料情報」という。）を制御システム５０に送信する。

燃料使用施設３０は、燃料製造施設２０で製造された固形燃料を使用する施設である。例えば、燃料使用施設３０は、発電所や工場である。燃料使用施設３０は、固形燃料情報を制御システム５０から受信し、受信した固形燃料情報に基づいて、燃料製造施設２０で製造された固形燃料の適切な使用先で固形燃料を使用する。具体的には、燃料使用施設３０は、固形燃料をバイオマス発電やボイラ等で使用する。燃料使用施設３０で燃焼された固形燃料の残さ（以下、「ばいじん」という。）は、残さ処理施設４０に送られる。また、燃料使用施設３０は、ばいじんの性状に関する情報（以下、「ばいじん情報」という。）を制御システム５０に送信する。

残さ処理施設４０は、燃料使用施設３０から送られてきたばいじんを利用する施設である。残さ処理施設４０は、ばいじん情報を制御システム５０から受信し、受信したばいじん情報に基づいて、燃料使用施設３０から送られてきたばいじんを適切な使用先で使用する。具体的には、残さ処理施設４０は、ばいじんを、道路や土木資材に利用する。湿式メタン発酵を行うメタン発酵発電施設１０からの脱水ケーキには、フッ素やクロム等の重金属類の含有量が少ないため、土壌環境基準で規定される重金属類の溶出量も微量（基準値未満）である。そのため、ばいじんを造粒や固化してそのまま道路や土木資材に利用可能となる。

制御システム５０は、各施設で行う処理に応じた情報を施設毎に提供することによって各施設を制御する。また、制御システム５０は、状況に応じて情報表示端末６０との間で通信を行い、情報表示端末６０を保持しているユーザに対して情報を提供する。例えば、制御システム５０は、施設で異常が生じた場合やメンテナンスが必要になった場合には、異常項目またはそれに対するメンテナンス方法などの情報を情報表示端末６０経由でユーザに提供する。

情報表示端末６０は、作業員によって操作される通信装置である。情報表示端末６０は、例えばスマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ノートパソコン、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いて構成される。作業員は、例えば各施設に異常が生じた場合にメンテナンスを行う作業員であってもよいし、各施設で働いている作業員であってもよい。

図２は、本実施形態におけるメタン発酵発電施設１０の構成を示す図である。
メタン発酵発電施設１０は、前処理施設１１、発酵槽１２、脱水設備１３、ガスホルダー１４、発電設備１５、センサ１６、センサ１７、通信装置１８及び制御装置１９を備える。
前処理施設１１は、原料に対して所定の前処理を行う。具体的には、前処理施設１１は、原料から発酵不適物を除去し、発酵不適物除去後の原料を破砕して原料のサイズを小さくする。次に、前処理施設１１は、メタン発酵に必要な含水率となるように、水分調整を行う。

発酵槽１２は、有機物を含む前処理後の原料を嫌気性消化（メタン発酵）する。発酵槽１２内のメタン発酵条件（例えば、温度、反応時間及び原料の投入比率）は、制御装置１９により制御される。メタン発酵により発酵槽１２内にメタンガスが発生する。発生したメタンガスは、発酵槽１２と、ガスホルダー１４とを接続する不図示の供給ラインを介してガスホルダー１４に流入する。また、発酵槽１２には、メタンガス発生後の残さである消化液が貯留される。消化液は、発酵槽１２と、脱水設備１３とを接続する不図示の供給ラインを介して脱水設備１３に流入する。
なお、脱水設備１３に流入する前の消化液に無機系及び／又は高分子系凝集剤を添加しても良い。

脱水設備１３は、発酵槽１２から流入した消化液を脱水処理する。脱水設備１３に備えられる脱水機の型式には制限がないが、遠心脱水機、スクリュープレス脱水機又はベルトプレス脱水機などのいずれかの脱水機が備えられる。なお、脱水設備１３には、必要に応じて乾燥機が備えられてもよい。脱水設備１３では、制御装置１９の制御によって、脱水機のスクリューの回転速度や脱水時間が調整される。脱水設備１３には消化液が流入し脱水処理され、水分を含む固形分（脱水ケーキ）と濁質を含む水（脱水ろ液）に分離される。脱水設備１３で生成される脱水ケーキは、８０％前後の含水率である。

ガスホルダー１４は、発酵槽１２で発生したメタンガスを保存する。
発電設備１５は、ガスホルダー１４に保存されているメタンガスを利用して発電し、電力と熱エネルギーを生成する。発電設備１５は、生成した電力を外部又は自施設内の各装置に供給する。また、発電設備１５は、発電時に生じた熱エネルギーを発酵槽１２に供給してもよい。

センサ１６は、消化液の内の汚泥濃度、消化液内の発熱量の代替指標となる成分の含有量、及び発熱量の少なくともいずれか１つを計測する。センサ１６は、例えば、消化液内の汚泥濃度を計測するセンサ、消化液に含まれるＣＯＤ濃度等を計測するセンサ、又は、発熱量を計測する熱センサである。

センサ１７は、脱水ろ液のＳＳ濃度または濁度と、脱水ケーキの含水量（又は含水率）、脱水ケーキの発熱量及び脱水ケーキの発熱量の代替指標の少なくともいずれか１つとを計測する。なお、センサ１７は脱水ケーキの含水量、脱水ケーキの発熱量及び脱水ケーキの発熱量の代替指標の少なくともいずれか１つのみを計測してもよい。この場合、メタン発酵発電施設１０は、脱水ろ液のＳＳ濃度または濁度を計測するセンサを別途備える。
通信装置１８は、制御システム５０との間で通信を行う装置である。通信装置１８は、センサ１６及びセンサ１７の計測結果を制御システム５０に送信する。通信装置１８は、制御指示を制御システム５０から受信する。

制御装置１９は、通信装置１８によって受信された制御指示に含まれる制御内容に従って、発酵槽１２及び脱水設備１３のいずれか一方又は両方の運転を制御する。例えば、制御装置１９は、発酵槽１２内の温度、反応時間及び投入比率を制御する。また、例えば、制御装置１９は、脱水設備１３が備える脱水機の回転速度（例えば、スクリューの回転速度）や脱水時間を制御する。

図３は、本実施形態における燃料製造施設２０の構成を示す図である。
燃料製造施設２０は、乾燥機２１、混合施設２２、通信装置２３及び制御装置２４を備える。
乾燥機２１は、メタン発酵発電施設１０により得られた脱水ケーキを乾燥する。
混合施設２２は、乾燥後の脱水ケーキと、補助燃料とを、制御装置２４の制御に応じた混合比率で混合する。これにより、固形燃料が製造される。なお、混合施設２２は混合後の混合物を圧縮成形して固形燃料を製造してもよい。

通信装置２３は、制御システム５０との間で通信を行う装置である。通信装置２３は、固形燃料の性状に関する情報を制御システム５０に送信する。通信装置２３は、混合情報を制御システム５０から受信する。

制御装置２４は、通信装置２３によって受信された混合情報に含まれる内容に従って、乾燥後の脱水ケーキと、補助燃料との混合比率を調整するように混合施設２２を制御する。

図４は、本実施形態における制御システム５０の構成を示す図である。
制御システム５０は、一又は複数台の情報処理装置を用いて構成される。制御システム５０が一台の情報処理装置で構成される場合、制御システム５０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、制御システム５０は、第１通信部５１、制御部５２、記憶部５３及び第２通信部５４を備える装置として機能する。なお、制御システム５０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＧＰＵ(Graphics Processing Unit)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

第１通信部５１は、各施設が備える通信装置との間で通信を行う。例えば、第１通信部５１は、メタン発酵発電施設１０が備える通信装置１８から消化液及び／又は脱水ケーキの性状の監視結果を受信し、受信した消化液及び／又は脱水ケーキの性状の監視結果に応じた制御指示を通信装置１８に送信する。また、例えば、第１通信部５１は、メタン発酵発電施設１０が備える通信装置１８から脱水ケーキの性状の監視結果を受信する。受信した脱水ケーキの性状の監視結果に応じた混合情報を燃料製造施設２０が備える通信装置２３に送信し、通信装置２３から固形燃料情報を受信する。

また、例えば、第１通信部５１は、受信した固形燃料情報に応じた通知情報を燃料使用施設３０が備える通信装置に送信し、燃料使用施設３０が備える通信装置からばいじん情報を受信する。また、例えば、第１通信部５１は、ばいじん情報に応じた通知情報を残さ処理施設４０が備える通信装置に送信する。

制御部５２は、情報取得部５２１及び指示情報生成部５２２で構成される。
情報取得部５２１は、第１通信部５１によって受信された情報に応じた情報を記憶部５３から取得する。
指示情報生成部５２２は、情報取得部５２１によって取得された作業員に対する情報に基づいて、情報表示端末６０を所持している作業員への指示情報を生成する。

記憶部５３は、各種情報を記憶する。記憶部５３は、例えばメタン発酵発電施設用テーブル５３１、燃料製造施設用テーブル５３２、燃料使用施設用テーブル５３３、残さ処理施設用テーブル５３４及び作業員情報テーブル５３５を記憶する。記憶部５３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。

図５は、本実施形態におけるメタン発酵発電施設用テーブル５３１の構成例を示す図である。
メタン発酵発電施設用テーブル５３１は、消化液及び／又は脱水ケーキの性状に応じた制御内容が対応付けて登録されたテーブルである。メタン発酵発電施設用テーブル５３１には、消化液及び／又は脱水ケーキの性状に応じて、脱水ケーキの含水量と、コストが最適化できるように予め経験や実験により得られた制御内容が登録されている。

メタン発酵発電施設用テーブル５３１は、消化液及び／又は脱水ケーキの性状に応じた制御内容を表すレコードを複数有する。レコードは、消化液及び／又は脱水ケーキ性状及び制御内容の各値を有する。消化液及び／又は脱水ケーキ性状の値は、メタン発酵発電施設１０に備えられるセンサ１６及びセンサ１７それぞれで計測された消化液及び／又は脱水ケーキの含水量、発熱量の代替指標（ＣＯＤ濃度、ＳＳ濃度、ＶＳＳ濃度、熱しゃく減量等）の固形物濃度及び発熱量を表す。制御内容は、脱水設備１３及び発酵槽１２に関する制御内容であり、例えば、脱水機の回転速度、薬剤の量、脱水処理時間、温度、滞留時間及び原料投入量である。

脱水機の回転速度の値は、例えば脱水機がスクリュープレス脱水機の場合にはスクリューの回転速度を表し、脱水機が遠心脱水機の場合には遠心脱水機が備える回転体の回転速度を表し、脱水機がベルトプレス脱水機の場合にはローラの回転速度を表す。薬剤の量は、脱水時に使用される含水率を下げるための薬剤の量を表す。脱水処理時間は、脱水設備１３で脱水処理を行う時間を表す。温度は、発酵槽１２内の温度を表す。滞留時間は、発酵槽１２内で原料を発酵させる時間を表す。原料投入量は、原料の投入量を表す。なお、メタン発酵発電施設用テーブル５３１には、必ずしも全ての項目が登録されている必要はなく、一部の項目の値が登録されていなくてもよい。すなわち、脱水ケーキ性状に応じて、脱水設備１３の制御内容のみが登録されていてもよいし、発酵槽１２の制御内容のみが登録されていてもよいし、脱水設備１３の制御内容の一部と、発酵槽１２の制御内容の一部とが組み合わせて登録されていてもよい。

図６は、本実施形態における燃料製造施設用テーブル５３２の構成例を示す図である。
燃料製造施設用テーブル５３２は、脱水ケーキの性状に応じた補助燃料の投入割合の値が対応付けて登録されたテーブルである。燃料製造施設用テーブル５３２には、脱水ケーキの性状に応じて、生成される固形燃料が予め定められた範囲内の所定の発熱量となるように予め経験や実験により得られた補助燃料の投入割合の値が登録されている。すなわち、燃料製造施設用テーブル５３２に登録されている補助燃料の投入割合の値で脱水ケーキに補助燃料を混合することで、脱水ケーキの性状に応じて、予め定められた範囲内の所定の発熱量となる固形燃料が製造できる。

燃料製造施設用テーブル５３２は、脱水ケーキの性状に応じた補助燃料の投入割合の値を表すレコードを複数有する。レコードは、脱水ケーキ性状及び補助燃料投入割合の各値を有する。脱水ケーキ性状の値は、メタン発酵発電施設１０に備えられるセンサ１６及びセンサ１７それぞれで計測された消化液の含水量、脱水ケーキの含水量、消化液内の発熱量の代替指標（ＣＯＤ濃度、ＳＳ濃度、ＶＳＳ濃度、熱しゃく減量等）及び／又は発熱量の代替指標となる成分（水分、灰分、塩素、フッ素及びクロム等の成分）の含有量等の固形物濃度を表す。補助燃料投入割合は、木チップ、ＲＰＦ及びＲＤＦ等の補助燃料の投入割合を表す。

一般的に、脱水ケーキ性状として消化液内に含まれる成分がわかれば、混ぜられる補助燃料を特定することができる。また、脱水ケーキ性状として含水率がわかれば、補助燃料をどのくらい混ぜればよいのかを特定することができる。そこで、燃料製造施設用テーブル５３２には、そのような経験や実験に基づいて、脱水ケーキ性状に応じた補助燃料の投入割合の値が登録される。なお、燃料製造施設用テーブル５３２には、必ずしも全ての項目が登録されている必要はなく、一部の項目の値が登録されていなくてもよい。すなわち、脱水ケーキ性状に応じて、木チップの投入割合のみが登録されていてもよいし、ＲＰＦの投入割合のみが登録されていてもよいし、ＲＤＦの投入割合のみが登録されていてもよいし、木チップ、ＲＰＦ及びＲＤＦのいずれか２つを組み合わせた場合の投入割合が登録されていてもよい。

例えば、脱水ケーキの総発熱量をＱ１、補助燃料である木チップ、ＲＰＦ、ＲＤＦの総発熱量をそれぞれＱ２、Ｑ３、Ｑ４（単位は全てＪ／ｇ）とし、脱水ケーキや補助燃料の投入割合をそれぞれｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４（０≦ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４≦１、 ｗ１＋ｗ２＋ｗ３＋ｗ４＝１）としたときに、下記式（ａ）で表わされる混合後の発熱量Ｑtotalが所定範囲となるように投入割合ｗ１〜ｗ４を調整する。
混合後の発熱量Ｑtotal（Ｊ／ｇ）＝Ｑ１*ｗ１＋Ｑ２*ｗ２＋Ｑ３*ｗ３＋Ｑ４*ｗ４…（ａ）
混合後の燃料の発熱量を一定範囲に調整することで、補助燃料の有効活用が可能となる。

図７は、本実施形態における燃料使用施設用テーブル５３３の構成例を示す図である。
燃料使用施設用テーブル５３３は、固形燃料情報に応じた固形燃料の使用先の値が対応付けて登録されたテーブルである。燃料使用施設用テーブル５３３は、固形燃料情報に応じた固形燃料の燃料使用先の値を表すレコードを複数有する。レコードは、固形燃料情報及び使用先の各値を有する。固形燃料情報は、固形燃料の性状に関する情報を表す。燃料使用先は、固形燃料を使用できる、又は、固形燃料の使用を推奨する使用先を表す。使用先としては、発電設備における発電用や工場におけるボイラ用である。

図８は、本実施形態における残さ処理施設用テーブル５３４の構成例を示す図である。
残さ処理施設用テーブル５３４は、ばいじん情報に応じたばいじんの使用先の値が対応付けて登録されたテーブルである。残さ処理施設用テーブル５３４は、ばいじん情報に応じたばいじんの使用先の値を表すレコードを複数有する。レコードは、ばいじん情報及びばいじん使用先の各値を有する。ばいじん情報は、固形燃料の性状に関する情報を表す。ばいじん使用先は、ばいじんを使用できる、又は、ばいじんの使用を推奨する使用先を表す。ばいじん使用先としては、道路の舗装用や土木資材用である。

図４に戻って、制御システム５０の説明を続ける。
作業員情報テーブル５３５は、作業員に関する情報が登録されたテーブルである。作業員情報テーブル５３５には、作業員を識別する識別情報、作業員の位置情報、作業員の専門分野、作業員が所持している情報表示端末６０への連絡先（例えば、アドレス情報）及び作業員が所持している情報表示端末６０の識別情報等が対応付けて登録されている。作業員の位置情報は、定期的に情報表示端末６０から送信される位置情報、又は、制御システム５０から要求して取得した位置情報により適宜更新される。

第２通信部５４は、情報表示端末６０との間で通信を行う。具体的には、第２通信部５４は、指示情報生成部５２２によって生成された指示を対象となる情報表示端末６０に送信する。また、第２通信部５４は、情報表示端末６０から位置情報を受信し、受信した位置情報に基づいて作業員情報テーブル５３５に登録されている位置情報を更新する。
また指示情報生成部５２２で生成する指示内容は、情報表示端末６０の識別情報に基づき選別することで、情報表示端末６０への送信情報を予め制限することも可能である。例えば、第２通信部５４は、各施設に対応して記憶部５３に記憶された各施設用テーブルの情報のみを情報表示端末６０へ送信する。

図９は、本実施形態におけるエコシステム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。
メタン発酵発電施設１０が備えるセンサ１６は、消化液及び／又は脱水ケーキの性状を監視する（ステップＳ１０１）。センサ１６は、監視結果として消化液及び／又は脱水ケーキ性状の情報を通信装置１８に出力する。通信装置１８は、センサ１６から得られた消化液及び／又は脱水ケーキ性状の情報を制御システム５０に送信する（ステップＳ１０２）。

制御システム５０の第１通信部５１は、メタン発酵発電施設１０から送信された消化液及び／又は脱水ケーキ性状の情報を受信する。第１通信部５１は、受信した消化液及び／又は脱水ケーキ性状の情報を情報取得部５２１に出力する。情報取得部５２１は、出力された消化液及び／又は脱水ケーキ性状の情報と、メタン発酵発電施設用テーブル５３１とを用いて制御内容を取得する（ステップＳ１０３）。具体的には、情報取得部５２１は、メタン発酵発電施設用テーブル５３１を参照し、取得した消化液及び／又は脱水ケーキ性状に対応したレコードを取得する。そして、情報取得部５２１は、取得したレコードの制御内容の項目に登録されている値を取得する。情報取得部５２１は、取得した制御内容の値を第１通信部５１に出力する。第１通信部５１は、情報取得部５２１から出力された制御内容の値をメタン発酵発電施設１０に送信する（ステップＳ１０４）。

メタン発酵発電施設１０の通信装置１８は、制御システム５０から送信された制御内容の値を受信する。通信装置１８は、受信した制御内容の値を制御装置１９に出力する。制御装置１９は、出力された制御内容の値に応じて、発酵槽１２又は脱水設備１３のいずれか一方又は両方の動作を制御する（ステップＳ１０５）。制御がなされると、脱水設備１３では、脱水処理を行うことによって脱水ケーキを生成する（ステップＳ１０６）。センサ１７は、脱水ろ液のＳＳ濃度または濁度と、脱水ケーキの含水量、脱水ケーキの発熱量及び脱水ケーキの発熱量の代替指標の少なくともいずれか１つとを計測する。センサ１７は、計測結果を通信装置１８に出力する。通信装置１８は、センサ１７から得られた計測結果を脱水ケーキ性状として制御システム５０に送信する（ステップＳ１０７）。

メタン発酵発電施設１０で生成された脱水ケーキは、運搬により燃料製造施設２０に配送される。なお、各脱水ケーキには、脱水ケーキを識別する識別情報を付与して、どの燃料製造施設２０に配送されたのか監視できるように構成されてもよい。燃料製造施設２０では、配送された脱水ケーキを乾燥機２１で乾燥し、乾燥後の脱水ケーキを混合施設２２に流入する。

制御システム５０の第１通信部５１は、メタン発酵発電施設１０から送信された脱水ケーキ性状の情報を受信する。第１通信部５１は、受信した脱水ケーキ性状の情報を情報取得部５２１に出力する。情報取得部５２１は、出力された脱水ケーキ性状の情報と、燃料製造施設用テーブル５３２とを用いて補助燃料投入割合の情報を取得する（ステップＳ１０８）。具体的には、情報取得部５２１は、燃料製造施設用テーブル５３２を参照し、取得した脱水ケーキ性状に対応したレコードを取得する。そして、情報取得部５２１は、取得したレコードの補助燃料投入割合の項目に登録されている値を取得する。情報取得部５２１は、取得した補助燃料投入割合の値を第１通信部５１に出力する。第１通信部５１は、情報取得部５２１から出力された補助燃料投入割合の値を燃料製造施設２０に送信する（ステップＳ１０９）。

燃料製造施設２０の通信装置２３は、制御システム５０から送信された補助燃料投入割合の値を受信する。通信装置２３は、受信した補助燃料投入割合の値を制御装置２４に出力する。制御装置２４は、出力された補助燃料投入割合の値に応じて、乾燥した脱水ケーキと混合する補助燃料の割合を調整することによって固形燃料を生成する（ステップＳ１１０）。具体的には、まず制御装置２４は、補助燃料投入割合の値に応じて、混合施設２２に投入する補助燃料の割合を決定する。次に、制御装置２４は、決定した割合で補助燃料を混合施設２２に投入させる。例えば、制御装置２４は、決定した割合で補助燃料を混合施設２２に投入するように促す表示又は音声出力を行ってもよいし、補助燃料を保管している保管庫を制御して自動で投入してもよい。そして、混合施設２２は、乾燥した脱水ケーキと、投入された補助燃料とを混合することによって固形燃料を製造する。

その後、制御装置２４は、製造された固形燃料に関する固形燃料情報を、通信装置２３を介して制御システム５０に送信する（ステップＳ１１１）。固形燃料情報には、例えば固形燃料の製造に利用した補助燃料の情報と、補助燃料の割合の情報とが含まれる。
燃料製造施設２０で生成された固形燃料は、運搬により燃料使用施設３０に配送される。なお、各固形燃料には、固形燃料を識別する識別情報を付与して、どの燃料使用施設３０に配送されたのか監視できるように構成されてもよい。

制御システム５０の第１通信部５１は、燃料製造施設２０から送信された固形燃料情報を受信する。第１通信部５１は、受信した固形燃料情報を情報取得部５２１に出力する。情報取得部５２１は、出力された固形燃料情報と、燃料使用施設用テーブル５３３とを用いて燃料の使用先の情報を取得する（ステップＳ１１２）。具体的には、情報取得部５２１は、燃料使用施設用テーブル５３３を参照し、取得した固形燃料情報に対応したレコードを取得する。そして、情報取得部５２１は、取得したレコードの燃料使用先の項目に登録されている値を取得する。情報取得部５２１は、取得した燃料使用先の値を第１通信部５１に出力する。第１通信部５１は、情報取得部５２１から出力された燃料使用先の値を燃料使用施設３０に送信する（ステップＳ１１３）。

燃料使用施設３０の通信装置は、制御システム５０から送信された固形燃料情報の値を受信する。燃料使用施設３０に備えられる制御装置は、受信した固形燃料情報の値に応じて、固形燃料の使用先を決定する。燃料使用施設３０に備えられる制御装置は、決定した固形燃料の使用先を表示又は音声出力してもよい。これにより、ユーザは、固形燃料をどこで使用するのが良いかを把握することができる。そして、燃料使用施設３０では、決定した固形燃料の使用先で、運搬された固形燃料が使用される（ステップＳ１１４）。その後、燃料使用施設３０の通信装置は、固形燃料が使用された後のばいじんの情報を制御システム５０に送信する（ステップＳ１１５）。

固形燃料が使用された後のばいじんは、運搬により残さ処理施設４０に配送される。なお、各ばいじんには、ばいじんを識別する識別情報を付与して、どの残さ処理施設４０に配送されたのか監視できるように構成されてもよい。
制御システム５０の第１通信部５１は、燃料使用施設３０から送信されたばいじん情報を受信する。第１通信部５１は、受信したばいじん情報を情報取得部５２１に出力する。情報取得部５２１は、出力されたばいじん情報と、残さ処理施設用テーブル５３４とを用いてばいじんの使用先の情報を取得する（ステップＳ１１６）。具体的には、情報取得部５２１は、残さ処理施設用テーブル５３４を参照し、取得したばいじん情報に対応したレコードを取得する。そして、情報取得部５２１は、取得したレコードのばいじん使用先の項目に登録されている値を取得する。情報取得部５２１は、取得したばいじん使用先の値を第１通信部５１に出力する。第１通信部５１は、情報取得部５２１から出力されたばいじん使用先の値を残さ処理施設４０に送信する（ステップＳ１１７）。

残さ処理施設４０の通信装置は、制御システム５０から送信されたばいじん使用先の値を受信する。残さ処理施設４０に備えられる制御装置は、受信したばいじん使用先の値に応じて、ばいじんの使用先を決定する。残さ処理施設４０に備えられる制御装置は、決定したばいじんの使用先を表示又は音声出力してもよい。これにより、ユーザは、ばいじんをどこで使用するのが良いかを把握することができる。そして、残さ処理施設４０では、決定したばいじんの使用先で、運搬されたばいじんが使用される（ステップＳ１１８）。

以上のように構成されたエコシステム１００によれば、固形燃料の使用を促進させることが可能となる。具体的には、エコシステム１００では、燃料製造施設２０がメタン発酵発電施設１０で得られた脱水ケーキの性状に応じて、予め定められた範囲内の所定の発熱量となるように脱水ケーキと、補助材料とを混合することによって固形燃料を製造する。これにより、固形燃料の発熱量を安定させることができる。また、エコシステム１００では、制御システム５０が、製造された固形燃料に応じて、適切な燃料の使用先を燃料使用施設３０に通知する。また、エコシステム１００では、制御システム５０が、燃料として使用された後のばいじんに応じて、適切なばいじんの使用先を残さ処理施設４０に通知する。これにより、燃料使用施設３０及び残さ処理施設４０では、適切な使用先で燃料及びばいじんを使用することができる。そのため、固形燃料の使用を促進することができる。

＜変形例＞
脱水ケーキ性状の監視は、湿式メタン発酵施設内で行うことを基本とするが、施設外からの監視でもよい。
メタン発酵発電施設１０において、脱水ケーキを乾燥するように構成されてもよい。このように構成される場合、メタン発酵発電施設１０には乾燥機が備えられ、燃料製造施設２０には乾燥機２１が備えられなくてもよい。
メタン発酵発電施設１０は、燃料製造施設２０が行う固形燃料の製造まで行うように構成されてもよい。このように構成される場合、メタン発酵発電施設１０は、燃料製造施設２０が備える各施設及び各機能を備える。
メタン発酵発電施設１０が備える通信装置１８と、制御装置１９とは１つの装置（例えば、パーソナルコンピュータ）で構成されてもよい。また、燃料製造施設２０が備える通信装置２３と、制御装置２４とは１つの装置（例えば、パーソナルコンピュータ）で構成されてもよい。
制御システム５０は、各施設から得られた情報を情報表示端末６０に送信して情報を共有してもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０…メタン発酵発電施設， ２０…燃料製造施設， ３０…燃料使用施設， ４０…残さ処理施設， ５０…制御システム， ６０…情報表示端末， １１…前処理施設， １２…発酵槽， １３…脱水設備， １４…ガスホルダー， １５…発電設備， １６…センサ， １７…センサ， １８…通信装置， １９…制御装置， ２１…乾燥機， ２２…混合施設， ２３…通信装置， ２４…制御装置， ５１…第１通信部， ５２…制御部， ５２１…情報取得部， ５２２…指示情報生成部， ５３…記憶部， ５４…第２通信部

Claims (4)

1. 原料を湿式メタン発酵することにより得られた消化液に対して脱水処理を行うことによって生成された脱水ケーキに対して、補助燃料を所定の割合で前記脱水ケーキに混合して、予め定められた範囲内の所定の発熱量となるように燃料を生成する混合施設と、
   生成された前記燃料を使用する燃料使用施設と、
   前記燃料の残さを使用する残さ処理施設と、
   前記脱水ケーキの性状に応じて、前記補助燃料の投入割合に関する情報を前記混合施設に対して提供して前記混合施設を制御する制御システムと、
   を備えるエコシステム。
2. 前記制御システムは、前記脱水ケーキの性状に応じて、前記原料を湿式メタン発酵する発酵槽又は前記消化液に対して脱水処理を行う脱水設備のいずれか又は両方の運転をさらに制御する、請求項１に記載のエコシステム。
3. 前記制御システムは、生成された前記燃料の性状に応じて、前記燃料の使用先に関する情報を取得し、取得した前記燃料の使用先に関する情報を前記燃料使用施設に提供することによって前記燃料の使用をさらに制御する、請求項１又は２に記載のエコシステム。
4. 前記制御システムは、前記燃料の残さに応じて、前記燃料の残さの使用先に関する情報を取得し、取得した前記燃料の残さの使用先に関する情報を前記残さ処理施設に提供することによって前記燃料の残さの使用をさらに制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載のエコシステム。

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