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バイオガスプラントの仕組み

バイオガスプラントの全体像を表したものが以下の図になります。
ただし、原料の種類や発酵方式、消化液の処理方法等で必要となる設備は異なります。

 

バイオガスプラント_フロー図

①原料受入
バイオガスプラントの原料とする有機性廃棄物を受け入れ、プラントへ投入します。あるタイミングで大量に受け入れるような場合には保管場所を別途設ける必要があります。

②前処理
生ごみ等を原料とする場合には細かく砕く破砕機が必要となります。また、湿式発酵を行う場合には水分の量を調整も必要となる場合があります。

③発酵
メタン発酵は複数の発酵槽に分けて行うプラントが多くなっています。これは発酵工程ごとに槽を分けることにより、よりスムーズに発酵を行うためです。メタン発酵は嫌気性発酵ですので発酵槽は密閉されており、これにより臭気も外に漏れません。

④ガス精製
バイオガスは約60%のメタンと約40%の二酸化炭素から構成されますが、その他に微量の硫化水素が含まれます。硫化水素は機器を腐食させる性質を持つため、脱硫装置を使って取り除く必要があります。脱硫方式としては乾式脱硫と生物脱硫のどちらかを採用することになります。(脱硫方式の詳細)

⑤ガス貯留
バイオガスを貯めておき、必要に応じて発電機へと供給します。

⑥消化液貯留
バイオガスを発生させた後の残渣(消化液)を貯めておきます。二次発酵槽で貯めておく場合のほか、個別に貯留槽を設ける場合もあります。

⑦発電
ガスエンジン発電機を用いて、発電を行います。一般の火力発電所等で使われるタービン発電機ではないため、省スペースで高い発電効率を得ることができます。プラント全体で見た場合に最もメンテナンスコストを要する機器でもあります。

⑧売電
発電した電力は固定価格買取制度を利用して、電力会社へ売電することが可能です。2015年現在、バイオガスプラントによる電力は39円(税別)での買取となります。もちろん電気は売らずに自己利用することも可能です。

⑨売熱
発電機で発生した熱は発酵槽の加温に使われます。しかし、大型のプラントの場合には熱が余るため、これを別の用途に使うことができます。国内の事例では養殖やビニールハウスの加温に使われるほか、海外では床暖房など地域熱供給として一般住宅等で使われることもあります。

⑩液肥利用(処理)
消化液は肥料として使うことが可能であり、バイオガス事業においては消化液を液肥として利用できるかどうかが事業成立の大きなポイントとなります。肥料として使わない場合には排水処理設備を導入する必要があります。また、消化液を固体と液体に分け(固液分離)、固体分を堆肥に、液体分を液肥に使う場合もあります。

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