国産木材から電気と熱を：バイオマス・コージェネレーション・プラントの仕組み
木質ペレット、木質チップ、練炭のような再生可能な固形燃料を使用するバイオマス・コージェネレーション・プラントは、コストを削減するだけでなく、24時間体制で気候保護に貢献します。
このようなバイオマス・コージェネレーション・プラントはどのように機能するのでしょうか？詳しくはこちらをご覧ください。
世界中の企業が大きな課題に直面しています： 気候変動目標を達成し、同時に価格変動リスクを低減するためには、エネルギー供給を化石燃料から再生可能エネルギーへと根本的に変えなければなりません。
気候変動にやさしく、同時に経済性の高いソリューションとして、木質ペレット、木質チップ、練炭などの木質バイオマスを利用した木質ガス化熱電併給設備（CHP）があります。
このようなバイオマスCHPユニットは、発電と熱生成を組み合わせることで、他の多くのエネルギー技術よりも高い効率を達成します。そのため、事業者はCO2を削減できるだけでなく、現金も節約でき、さらにバイオマスは、天候や時間帯に関係なく、一年中エネルギーを供給できる唯一の再生可能エネルギーです。
バイオマスCHPユニットの仕組みは？
基本的に、木質ガス化熱電併給設備（CHP）とは、電気に加えて熱も生成して利用する発電所のことです。CHPユニットは主に、液体燃料または気体燃料を使用する燃焼エンジンで構成され、発電機を駆動して発生したエネルギーで電気を生産します。
通常、天然ガスやディーゼルなどの化石燃料で運転される純粋なバイオマス発電所とは対照的に、木質バイオマスCHPは、固形燃料（木質バイオマス）から電気と熱を同時に発生させることができるプラントです。そのためにはまず、固形バイオマスをいわゆる希薄燃焼ガスに変換する必要があります。このプロセスはガス化炉で行われます。木質バイオマスの場合、希薄燃焼ガスは木質ガスとも呼ばれます。
通常、木質バイオマスには木質残渣が使用されます。例えば、残材、廃材、損傷材、枯れ木、生産残渣などです。これらの材料は加工され、ペレット、木材チップ、練炭の形で木質ガス化炉に投入されます。ガス化プロセスでは、材料は真空中で炭化され、木質の可燃性ガスが生成されます。
木材ガス化の後、ガスは洗浄・冷却され、バイオマスCHPユニットのガスエンジンで使用するのに適したガスになります。
キャブレター
木質ガス発電
熱交換器
木質ガス冷却
フィルター
木質ガスは灰から解放される
灰漏れ
灰はシステムから排出される
モーター
木質ガスをエンジンで燃焼
発電機
発電
熱交換器
排ガスからの熱回収
制御盤
バイオマス・コージェネレーション・プラント機能：廃熱を無駄にしない
ガス化プロセス、その後のガス処理、バイオマスCHPユニットで、多くの熱が発生します。これは一方では、高温の排気、木質ガスとエンジン冷却からの熱水、CHPユニットからの高温の排気ガスです。他の発電所では、この廃熱を無駄にしてしまうことが多いのですが、私たちのバイオマスCHPユニットでは、熱交換器によって利用可能な熱に変換します。
必要以上の熱が発生した場合や、熱需要が常に一定でない場合は、バッファータンクに一時的に蓄え、別の機会に利用することができます。
つまり、熱電併給（CHP）と呼ばれるプロセスで電気と熱を生産するのです。天然ガスや石油の代わりに木材などのバイオマスを燃料として使用すれば、企業は気候にやさしく、コストを削減し、しかも24時間体制で電気と熱を生産することができます。
熱から冷熱を生産する事もできます。バイオマス熱電併給プラントは通常、使用する再生可能燃料の85％以上を利用可能なエネルギーに変換します。
木材から電気を作るバイオマスCHP装置には、こんなことができます。
木質ガス化発電用のバイオマス・コージェネレーション・プラントは、経済性とエコロジーの面で非常に効率的であるだけでなく、さまざまな応用が可能です。
以下はその応用例です：
- 木材チップの乾燥
- 生産工程における乾燥または加熱目的
- 冷蔵倉庫、空調などのための吸収式冷凍プラントによる冷却エネルギーの生成
- 廃熱から電気への変換（ORCなど）
最も重要なアプリケーション（活用方法）をまとめました：
発電・熱供給
熱電併給（CHP）により、バイオマスCHPプラントは電気と熱を同時に発生させることができます。そのため、バイオマスCHPユニットは、建物（ホテル、集合住宅、病院など）に電気を供給するだけでなく、暖房システムや飲料水を加熱することもできます。このため、バイオマスCHPプラントは、最も効率的で、残材や廃材などのバイオマスを使用する場合は、最も気候変動に優しいエネルギー生産者のひとつとなります。
プロセス熱の生成
バイオマスCHPユニットが適しているのは、決して建物だけではありません。バイオマスCHPユニットは、製造業にとって特に興味深いものです。なぜなら、バイオマスCHPユニットは、プロセス熱（通常は温水）を効率よく発生させるからです。プロセス熱は通常、年間を通して常に消費されるため、バイオマスCHPユニットにとっては最適な条件と言えます。
コールドジェネレーション
CHPユニットに吸収式冷凍機が装備されていれば、発生した熱を冷熱に変換して冷却に利用することができます。このプロセスは、熱電併給（CHP）と呼ばれます。このプロセスでは、発生したエネルギーが最適に利用されます。CHPシステムは、空調やプロセス冷却のために冷房を必要とする産業で特に有用です。例えば、ホテル、オフィスビル、病院、食品産業などが挙げられます。
熱は、中間冷却によって空気から飲料水を生産するのにも利用できます。
CHPは誰にとって価値があるのか？
木質ガス化熱電併給設備を備えたバイオマスCHPプラントは、夏場であっても恒常的に大量の熱エネルギーを必要とする企業にとって、特に価値があります。これは、バイオマスCHPプラントが最大限の経済性を発揮するのは、年間一定時間フル稼働した場合のみだからです。また、余剰の熱エネルギーを夏場の冷房エネルギーに変換することもできます。
バイオマスCHPプラントは、例えば次のような企業や産業にとって価値があります：
木質ガスとバイオマスのコージェネレーション・プラント：一目でわかる利点
木質ガスをベースにしたバイオマス・コージェネレーション・プラントは、あらゆる利点で得点を稼ぐことができます。最大のメリットは、経済効率と気候保護の両立です。バイオマス・コージェネレーション・プラントは通常、使用する燃料の85％以上を利用可能なエネルギーに変換します。さらに、費用対効果が高く、同時に環境に優しい木質ペレットや木質チップを燃料として使用すれば、大幅なコスト削減につながります。
ご興味はありますか？
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木質バイオマスCHPプラントに適した燃料は？
典型的なCHPユニットは、さまざまな燃料で運転することができます。天然ガス、ヒーティングオイル、ディーゼルといった化石燃料は、現在でも主流だが、環境保護には貢献しません。そこで、バイオマスCHPユニットに理想的な再生可能原料が登場し、気候保護に大きく貢献します。
原則として、以下のバイオマス燃料は、上流のガス化技術によって、CHPユニットで木質ベースの発電に使用することができます：
木質ペレット
木質ペレットは、おがくずやその他の木くずからなる乾燥した小さな塊です。この燃料は、大型の木質ガスコージェネレーション・プラントやミニ・コージェネレーション・プラントで使用され、現在では標準化され、一般に認知され、広く取引されています。
木質ブリケット
あるいは、木材加工から出る木質チップやおがくずなどの木材残渣も、プレスして木質ブリケットにし、バイオマスCHP装置で使用することで、木材から電気を作ることができます。
