【背景・課題と目的】
神戸市では平成7年の阪神・淡路大震災の被害からの復興に取り組む中で、将来の下水道が目指すビジョンの一つに「低炭素・循環型のまちづくり」を掲げ、下水道由来の資源である「消化ガス」と「リン」の活用に意欲的に取り組むこととした。地元企業と協働して新技術の開発を模索、消化ガスから高品質な都市ガスの生産に成功、この利用をさらに進めることとした。また貴重な資源であるリンの回収では効率を飛躍的に高め、良質なリンを回収する技術を具体化できた。
このことで下水道を資源の宝庫との考えのもと、以下を目標に実施した。
①処理水や汚泥、消化ガスなど下水処理場が有する全てのものを資源と捉え、下水処理場に最新の技術を導入して再生可能エネルギーと資源の効率的な生産拠点とする。このことにより地球環境保全に貢献し、エネルギー自立型の事業運営を行うことが究極の目的である。
②都市ガスについてはバイオマスガスの生成をさらに進め2,500世帯から5,000世帯相当分に拡大する
③下水道に対する市民の理解を深め、新技術の国内外への普及展開を目指す
【具体的な取組】
(1)エネルギー再生-神戸ガスプロジェクト
①平成16年度に消化ガスの高度精製(メタン97%)による天然ガス自動車燃料化の実証に成功した。「こうべバイオガス」として平成20年4月より天然ガス自動車の燃料として本格的に供給を開始、平成24年度にはバスや宅配車など延べ14,000 台に供給し、安定した供給体制も確立した。
②平成22 年10 月から「こうべバイオガス」の都市ガス導管への直接注入を日本で初めて開始した。「こうべバイオガス」を大阪ガスの都市ガス導管へ年間100 万㎥(2,500 世帯相当)を直接注入している。
③平成23年度には、神戸スイーツで有名な土地柄を活かした『食品製造系バイオマス(スイーツ)』と未利用の『木質系バイオマス(グリーン)』を下水汚泥に混合し、バイオガスの増量を進める異分野協働のプロジェクト「KOBE グリーン・スイーツプロジェクト」を開始。
(2)資源再生-KOBEハーベストプロジェクト
①2012年度世界的にその枯渇が懸念されている希少資源リンを下水汚泥中から取り出し、肥料原料化する「KOBE ハーベストプロジェクト」を開始した。このプロジェクトは、いわば「都会の真ん中に、品質が極めて高い『リン鉱山』を掘り当てた」とも言える取組みであり、肥料原料としての資源再生を行っている。
以上の取組みにより、下水処理場を「水再生の場」だけでなく、「再生可能エネルギーの生産拠点」や「資源の再生拠点」・「資源の再生工場」とすることで、持続可能な地球環境保全に一層貢献することを目指している。
【成功要因】
①事業をコーディネートする神戸市及び技術担当企業等との連携・役割分担
事業全体をコーディネートする神戸市(官)を中心に、技術提供を担当する企業(㈱神鋼ソリューション、水ing(㈱、大阪ガス㈱)、地域バイオマス提供の食品製造業、販売先開拓の商社等と連携、それぞれのメリットと強みを生かしたプロジェクト実施体制を整備したこと
②神戸市と民間企業との連携による国の公募事業の獲得・実施
民間企業が技術を、神戸市が実証フィールドを提供することで、国の公募事業に応募し、これを獲得、国の資金でそれぞれの強みを生かした体制を創出、事業を実施した。
③神戸市に多い食品廃棄物の活用
食品廃棄物の提供で協力をする企業にとっては、廃棄物が資源として役立つほか、バイオマス事業への協力ということで企業のイメージアップにも繋がっている。
【成果】
①バイオガス:自動車燃料化を実現。市営バス、宅配車14,000台に供給。都市ガス導管への直接注入100万㎥(2,500世帯相当)を実現。未利用バイオマス利用をさらに進め、地産地消を実現する。
②:希少資源のリンを下水から回収、肥料化することで資源循環を実現する。
③バイオマス原料として間伐材・公園街路樹などを利用することにより森林環境整備が促進される。
神戸市では平成7年の阪神・淡路大震災の大きな被害からの復興に取り組むなかで、将来の下水道が目指すべきビジョンの一つに『低炭素・循環型のまちづくり』を掲げ、下水道由来の資源である「消化ガス」と「リン」の活用に意欲的に取り組むこことした。
これらを安定的に持続できるプロジェクトとするためには、技術的課題や事業収支を劇的に改善できる革新的な技術開発も必要とした。
①神戸市では地元企業と協働して新技術の開発を模索、平成16年に消化ガスから高品質な都市ガスの生産に成功、この利用をさらに進めることにした。
下水処理の過程で大量に発生する消化ガスは、都市ガスと比べ発熱量が半分と低く、機器を損傷・劣化させる原因となる硫化水素やシロキサン等の不純物を多く含んでいる。このため一般的利用は難しく、多くを焼却処分としている状況にあった。
②貴重な資源であるリンの回収では効率を飛躍的に高め、極めて良質なリンを回収する技術を具体化できた。
肥料の三大要素の一つである「リン」は国際的に枯渇が懸念されている。日本はその全量を輸入に頼っているが、下水にはその輸入量の4~5割に相当するリンが流入しているとの推計があり、有効利用されている割合は約1割に過ぎないと言われている。
以上、開発した新技術の能力最大化を進めながら、国内外へ普及展開を進めていく条件が整った。
プロジェクトの当面の目標は以下の通りである。
①下水処理水や汚泥、消化ガスなど下水処理場が有するすべてのものを資源と捉え、下水処理場に最新の技術を導入、再生可能エネルギーと資源の効率的な生産拠点とすることで地球環境の保全に貢献し、エネルギー自立型の事業運営を目指す。
②都市ガスについては、現在2,500世帯分に相当するガスを供給しているが、食品バイオマス等によりバイオマスガスの生成をさらに進め、5,000世帯相当分までに拡大する。
③下水道に対する市民の理解を深めるとともに、新技術の国内外への普及展開を目指す。
低炭素・循環型のまちづくりに取り組むなかで、下水道由来の資源や再生可能エネルギーの利用が求められていた。
事業実施に伴い直面した規制等は以下が挙げられる。
①グリーンスイーツプロジェクトで用いる食品残渣は産業廃棄物である。「廃棄物および清掃に関する処理法」によれば産業廃棄物を下水処理場では扱うことができないという問題に直面する。
②バイオマスガスの自動車燃料の注入ステーション、都市ガスへの導管注入を行う施設の設置は工業地域に限るとの用途地域指定の問題があったが、規制緩和により現在は住宅専用地域を除き立地可能となっている。
③精製した消化ガスをバイオディーゼル燃料としてバスやごみ運搬車等の自動車燃料として利用するに当たっては、公道での走行の安全性と安定性の確認を求められた。
④回収したリンで製造した肥料を販売するには、肥料取締法により認定を受ける必要がある。
技術開発も含め日本初という取組が多く、法律や法令が想定していないものであり、ひとつひとつの解決が必要であった。この解決のため国土交通省や環境省など監督官庁に相談、協議をしながら解決に努めてきた。国も新たな試みということで必要な支援を惜しまずに戴いている。それぞれ上記の問題は以下のように解決している。
①産業廃棄物の下水処理場での取り扱いについては、法律をどのように解釈するかについて規制部署と協議を行いながら進めている。「こうべバイオガス」については、現在も実証実験中という位置づけであり、汚水処理との下水道の事業目的に悪影響を及ぼすことがなく、かつガス増量に効果があるもののみを試験的に受け入れている状況にある。
②東灘下水処理場は工業専用地域であり幸いに用途地域の問題は生じなかった。また大阪ガスの都市ガス導管に直接注入するに当たり、その買取のための価格等の条件を協議して相互に契約書を交わし実施している。
③バイオマス燃料による走行実験等を1年間に亘り行い、その走行の安定性・安全性を実証した上で、実用化している。
④リンは汚泥からの回収であり、その安全性の確認が重要であった。このため農林水産省とひとつひとつ安全性を確認しながら開発を進め、活性肥料として実証、平成26年4月認証・登録に至っている。
平成21年度 経済産業省 バイオマス等未活用エネルギー実証事業
平成23~24年度 国土交通省 下水道革新的技術実証事業
平成24年度 国土交通省 下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)
http://www.nilim.go.jp/lab/ecg/bdash/pamphlet/h23_kobelco.pdf
http://www.nilim.go.jp/lab/ecg/bdash/gaiyou_tech/h24_swing.jpg
平成24年度 国土交通省 下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)
-バイオガスを活用した効果的な再生可能エネルギー生産システム導入ガイドライン(案) は以下の通り
http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0737.htm
神戸市、民間企業の官民でプロジェクトを実施した、その役割は以下の通り。
神戸市:「低炭素・循環型のまちづくり」を掲げ、「こうべバイオガス」、「リンの回収」プロジェクトについて、協力企業と連携をしながらこれを主導
(株)神鋼ソリューション、大阪ガス(株)、水ing(株):神戸市と連携し、技術的な支援や新技術の開発を実施
実証実験にあたっては、神戸市主導のもと国等への補助事業に申請、実証実験の場を神戸市が提供する一方、技術も含め施設整備を民間企業中心で行い、共同して実証実験を行ってきた。なお、これらの特許申請の一部も神戸市・民間企業共同で行っている。
原料提供-バイオガスの原料となる食品廃棄物を提供する地元食品製造系企業 トーラク(株)、白鶴酒造(株)、㈱ロック・フィールド等
①こうべバイオガス
神戸市とプラントメーカー(株)神鋼環境ソリューション、大阪ガス(株)の共同研究体により更なるエネルギーの有効活用につき研究開発を進行中
②KOBEグリーン・スイーツプロジェクト
神戸市とプラントメーカー(株)神鋼環境ソリューションと共同研究体を形成。地元食品製造系企業トーラク(株)、白鶴酒造(株)、㈱ロック・フィールド等から食品廃棄物を、加えて一部を神戸市六甲山森林整備戦略と連携した森林からの間伐材・公園街路樹を用いてバイオマス原料として活用
③KOBEハーベストプロジェクト
神戸市とプラントメーカー水ing(株)の共同研究体で下水汚泥からのリン回収の革新的方法を確立。肥料化に取組み、実現。三菱商事アグリサービス(株)とともに販売先を開拓中。
(1)エネルギー再生
①こうべバイオガスプロジェクト
自動車燃料(エコステーション):平成16年度に消化ガスの高度精製(メタン97%)による天然ガス自動車燃料化の実証実験に成功、平成20年4月より天然ガス自動車の燃料として本格供給を開始した。平成24年度は延べ14,000台に供給している。
都市ガス導管直接注入:平成22年10月より「こうべバイオガス」の都市ガス導管への直接注入を開始した。大阪ガスへ年間100万㎥(2,500世帯相当)を供給しt。
KOBEグリーン・スイーツプロジェクト:平成23年度には「こうべバイオガス」を増産するKOBEグリーン・スイーツプロジェクトを開始(“食品製造系バイオマス(スイーツ)”と未利用の“木質系バイオマス(グリーン)”を下水道に混合し、バイオガスの増量を進める異分野共同プロジェクト-トーラク(株)、白鶴酒造(株)、㈱ロック・フィールド等の食品残渣(スイーツ)と六甲山の間伐材等(グリーン)を受入れ、下水汚泥と混合、消化ガスの増量を実現(平成24年度約500世帯相当のガスを増量))
(2)資源再生
①KOBEハーベストプロジェクト:平成24年度には希少資源「リン」を下水汚泥中から取出し、飼料原料化する「KOBEハーベストプロジェクト」を開始(都会の真ん中で品質が極めて高い「リン鉱山」を掘り当てたともいえる試み)。
【こうべバイオガス】
平成16年10月 消化ガスの高度精製設備を整備(メタン60%→97%)、天然ガス自動車燃料化の実証実験に成功
平成18年度 こうべバイオガス活用設備建設着手(2008年2月竣工)
平成20年4月 天然ガス自動車の燃料として本格供給開始
平成21年10月 バイオガス導管注入実証実験事業開始
平成22年10月 都市ガス導管への直接注入を開始
平成23年度 食品製造系バイマスと木質系バイマスを下水汚泥に混合、バイオガス増量を目指す
平成24年度 バス・宅配車14,000台に供給、都市ガス導管に100万㎥(2,500世帯相当)を供給
都市ガス導管注入をさらに進め、5,000世帯相当を目指し拡大中
【資源再生】
平成24年度 希少資源リンを下水道汚泥中から取出し、肥料原料化する「KOBEハーベストプロジェクト」を開始
平成25年度 活性肥料として実証、肥料原料としてのリンの認証・登録を完了(肥料登録完了)
こうべバイオガス活用、KOBEグリーンスイーツプロジェクト、KOBEハーベストプロジェクトなどでは、いずれも国の技術開発プロジェクト等に応募、採択を得ることで全額国庫補助で実施している。
こうべバイオガス活用設備工事 約15億円 平成18~19年度(国土交通省:新世代下水道支援事業制度)
こうべバイオガス導管注入実証事業 約3億円 平成21年度(国土交通省:下水道革新的技術実証事業)
KOBEグリーン・スイーツプロジェクト 約10億円 平成23年度(経済産業省:再生可能エネルギー生産・革新的技術実証事業)
KOBEハーベストプロジェクト 約6億円 平成24~25年度(国土交通省:下水道革新的技術実証事業)
特になし
神戸市:「こうべバイオガス」、「リン」の回収プロジェクトについて、協力企業と連携をしながらこれを主導
(株)神鋼環境ソリューション、大阪ガス(株)、水ing(株):先進的な技術開発、設備設置を実施
地元食品製造系企業(トーラク(株)、白鶴酒造(株)、㈱ロック・フィールド等):原料提供(食品廃棄物提供)
http://www.osakagas.co.jp/company/press/pr_2010/1191341_2408.html
http://www.city.kobe.lg.jp/information/press/2010/10/img/20101012301501-2.pdf
http://www.city.kobe.lg.jp/information/press/2012/06/20120626301501.html
①事業をコーディネートする神戸市及び技術担当企業等との連携・役割分担
事業全体をコーディネートする神戸市(官)を中心に、技術提供を担当する企業(㈱神鋼ソリューション、水ing(株)、大阪ガス(株)、販売先を開拓する三菱商事アグリサービス(株))、地域バイオマスの提供を担う食品製造企業(白鶴酒造(株)、トーラク(株)、㈱ロック・フィールド)と連携、それぞれのメリットと強みを生かしたプロジェクト実施体制を整備、これを神戸市が主導・推進した。
②神戸市と民間企業との連携による国の公募事業の獲得・実施
民間企業は技術を持っているがその実証フィールドがない。神戸市はその実証フィールドを提供、協働で国の公募事業を獲得、国の資金で事業を実施した。それぞれの強みを生かした実行体制を造出した。
③神戸市に多い食品廃棄物の活用
食品廃棄物の提供で協力をしている企業にとっては、廃棄物が資源として役立つ(処理コスト削減)ほか、バイオマスガス事業への協力ということで会社のイメージアップに繋がるというメリットを持つ。このようなWin-Winの関係を創れたことが大きい。
①バイオガス:自動車燃料化を実現。市営バス・宅配車14,000台に供給。都市ガス導管への直接注入100万㎥(2,500世帯相当)を実現。ともに活用範囲を拡大し、さらに未利用の地域バイオマスの活用を進め、発生量を増やし、地元地域を巻き込んだ地産地消のエネルギー循環を創出した。
②リン:希少資源のリンを下水から回収、肥料化することで資源循環に繋げる。
③そのほかバイオマス原料として間伐材・公園街路樹の利用により森林環境整備を促進。
④年間4,000人近い方々の来訪者があり、このうち1割~2割は神戸市内泊ともみられ、視察受入れに伴う経済的なメリットも挙げられる。
①市民の環境意識の向上
あまり市民の目に触れる機会のなかった下水道の取組を市民に目に見える形で現すことで取組への理解と環境意識が高まる。
②学校教育、社会教育への導入
地元での学校教育にも取り入れられ、住民参加の勉強会が開かれるなど傑出した技術に対する理解も深まっている。実際、学校の社会勉強や多くの市民の方々に来訪いただき、関心を持たれている。
①地域における食品廃棄物の更なる活用を進めるため、バイオマス原料を提供する協力企業を増やす
②肥料としての登録が取れたので、その販売先を確保するとともに、一層の効率化を進め、地産地消等による資源の循環利用を進めていく。
地域バイオマスについては、産業の活性化も進めながら、多面的な展開によりバイオマス原料の拡大による「こうべバイオガス」の増大を図る。
また、「リン」の肥料化についても、これを利用する農業関係団体や農家との連携等を図ることで販路を確保、地産地消を進めていく。
・取組みは人類が存在する限り枯渇しない下水道から再生可能エネルギーや資源を再生するもの。したがって、日本国内だけに限らず世界中、人の営みがある地域すべてへの展開が可能であり、普遍的要素を十分に備えたグローバルな取り組みである。
・従来技術に比べてコンパクトな設備を開発しており、より小規模な処理場への展開も可能である。
・下水から回収した「リン」は、良質の肥料原料として活用され、一般の肥料として世界中の耕地で使用が可能。また、国際的に枯渇が懸念されるリン資源の循環利用を実現している。
・本事業では国土交通省の下水道革新的技術実証事業等に官民で応募、事業採択を受け、国の資金で実施している。このように民の技術力に官が実証実験のフィールドを提供することで事業を進めることが可能である。
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