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士幌町における

バイオマス事業の展開バイオマス事業の展開

平成２４年１１月

北海道士幌町

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士幌町の概要

・人口 6,542人 2,634世帯（平成23年度末）・面積 259.13k㎡のうち約60％が耕地化利用・農家戸数 387戸（うち酪農76戸、育成14戸、畜産(肉牛)45戸）農家戸数 387戸（うち酪農76戸、育成14戸、畜産(肉牛)45戸）

・平均耕作面積 約40ha・ＪＡ士幌町農畜産物販売高 302億2,000万円(平成23年度)・てん菜、馬鈴薯、小麦、豆類等を基幹作物とした大規模畑作経営

・最新技術を導入して多頭化の進んだ酪農畜産業

乳牛 約乳牛 約19,000頭肉牛 約51,000頭販売高 203億円

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酪農の概要

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酪農の概要

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バイオガスプラントの必要性①

・飼育頭数の拡大

・飼養形態の変化繋ぎスタンチョン（繋ぎ飼）から

フリーストール（放し飼）へ

・スラリー状のふん尿は完熟

堆肥化が難しいスタンチョン

フリーストール牛舎内のふん尿の様子

バイオガスプラントの必要性②

悪臭問題 地球温暖化

家畜排せつ物

アンモニア、低級脂肪酸 メタン、亜酸化窒素等

有機物、窒素、リン等 投棄等

廃棄物問題水質汚濁

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バイオガスプラントの必要性③

• 地域の課題–基幹産業である農業の持続的発展を図るには、家

畜ふん尿の適切な処理と農村環境の維持・向上が

必要

–家畜排せつ物法の施行（平成11年～）

• 地球の課題

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地球の課題–地球温暖化（温室効果ガス）

取り組み経過 ①

• 平成10年11月 海外プラントの視察調査（ドイツ、デンマーク、

フランス）

平成11年度 バイオガスプラントによる家畜ふん尿処理• 平成11年度 バイオガスプラントによる家畜ふん尿処理

事業実現可能性調査※当時は集中型（2,500・5,000頭規模）による検討

• 平成13年11月 士幌町バイオガスサミット2001• 平成13年度～ 士幌町循環型農業システム検討会

集中型 → 個別型

設置農家を公募（希望者13戸・3戸を選定）設置農家を公募（希望者13戸・3戸を選定）

導入条件 飼養形態がフリーストールで敷料が少ない

概ね250頭規模でスラリー状のふん尿処理に苦慮

消化液散布の耕畜連携が可能

最低15年以上の営農継続が可能など

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取り組み経過 ②

集中型 個別型

・建設費が安い（処理量当り）

ネ ギ 生産効率が高

・ふん尿の輸送コストがかからない

均 な原料 確保メリット

・エネルギーの生産効率が高い ・均一な原料の確保

・個別の農家で維持管理できる

・余剰熱を牧場内で利用できる

デメ

・ふん尿と消化液の輸送コストが

かかる

・建設費が高い（処理量当り）

・エネルギーの生産効率が低い

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メリット

かかる

・原料が不均一になりやすい

ネルギ の生産効率が低

取り組み経過 ③

• 平成15年度 バイオマス利活用フロンティア推進事業

モデル実証施設として３基建設（設置者は町）

• 平成16年3月 士幌南地区・佐倉地区バイオガスプラント稼働• 平成16年3月 士幌南地区・佐倉地区バイオガスプラント稼働

• 平成17年1月 新田地区バイオガスプラント稼働

■導入にあたっての方向性◎ 各牧場に合わせたふん尿の投入形態

メーカーの技術提案→技術審査委員会の審査→施工業者の決定

◎ 実証施設としての役割◎ 実証施設としての役割３箇所とも別のメーカー

◎ 耕畜の連携畜産（プラント設置）農家と畑作農家による運営協議会

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バイオガスプラント位置図●佐倉地区バイオガスプラント

道の駅「しほろ温泉」●士幌南地区バイオガスプラント

●新田地区バイオガスプラント平成１５年度完成

平成１６年度完成

平成１５年度完成

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運営方法– 施設は町が所有し、農家に貸与し、町は施設使用料を徴収

取り組み経過 ④

施設 町 所有 、農家 貸与 、町 施設使用料を徴収

– 年間使用料＝補助残額÷15年≒50万円／年

– 施設維持補修費用は全額農家負担（士幌南：H23 120万円）

– 余剰電力の売電収入（士幌南：H23 60万円）

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バイオガスプラントのしくみ

原料槽ふふんん尿尿

発酵槽（38～40℃ 30日間）

バイオガス

貯留槽 ガスボイラ

発電機

電 気施設内利用

売電散布機

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各プラントの概要①

士幌南地区 佐倉地区 新田地区工事費（税抜）

68,000千円 79,500千円 56,000千円

工事期間 H15.11～H16.3 H15.10～H16.3 H16.7～H17.1

設計・施工会社 栗本鐵工所（株） ㈱コーンズ・エージー㈱土谷特殊農機具製作

所・㈱共成

処理対象フリーストール牛舎

成牛250頭フリーストール牛舎成牛250頭 ⇒ 550頭

フリーストール牛舎成牛200頭

敷 料未使用

（牛床マット使用）麦稈 裁断バーク

投入原料量 15t/日 15t/日 ⇒ 22t/日 12t/日

ふん尿排出輸送

ｼｮﾍﾞﾙ＋ｶﾞｰﾀｰｸﾘｰﾅｰｽｸﾚｰﾊﾟｰｼｮﾍﾞﾙ＋ｶﾞｰﾀｰｸﾘｰﾅｰ

ボブキャット

受入・前処理 RC造 50ｍ3 RC造 50ｍ3 RC造 原料槽：78.5ｍ3

計量槽：75ｍ3

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士幌南地区

消化液貯留槽

旧発酵槽新発酵槽

牛舎

原料槽 16

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各プラントの概要②

士幌南地区 佐倉地区 新田地区

嫌気性発酵槽ｺﾝﾃﾅ式 424ｍ3(53×8基）

⇒ RC造 784ｍ3 RC造 663ｍ3 RC造 671ｍ3

発酵温度 中温発酵 中温発酵 中温発酵

滞留日数 約30日 約40日 約30日

消化液貯留槽 RC造 3,300ｍ3 鋼製 3,180ｍ3

＋RC造 1,820ｍ3 RC造 3,959ｍ3

散 布 スラリータンカー 20ｔ スラリータンカー 20ｔ スラリータンカー 15ｔ

ガ 脱硫 生物脱硫＋乾式脱硫 生物脱硫＋乾式脱硫 生物脱硫＋乾式脱硫ガス脱硫 生物脱硫＋乾式脱硫 生物脱硫＋乾式脱硫 生物脱硫＋乾式脱硫

ガスホルダー コンテナ収納型 ゴム製ホルダー コンテナ収納型

発 電マイクロガスタービン 30kW

⇒ ガス発電機 25kW混焼式ガス発電機 30kW⇒ ガス発電機 25kW 混焼式ガス発電機 40kW

ボイラー設備 灯油・バイオガス バイオガス 灯油・バイオガス

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佐倉地区

消化液貯留槽

発酵槽原料槽

牛舎

機械室

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消化液貯留槽

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新田地区

消化液貯留槽発酵槽

ガスバック

機械室

発電機計量槽

機械室

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バイオガスシステムのメリット ①経営・環境

◆作業軽減

– 堆肥化処理に伴う切り替えし作業がなくなり、牛ふん尿は

牛舎から貯留槽まで自動的に流れていく牛舎から貯留槽まで自動的に流れていく

– 堆肥に比べ散布作業が軽減

◆廃棄物処理

– 嫌気性処理による牛ふん尿の悪臭の除去

– 牛ふん尿の適切な貯留による地下水・河川汚染の防止

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バイオガスシステムのメリット ②消化液

◆メタン発酵により、悪臭がほとんどなくなるふん尿を密閉した状態で処理することにより、環境汚染ガスを大気に放出し

ません。

酵後 消 液 料 臭が どな なまた、発酵後の消化液は原料のふん尿に比べ、悪臭がほとんどなくなりま

す。

◆即効性の高い液肥微生物による分解により、原ふん尿に比べ液状化が進み、固形物の割合は

4～5％に減少し、液体状になることで取扱性も向上。

粘性の少ない、サラッとした消化液は、植物に付着しないで土壌速やかに

浸透 ます （ 表参照）浸透します。（下表参照）

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水分（％）

乾物（％）

灰分全窒素（Ｎ）

NH4-N リン酸（P2O2）

加里（K2O）

苦土（MgO）

石灰（CaO）

PH

バイオガス消化液

3プラント3箇年平均 94.7 5.3 1.25 0.39 0.24 0.15 0.37 0.08 0.17 7.8

※現物中％

バイオガスシステムのメリット ②消化液

◆発酵過程で病原菌、寄生虫は不活性化、雑草等の種子が減少し、品質の安定した肥料となる・多くの病原菌、寄生虫、雑草の種子等は発酵の間に不活性

化しています。

・放牧されている家畜は、消化液が散布されていない草地より

消化液が散布されている草地の方を好むと言われています。

◆近隣畑作農家とバイオガスプラント運営協議会を組織

・自己所有地（草地・飼料作物）のほか、近隣畑作農家にも消

化液を散布

・散布費用：300円／ｔ

・散布量：5ｔ／10a程度

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◆CO2削減にも貢献します。バイオガスは有機物資源のエネルギーのため、化石燃料と異なり、CO2排出量に換算され

ません。（カーボンニュートラル）※※ カーボンニュートラル：バイオマス（有機性資源）の炭素は、もともと大気中のCO2を植物が光合成により固定したものな

バイオガスシステムのメリット ③再生可能エネルギー

※ カ ボン トラル イオマス（有機性資源）の炭素は、もともと大気中のCO2を植物が光合成により固定したものな

ので、燃焼等によりCO2 が発生しても、実質的に大気中のCO2 を増加させません。

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バイオガスシステムのメリット ③再生可能エネルギー

◆バイオガスは、化石燃料に変わる新エネルギーとして期待されています。天然ガスの主成分であるメタンを約55％含むバイオガスをボイラーや発電機で利用し 温水や電気などのエネルギーを牧場内で賄うことができま電機で利用し、温水や電気などのエネルギ を牧場内で賄うことができます。バイオガスをエネルギーとして利用することにより、それまで使用していた化石燃料を節約することができます。身近に存在するバイオマスから得られる新エネルギーです。バイオガス発電は、太陽光や風力に比べ２４時間安定した発電を行います

◆温室効果ガスを大気に放出しません。牛ふん尿が発酵していく過程で、温室効果ガスが発生します。バイオガスプラントでは、密閉した状態で処理するため、そのような温室効果ガスを大気に放出しません。バイオガスシステムの導入で、ふん尿処理により発生する温室効果ガスを大きく減少させることができます。

バイオガスは環境性の高いエネルギーバイオガスは環境性の高いエネルギー25

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士幌町のバイオマス利用

家畜ふん尿肥料として

農地還元 消化液 周辺農家家畜ふん尿

電気・熱

自家消費

消化液

余剰電気売 電

ガス

にも還元

消化液

自家消費電気 熱 ガス

食品工場

消費

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食品加工廃棄物

ﾊﾞｲｵｶﾞｽﾌﾟﾗﾝﾄ

現在3基稼動中

農協プラント 熱、ガス利用

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個別型バイオガスプラントの課題

1. 高額な建設費– 200頭規模で１億5000万円以上

グ2. ランニングコスト・修繕費等– プラント維持費用が年200万円前後– 耐用年数経過後の機器設備の更新費用– 冬期間の寒冷時にガス発生量が低下する

3. 余剰電力をＲＰＳ法により売電していたが、安価– 昼間9.5円／kW、夜間4.5円／kW（売電実績平均 7円弱）– 買電価格を大きく下回る

4. 再生可能エネルギー全量買取制度（平成24年7月施行）で39円／kW（税抜）– バイオガスプラントの普及に期待

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余剰バイオガスの利活用（H22～）

佐倉地区 平成15年当初 飼育頭数250頭

平成22年現在 飼育頭数550頭

原料の増加によりバイオガス発生量が増加したが、プラント内ではバイオガスを消費しきれないためプラント外での消費を検討。← 当時はＲＰＳ法の余剰買取（買取価格７円弱/kWh）のため、発電機を増設しても採算が合わない道の駅しほろ温泉内の「しほろ温泉プラザ緑風（町の温

泉施設）」に、余剰バイオガスを精製したバイオメタンを輸送し、コージェネレーションを設置し、発電・排熱利用する・設整備を計画

■「バイオメタン」とは バイオガスを精製して都市ガスに近い性状にしたもの

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メタンの精製と運搬

「メタン精製�置」 30ｍ3/h「メタン精製�置」 30ｍ3/h（メタン濃度90％以上最高98％）

バイオガス （メタン濃度55％）� �

バイオメタン（メタン濃度90％）

全国初の「低圧メタン吸蔵容器」（4ｍ3ﾀｲﾌﾟ）

バイオメタン吸蔵能力 120～200ｍ3

※温度と圧力により吸蔵能力変化30

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道の駅しほろ温泉 http://www.shihoro-spa.co.jp/

道の駅の中核・設「しほろ温泉プラザ緑風」 国際公認パークゴルフ場

全浴槽源泉掛け流し 足湯 31

コージェネレーション

��コージェネレーション�とは発電時に発生した排熱を利用して、冷暖

房や給湯などに利用する熱エネルギーを給する仕組みのこと 火力発電など 従来のする仕組みのこと。火力発電など、従来の発電システムでは発電後の排熱は失わていたが、コージェネレーションでは最大80％以上の高効率利用が可能となる。

また、利用する施設で発電することができるため送電ロスも少ない。このため省ネルギーやＣＯ2の削減に効果がある発電方式として、地球温暖化対策としても期待されている。ホテル、病院、学校、一般企業などへの導入のほか 限定された地域の集中どへの導入のほか、限定された地域の集中的な冷暖房などにも用いられている。

バイオガスコージェネレーション 定格出力25kw×２台設置��効率8�％� 発電効率����� 排熱��率5����

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コージェネの排熱利用

その他ガス利用

貯湯槽設備 大浴場洗い場の給湯

バイオガス灯湯沸器のＬＰＧ、ボイラーのＡ重油の消費量を削減 33

道の駅しほろ温泉のCO2削減計画

■平成19～21年度平均・電 気 1,194,630kwh/年 × 0.000588t-co2/kwh ＝ 702.44t-co2/年・Ａ重油 164,367L/年 × 0.00271 t-co2/L ＝ 445.43t-co2/年・ＬＰＧ 13,730kg/年 × 0.003 t-co2/kg ＝ 41.19t-co2/年

計 1,189.06t-co2/年

■平成23年度以降の削減計画・電 気 ▲398,000kwh/年 × 0.000588t-co2/kwh ＝ ▲234.02t-co2/年・Ａ重油 ▲ 58,000L/年 × 0.00271 t-co2/L ＝ ▲157.18t-co2/年・ＬＰＧ ▲ 4,143kg/年 × 0.003 t-co2/kg ＝ ▲ 12.43t-co2/年・軽 油 4,618L/年 × 0.00258 t-co2/L ＝ 11.91t-co2/年

計 ▲391.72t-co2/年

１年間で

約���t-��2削減

�����削減�＝約���

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新たな展開方向①

士幌町再生可能エネルギー利用推進協議会（H23～）

ＪＡ 商工会 町

バイオガスプラント部会 自然エネルギー部会

再生可能エネルギーの利用、推進に関する調査研究、情報交換

環境保全型農業の推進 循環型社会の構築ＣＯ2の削減 産業の活性化 雇用の確保

※バイオガスプラント部会では普及型のプラントを提案

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新たな展開方向②

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北方型高能率低コスト個別型バイオガスプラント

• ＪＡが事業主体で個別型４基建設 ⇒ 酪農家に

リース

• 発酵槽の熱収支を改善し、冬期間の温度低下

及びガス発生量の低下を防ぐ（周年安定化）

• 低コストで農家個人が管理運営できるシンプル

なシステム

余剰熱を搾乳施設等で有効活用（温水利用に• 余剰熱を搾乳施設等で有効活用（温水利用に

より灯油の節減）

• 普及型のモデルとなるプラント

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