【手続補正書】
【提出日】平成17年7月22日(2005.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  発電システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥させた木材燃料と石炭とを混合して燃料に発電する発電システムにおいて、前記木材燃料は木材を輸送する運搬船又は車両の内燃機関の排熱を利用して木材を乾燥させたものであることを特徴とする発電用木材燃料輸送システム。
【請求項２】
前記木材燃料は、木材燃料と混合する石炭の含水率に乾燥させたものを使用することを特徴とする請求項１に記載の発電用木材燃料輸送システム。
【請求項３】
輸送機関のエンジンの排ガスから排熱回収して蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーから供給される蒸気を熱源として木材資源を乾燥させる乾燥機とを備えたことを特徴とする木材資源の乾燥装置。
【請求項４】
燃料として利用される複数の集積場に集積された木材資源の輸送方法において、木材資源を輸送する運搬船の位置，石炭火力発電所での木材資源の必要量、及び前記運搬船の内燃機関の排熱量に基づいて、運搬船の内燃機関からの排熱を利用して乾燥させる木材資源の含水率を、石炭火力発電所の石炭と共に燃料として利用可能な値とするための必要乾燥時間を算出するステップと、前記必要乾燥時間に基づいて前記運搬船が各集積場を巡回する航路を決定するステップとを有する木材資源の輸送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用木材燃料輸送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
日本は国土の７０％が森林で覆われ、木材資源が多く賦与されているにもかかわらず、木材燃料を用いた発電設備は１９９９年時点で８.０万ｋＷ と、日本全体の発電設備容量の０.０４％ しか存在しない。一方、米国には７００万ｋＷが、また欧州には２４０万
ｋＷもの木材発電設備が既に存在し、木材資源を電力生産に有効に活用をしている。更に、２０１０年までに米国では１４００万ｋＷ、欧州では１９０万ｋＷの木材発電設備を増設が計画されており、各国とも地球温暖化防止に向けて最大限の努力を払っている。
【０００３】
日本の木材資源を用いた発電の主要なものは、製紙会社が海外から輸入した木材を用いて紙を製造する過程で生成する黒液をボイラーで燃焼させて、その熱源を利用して発生した蒸気を用いるものである。山間部に存在する製材所等から発生するのこ屑を用いて小規模な発電は行われているが、個々の製材所の規模が小さいことも有り、発電効率は低くなっている。
【０００４】
米国で木材を燃料源として発電しているのは約４００プラントも存在し、平均電気出力は１７ＭＷである。発電プラントの内で小規模なものは燃料源の木材には、製材プラントで発生した木屑やのこ屑等が用いられる。発電規模は大きい場合には、間伐材を用いる場合が多い。間伐材の収集は、大型機器を森林内で移動させて伐採し、それを輸送用のトラックに積載して発電所まで陸上輸送する。木材は伐採したままの形態で一部乾燥させた後で、固定床式のボイラーに供給して燃焼させ、その熱源で発生した高圧蒸気でタービンを駆動させて電気を起こす。発電と同時に、蒸気を熱源に用いているケースも有る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
木材を燃料源とした時の発電効率は２０％ほどで、石炭を燃料とした最新鋭微粉炭火力発電所の発電効率である４０−４３％の半分ほどと小さい。発電効率が低い原因は次の２点である。
【０００６】
先ず、固定式のボイラーで木材を燃焼させる場合、木材燃料を用いた小規模な発電設備では、発生させる蒸気の条件は５ＭＰａで４００℃ほどが多く、最新鋭の微粉炭火力発電所の２５ＭＰａで５４０℃の蒸気条件と比較して、温度が低く圧力も小さい。蒸気圧力が小さいと、一度蒸気タービンで電気を発生させて圧力と温度が低下した蒸気を、再度加熱して利用する再熱方式が適用できないので、熱効率の向上が難しい。更に、ボイラーの熱入力が小さいと、蒸気タービンを流れる蒸気流量が少なくなるので、蒸気タービンの効率が低下する。また、小規模な蒸気タービンほど発電効率は小さくなる。
【０００７】
第二の理由は、木材が長期間かけて炭化すると石炭になるので両者の成分は似ているが、木材には水分が多いことである。ボイラーで燃焼した排気ガスは水を加熱して発電に用いる高圧蒸気を生成する過程で１４０〜２００℃まで冷却された後、排気ガスに含まれる硫黄分等の不純物を除去して、高い煙突を通して大気に放出する。煙突から大気へ放出する排気ガスのエンタルピーと、燃焼に用いる空気のエンタルピーとの差がボイラーで失われる主要な熱損失量である。１００％炭素だけの石炭を燃焼させると、大気温度が２０℃で排気ガス温度が１７０℃で温度差が１５０℃として、代表的な比熱の値に空気の１ｋＪ／kg・℃を用いると、空気１kgを消費する毎の熱損失量は１５０Ｊ／kgになる。燃料中に水分が含まれると、煙突から排気ガスが放出される１４０−２００℃の条件では、水は水蒸気の状態で存在するので、液体状態の水が蒸発することによる蒸発潜熱２.３ＭＪ／kg 分だけボイラーの熱損失量が増加することになる。すなわち、燃料中に液体状態に存在していた水分が、蒸発して水蒸気に変化したエネルギーは、単に大気は放出されて発電には利用できない。仮に排気ガス中の水分量が１０wt％有るとすれば、熱損失は２.５ 倍も増加することになる。したがって、燃料に含まれる水分量を低下させることが重要で有るが、伐採した直後の間伐材には５０％近い水分が含まれており、そのまま発電に用いると発電効率が低下する。燃焼させる前に加熱して木材を乾燥させる場合には、その加熱分だけ投入エネルギーが増加するので必ずしも得にならない。
【０００８】
本発明は、発電効率を向上させることが可能な、発電用木材燃料輸送システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、木材燃料を乾燥させた後で石炭と混燃して発電するシステムにおいて、木材を輸送する運搬船または車両の内燃機関の排熱を利用して乾燥させた木材を木材燃料として発電所に輸送するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、木材の内燃機関の排ガスから排熱回収して蒸気を発生させ、この蒸気を熱源として木材資源を乾燥させたものを木材燃料として発電所に輸送する。木材燃料は、ボイラーで混合する石炭の含水率に乾燥させたものであることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
医療と生産技術の向上により世界全体での人口は１９５０年における２５億人から年々増加し、２０５０年には８９億人に到達すると国際連盟では予測している。生活水準の向上も呼応して、人類の生産活動によって発生する二酸化炭素量が指数関数的に増加している。この状態が今後とも継続すると大気中の二酸化炭素濃度の増加にともない、大気による太陽光の吸収量が増加して、年々気温が上昇すると予測されている。大気温度の上昇が続くと、南極や北極に存在する膨大な氷河が溶解して海水面を上昇させ、オランダを始めてとする海抜が低い国々に対して深刻な打撃を与える。
【００１２】
この対策を相談する国際会議が１９９７年１２月に京都で開催され、日本のように既に一人当たりの二酸化炭素発生量が多い先進国は、石油や石炭，天然ガス等の化石燃料から発生する二酸化炭素量を、２０１０年において１９９０年における発生量より５％以上削減することを約束した。１９９９年における日本の最終消費エネルギーの内で、化石燃料を起源とする割合が８６％も占めている。従来の実績を調査すると、経済の成長とともにエネルギー消費が増加してきたので、経済成長を持続しつつ化石燃料を起源とする二酸化炭素発生量を抑制することは、大変難しい課題である。
【００１３】
化石燃料の種類により生成する熱エネルギー当たりの二酸化炭素発生量は、一番低い天然ガスを１.０ とすると石油が１.４ で石炭が１.８３ になるので、石炭の消費をなるべく抑制して、天然ガスや石油を発電等に用いることが一つの解決策である。しかし、過去の生物体を起源とする天然ガスや石油の資源量には上限が有り、現状の地質調査によれば、確認されている資源は後４０年で消費されて無くなると推定されている。一次及び二次の石油ショックによる原油価格の大幅な高騰で、経済への大きな打撃を受けた結果、日本としては資源量が豊富でかつ価格が廉価な石炭を発電に利用することを奨励してきた。資源エネルギー庁が発表した「平成１３年度電力供給計画の概要」によれば、一般電機事業用における石炭火力発電設備は１９９９年度末では２９２２万ｋＷ運転中であり、これを２０１０年度末までに４４１３万ｋＷへと５０％以上も増加させる計画である。
【００１４】
原子力発電所建設の計画が大幅に遅延する見通しのために、天然ガス火力発電設備を増設する必要が生じている。経済産業大臣の諮問を受けて、日本の将来のエネルギー政策を検討した総合エネルギー調査会は、多くの専門家の検討を基に、国際公約した二酸化炭素発生量の削減を守るためには、２０１０年度における石炭火力発電所からの発電電力量を１５９９億ｋＷｈと、１９９９年度の１５２９億ｋＷｈからの増加量を５％以下に抑制する必要が有るとの勧告を２００１年７月に行った。一般に石炭火力発電所を建設する場合には、海の埋め立てや護岸の工事も実施するので、建設期間は長期間を必要とする。2010年度までに運転を開始することを予定している石炭火力発電所の多くは、既に建設が開始されている。設備容量を５０％増加する石炭火力発電設備の供給計画と、石炭火力発電所における発電電力量の増加量を５％以下に抑制する政策を両立させた場合のためには、石炭火力発電所の稼動率を当初計画よりも３０％も低下させる必要が有り、多大な設備投資が無駄になる恐れが有る。
【００１５】
木片や木屑等の現在成長している自然林を起源とする木材燃料は、大気中の二酸化炭素を固定して成長するので、この木材を用いて発電した場合には、地球温暖化を評価する上では二酸化炭素発生量が無いものと評価できる。したがって、木材燃料を石炭と混合して燃焼させれば、発電電力量は増加しても、実質的に大気中の二酸化炭素濃度は増加しない。仮に、石炭７０％，木材３０％の割合で混焼させれば、当初の計画通りに石炭火力発電所で発電しても、二酸化炭素発生量を従来よりも３０％削減でき、建設計画と環境を重視したエネルギー政策を同時に満足させることができる。本発明は、この石炭と木材を混焼して発電する時に、高い発電効率の方式を提供するものである。
【００１６】
大きな設備投資を必要とせずに、木材燃料を用いて高効率に発電するため方式としては、既設または建設中の石炭火力発電所の燃料供給系を一部改造して、高効率な石炭火力発電所で木材燃料を混焼させる。既存の微粉炭火力に木材燃料を混合させる方式は、欧米でも研究が開始され、フィンランドのNaantali発電所やオランダのEpon発電所、米国の
Bailly発電所における試験では、５％ほどまでの混焼を確認するとともに、開発を進めれば３０％近くまで混合比率を増加できる見通しが得られている。
【００１７】
既存の大規模な石炭火力発電所で混焼する場合には、必要な木材燃料の量が多くなり、米国での従来設備のように、近くの森林から間伐材を集めてくるだけでは不足することになる。例えば、１００万ｋＷの石炭火力発電所において、石炭７０％，木材３０％で混焼させる場合に、乾燥した木材の発熱量が石炭と同等の場合には、１時間１００ton の乾燥した木材を必要とする。石炭火力発電所の稼動率を７０％とすると、年間では６０万ton になる。米国では木材専焼で電気出力が１００ＭＷを超えるプラントが５発電所有り、規模的には実施可能と考えられる。しかし、米国の大規模な木材発電所は森林地帯内に設けて、木材輸送の距離を短くしているのに対して、日本の石炭火力発電所は燃料を船で輸送することを念頭に、海岸に設けられている。日本国内の道路状況が混雑していることを考えると、石炭火力発電所で木材を混焼させる場合は、トラック（輸送車両）での燃料輸送とともに船での燃料輸送も実施されることになる。
【００１８】
既存の大規模石炭火力発電所を活用して高効率で木材から電気を得る場合には、欧米での発電所と比較して船およびトラックでの輸送距離が増大するので、この輸送に用いられる内燃機関のエネルギーを利用して木材を乾燥させ、発電所到着時には石炭並に乾燥させる。本発明の特徴は、輸送エネルギーで木材を乾燥させることで、高効率な発電を達成することにある。
【００１９】
以下、本発明の一実施例として、日本に近い外国、例えば台湾，フィリッピン，インドネシア等から燃料用の木材を集め、微粉炭火力で高効率に発電するシステムを図１，図２，図３を用いて詳述する。
【００２０】
１日のトラック輸送作業時間を８時間とし、積み下ろしの時間を１時間、１時間での平均移動距離を５０kmとすると、１日で６時間移動でき、片道で３時間なので集積場所から半径で１５０kmの範囲に存在する木材を収集できる。そこで、台湾やフィリッピン，インドネシアの海岸線に３００kmを目安に、船が接岸できる地形を考案して、図１（ａ）のように集積場１を海岸に設けられる。
【００２１】
森の成長を維持するために伐採した間伐材や、製材作業によって発生する木片等の森林廃棄物は、それぞれ収集地点２ａ〜２ｅに集められる。輸送用のトラック３は収集地点での集積量の情報と、収集地点と集積場との移動時間を基に、収集地点と集積場の往復回数を一日１回か２回，３回かを決めて、トラック３に積載し集積場１に輸送する。
【００２２】
集積場１で降ろされた木片は、図１（ｂ）のようにブルドーザにより自然乾燥場５の鉄格子６上に積み上げる。自然乾燥場５には屋根７を設けて、雨水が直接木片に当たるのを避け、鉄格子６の下部から空気が木片内を流れて乾燥させやすくなっている。木片内に存在する水分は一般に木材とは親和力が種々存在するので、自然乾燥だけでは完全に水分を除去することはできない。自然乾燥場５の大きさは２週間自然乾燥できる規模として、２週間乾燥させた木片はブルドーザで、木材ホッパー８に上部から投入する。加振器の振動で木材を流下させる木材ホッパー８の下部には破砕機９が設けられ、機械的な破断力で５mm以下の木屑に破砕する。破砕にはエネルギーが必要で有るが、微粉炭火力でも石炭を細かく破砕してから燃焼させる場合と同様に、木材燃料の発熱エネルギーと比較して破砕に必要なエネルギーは小さい。木屑は重量を測定した後で、ベルトコンベヤー１０で密閉した円筒形のサイロ１１に上部から投入する。この時、必要により後の燃焼時に悪影響が出ない範囲で殺虫剤を混合させる。また、１時間に１回、サイロに投入される木屑をサンプルして含水率及び発熱量を自動的に測定する。
【００２３】
集積場１を経営する運営会社は、毎日１回、１）集積場が存在する場所、２）サイロ内に集積された木片量、３）貯蔵されている木屑の平均含水率、４）発熱量、５）希望販売価格、６）１日当たりに木片増加量を、インターネット上に形成される木材販売の市場に掲示する。日本の石炭火力発電所まで木屑を輸送する輸送会社は、各地の石炭火力発電所での運転計画を反映した木屑必要量と輸送船（運搬船）の位置等を考慮して、後で詳述する木片の乾燥を検討した上で、インターネット上の市場で木屑の購入量と輸送船が集積場に到着する時期を決定する。この場合、サイロ内にある木屑全てを購入する場合も有れば、一部だけ購入することや、購入時点から輸送船が到着するまでに増加する部分も予約することができる。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、輸送船１２は複数の区画１３ａ〜１３ｆに仕切られて、区画の上部に乾燥システム１４が設けられている。日本に存在する輸送会社より指示を受けた輸送船１２は、順次集積場を回って石炭火力発電所に木屑を輸送する。集積場の岸壁に接岸した輸送船１２に、サイロ１１下部より重量を測定した後で空気輸送によって、指定された輸送船１２内の区画に木屑１３ａ〜１３ｆを搬送する。
【００２５】
輸送船１２の推進機は、図２（ｂ）に示すように内燃機関としてディーゼルエンジン
１５で駆動されているが、そのディーゼルエンジン１５を構成する金属部分を冷却して加熱された温水は、排気ガスと排熱回収ボイラー１６内で対向流で熱交換して一部蒸気となる。輸送船に木屑が搭載されていない時は、この蒸気は海水を用いた海水熱交換器１７で冷却されて水に戻りタンクに収納する。タンク内の水は小型ポンプ１８で加圧されて、再度ディーゼルエンジン１５の冷却に用いる。
【００２６】
輸送船１２に木屑が搭載された場合は、海水熱交換器１７に向かう経路のバルブ１９を閉じて、回転式乾燥機２０へ向かうバルブ２１を開いて、円筒形の回転式乾燥機内の伝熱管２２（加熱管）にこの蒸気を供給する。集積場を離れて次の集積場に向かう途中及び集積場から石炭火力発電所に向かう過程で、順次ディーゼルエンジンの排熱を有効利用して、木屑の乾燥を実施する。
【００２７】
先ず、ブロアー先端に設けられた移動式の吸い込み口２３は、任意の区画１３ａ〜13ｆで上部から木屑を吸い込み木屑の高さの変化に応じて、運転員が遠隔操作で吸い込み口を移動させる。各区画内には照明設備を設け、複数地点から監視テレビで木屑高さの変化を監視する。木屑は回転式乾燥機２０上部に設けたサイクロン２４で分離され、傾斜を設けて設置された回転式乾燥機２０の傾斜面の高い端で、上部に設けた投入口から内部に落下させる。サイクロン２４を通った空気はバグフィルター２５で、同伴してきた細かい破片を分離し外部へ排出する。バグフィルター２５の逆洗により、バグフィルター２５下部に設けたホッパー２６に集められた破片は、ホッパー２６下部に設けた２段階のバルブ２７，２８を交互に開いて自重で、乾燥機に流下させる。傾斜を持った回転式乾燥機２０は毎分２回ほどの低速で回転し、その過程で内部の加熱管２２内の蒸気と内部の空気および木屑との熱交換を促進させる。加熱されることで木屑内に存在していた水分が蒸発し、木屑が乾燥できる。
【００２８】
蒸発した水蒸気を含む空気は、バグフィルター２５の前でサイクロン２４を通った空気と合流させる。なお、サイクロン２４に入った空気量の内で、５％ほどが回転式乾燥機を通るように、サイクロンとバグフィルターの間にダンパー２９を設けてサイクロン２４とバグフィルター２５間に差圧を生じさせる。回転式乾燥機２０を流れる空気の入口と出口の湿度を連続的に測定し、乾燥状態が一定になるようにブロワーの出力を調整して、回転式乾燥機２０へ投入する木屑量を変化させる。回転式乾燥機２０の傾斜下部より排出される乾燥する木屑は、シュータを利用して乾燥した木屑は元の区画とは別の区画１３ａ〜
１３ｆへ収納する。シュータには通路の切り替え板が設けられており、遠隔操作で任意の区画に木屑を流下することができる。含水率が高い木屑を全て回転式乾燥機２０に搬出した区画は、次の乾燥した木屑の収納場所に利用する。
【００２９】
比重の軽い木屑の運搬船としては、８ＭＷのディーゼルエンジンを搭載して木屑重量として２万ton クラスの輸送船を用いる。８ＭＷのエンジン効率は４０％で、排熱利用率は４０％ほどなので利用可能な排熱量は８ＭＷになる。８ＭＷの排熱を利用すると、１時間に水分を１３ton 蒸発させることができる。集積場１で自然乾燥させても木材には３０％ほどは水分が含まれているので、これを石炭火力発電所で利用する石炭と同じレベルの
１０％まで乾燥させたい。含水率が３０％の木屑２万ton には乾燥木材１４ｋton で、水が６ｋton も含まれている。これを１０％まで乾燥させると、乾燥木材１４ｋton に対して存在する水分量は１.６ｋton なので、４.４ｋton 蒸発させる必要が有り、８ＭＷの排熱を利用すれば３４０時間で乾燥できる。運搬船は時速２５kmほどなので３４０時間では８,５００km 移動できる。日本からマレー半島まで往復で９,４００km ほどで有り、台湾とフィリンピン，インドネシアにそれぞれ設けた集積場を巡回すると１２,０００km 以上移動することになる。石炭火力発電所に接岸した時点で、希望する乾燥した木屑にするには、直接インドネシアまで行って木屑を積載して、石炭火力発電所に戻る場合には移動距離が６０００kmしか無いので、期待するレベルまで木材を乾燥しきれない。行きに発生する輸送船１２のディーゼルエンジン１５の排熱を利用するために、台湾やフィリピンの集積場で先ず木屑を積載して、一番遠い集積場に向かう過程で始めに積載した木屑を乾燥させながら輸送する方が、排熱を有効に活用できることになる。したがって、各集積場での木屑の量とその含水率を基に、排熱を有効に活用する条件で航路を決定する。
【００３０】
１回の航海で１２,０００km 移動すると、移動時間は２０日になる。途中での積み込みを８箇所で、集積場毎に１日かけ、石炭火力発電所での積み下ろしに２日かかると想定すると、１航海は３０日になる。３０％水分を含む木屑を搭載した輸送船は、途中で木材を乾燥させ、１航海毎に水分量が１０％の木屑１６ktonを石炭火力発電所に輸送できる。電気出力１００万ｋＷの微粉炭火力発電所で木屑の混合割合を３０％とすると、必要な木屑量は月５万ton なので、３隻の輸送船で巡回すれば良い。２０１０年度末までに建設される４４００ｋＷの全ての石炭火力発電所で３０％木材を混合して発電する場合には、検査等も考慮すると１５０隻ほどの輸送船が巡回することになり、木材燃料を収集する会社と購入する会社とで、木材燃料売買の市場が形成されることになる。
【００３１】
石炭火力発電所の護岸に接岸した輸送船の各区画から、空気の吸引で木屑を吸出し、サイクロンで分離された木屑は、サイクロン下部より石炭輸送用のコンベヤー上に落下させる。コンベヤーは石炭と木屑の輸送に共用し、最終の貯蔵施設近くで石炭用と木屑用でラインを分離する。木屑を１ヶ月分貯蔵する貯蔵施設３７は、木屑のかさ密度が５００kg／ｍ3ほどなので、貯蔵体積として１０万ｍ3を必要とする。ベルトコンベヤーから排出された木屑は、ブルドーサを用いて、屋根付きの平面積が２００ｍ×５０ｍの貯蔵施設３７に、最大１０ｍの高さまで貯蔵する。貯蔵施設３７には煙検知器や可燃性ガス検知装置等の監視装置と、万一の火災に対応する散水設備を設ける。
【００３２】
木屑を収集する輸送船の構造は図２と同じであるが、１回当たり木屑輸送量は5,000tonと海外から輸送するよりも小型で使用するディーゼルエンジンは２ＭＷになる。本州の海岸に立地した石炭火力発電所から、本州巡回や北海道巡回，九州巡回の形で航路を分けて輸送船は木屑の収集を行うので、１回の航海は４,０００km ほどになる。積載した木屑を石炭と同じ程度まで乾燥させるには、国内運用の場合には航路が短かすぎる。
【００３３】
図４に山間部の設けた集積場から、港に接岸した輸送船まで運搬するトラック６０の構造を示す。トラック６０の構造はコンクリートスラリーを輸送するミキサー車に近く、円筒形の容器６１が回転する構造になっている。集積場ではサイロ５５下部の排出ホッパーから、輸送用のトラック６０は木屑を受け取る。容器６１は集積場から港までの間に毎分１回転で回転し、内部に設けた伝熱管６２からの熱で木屑を加熱して水分を低下させる。トラック６０を移動させるディーゼルエンジン６３は一定速度で運転でき負荷一定で運転すれば効率は輸送船と同様４０％ほどあるが、一般道路を運行する場合には、信号等による停止も有って速度が変動するので効率は２０％ほどに低下して、残りのエネルギーは熱の形で大気に放出されることになる。金属製のディーゼルエンジン６３は材料の劣化を防止するために水で冷却されており、加熱された水はラジエター６４で移動する時にエンジン部屋内を通る空気で冷却される。木屑を積載した後はラジエター６４への流路にあるバルブ６５を閉じ、加熱水を更にディーゼルエンジン６３の排気ガスで加熱した後で、容器内の伝熱管６２に供給する。木屑を乾燥させた後で冷えた水は、ポンプ６７で再度ディーゼルエンジン６３の冷却に用いる。この場合、燃料油から入熱したエネルギーの６０％ほどは水の加熱に利用できる。林間部に点々と存在する集積場から木屑を集めた輸送用のトラック６０は、港に着いてからは空気輸送で輸送船の区画に木屑を投入する。港と集積場が近い場合には、１日数回輸送用トラックが往復することも有る。また、１台のトラックが何箇所からの集積場から木屑を集めることも想定される。
【００３４】
燃料油の発熱量は３５ＭＪ／Ｌなので、排熱利用率６０％だと燃料を１Ｌ輸送に用いられると９kg水を蒸発できる熱量である。自重５ton で木屑２ton を積載したトラックは、１Ｌで３kmほど移動できる。したがって、集積場から港までの距離を１００kmとすると、３００kgの水が蒸発できるので水分量が１５％も減少する。トラックでの排熱利用による乾燥と、輸送船による乾燥を組み合わせることで、日本国内で発生する木屑を石炭火力発電所に着くまでに、石炭並の乾燥状態にすることが可能である。
【００３５】
日本の港を巡回して日本国内で発生する木屑を集めた輸送船は、石炭火力発電所で木屑を陸揚げする。移動距離を４０００kmとすると時速が２５kmなので７日間かかり、積み込みと積み降ろしを考慮すると、月２回ほど航海できる。１回で乾燥した木屑を４,０００
ton 輸送できる。電気出力１００万ｋＷの微粉炭火力発電所で木屑の混合割合が３０％の条件だと、必要な木屑量は月５万ton なので、６隻の輸送船で月１２回運航すれば良い。陸上でのトラック輸送が専用の車を使用するので、毎日トラック輸送が有った方が全体的には経済的で有る。したがって、木屑を混焼させる１００万ｋＷの発電所が５−１０個所運転するようになると、集積場から港へ毎日トラックが移動することになる。また、木屑を利用する発電所が少ない間は、輸送船の運搬量は１隻２,０００tonほどと小型化して、日本中の港に毎日輸送船が立ち寄ることが想定される。この場合、各集積場に設けるサイロも小容量で良く、輸送用トラックの稼動率も高くできる。
【００３６】
本実施例によれば、海上と陸上のそれぞれで用いる輸送機器のエネルギーを有効に活用して木屑を石炭と同じ水分量まで乾燥できるので、通常の流動床火力発電並の発電効率で木材資源を発電に利用することができる。
【００３７】
以上、図１〜図４に示す実施例によれば、木材燃料を乾燥させた上で、大型石炭火力発電所で石炭と混合して発電することで、木材燃料の発電効率を従来の２０％から４０％に２倍増加でき、資源の有効活用を大いに図ることができる。また、木材燃料を乾燥させる熱源として、木材を輸送する船やトラックの排熱を利用することで、システム全体としての省エネルギー効果が大きい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、発電効率を向上させることができる発電用木材燃料輸送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
海岸線に建設する木材燃料の大型集積場の機器構成図。
【図２】
木材燃料を乾燥させながら輸送する船の構造図。
【図３】
木材燃料と石炭燃料を混焼させる微粉炭火力発電所のシステムフロー。
【図４】
木材燃料を乾燥させながら輸送する車の構造図。
【符号の説明】
５…自然乾燥場、１２…木屑輸送船、１４…乾燥システム、１５，６３…ディーゼルエンジン、２０…回転式乾燥機、２２，６２…伝熱管、４２…バーナ、６０…トラック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004053178.tif 000001
【図２】
2004053178.tif 000002
【図３】
2004053178.tif 000003
【図４】
2004053178.tif 000004