(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化石燃料をバイオマス燃料とともに発電用ボイラーの燃焼炉に投入して所定期間の累積発電量を計測して、該累積発電量の発電に要する化石燃料消費量を求め、前記化石燃料消費量と前記投入した化石燃料の投入量との差を消費化石燃料の減少量とし、該減少量を化石燃料による二酸化炭素（ＣＯ2）の発生量に換算して、前記バイオマス燃料の投入による二酸化炭素排出削減量とすることを特徴とする二酸化炭素排出削減量の計測方法。
【請求項２】
前記化石燃料が石炭であることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素排出削減量の計測方法。
【請求項３】
前記化石燃料１００質量部に対するバイオマス燃料の混合比率が１０質量部以下であることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素排出削減量の計測方法。
【請求項４】
前記化石燃料１００質量部に対するバイオマス燃料の混合比率が５質量部以下であることを特徴とする請求項３記載の二酸化炭素排出削減量の計測方法。
【請求項５】
前記バイオマス燃料を、枯れ草類、間伐材及びバークの群から１種又は２種以上を選択することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の二酸化炭素排出削減量の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素排出削減量の計測方法に関する。特に、二酸化炭素排出削減量を二酸化炭素クレジットとして認証するのに好適な発明である。
【０００２】
【背景技術】
昨今の地球環境フレンドリー化の流れから、地球の温暖化の主たる原因となっている二酸化炭素（ＣＯ２  ）の削減が緊急課題となっている。
【０００３】
このため、「地球温暖化防止京都会議」（１９９７年）において、各国の二酸化炭素（ＣＯ２  ：温暖化ガス）の排出削減量の数値目標が決まった。
【０００４】
二酸化炭素が温暖化ガスとされる理由は下記のとおりである（「林業基金  Ｎｏ．５１  」（１９９８年３月）ｐ６２から引用）。
【０００５】
「二酸化炭素は、空気中に０．０３％強含まれているだけであるが、気候変動に及ぼす影響は大きいと考えられている。二酸化炭素は太陽から地球に届いた光の成分はよく通すが、逆に地表面からの輻射光に多く含まれる波長の長い成分（赤外線）は通しにくい。このため、二酸化炭素の量が多いと、同じ太陽エネルギーでも地球表面の温度が高くなる。この働きは、ちょうど温室のガラスと同じ働きがあるので、温室効果と呼ばれる。」
上記温暖化ガスの削減目標に対応するために、「温暖化ガス排出権取引き」市場の創設が予定されている。「温暖化ガス排出権取引き」に関する新聞記事（平成１２年８月３日付け「日本経済新聞」）を以下に部分引用する。
【０００６】
「１９９７年の地球温暖化防止京都会議では、各国別に温暖化ガスの排出削減目標を定めた。これを受け、各国政府は大型工場を持つ国内企業に対し削減目標を設定する見通しだ。例えば、目標が６％減ならば百万トンの排出量を９４万トンに削減する必要があるが、設備増強などで排出量が増える企業や、生産効率化等で排出量が半分に減る企業などがでてくる。
【０００７】
目標を上回る削減を達成した企業と削減目標を達成できなかった企業が過不足分を売買するのが排出権取り引きだ。……参加企業が増えれば買い手と売り手が温暖化ガスの１トン当たりの希望価格と売買量を商社に提示し、条件ごとに取り引きが成立する市場が誕生する。…は世界的な排出権取引き年間売買高が２００８年に２０兆円超になると試算している。」
そして、上記排出権取り引きには、いわゆる「ＣＯ２  クレジット（炭素権：炭酸ガスの削減量を担保する有価証券）」が必要となる。
【０００８】
しかし、ＣＯ２  排出量を具体的に削減し、その効果（削減量）を明確に計量・評価する技術は、本発明者らが知る限りにおいては存在しない。
【０００９】
本発明は、上記にかんがみて、ＣＯ２  排出量を具体的に削減し、その効果（削減量）を明確に計量・評価するＣＯ２  排出削減量の計測方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＣＯ２  排出削減量の計測方法は、上記課題を、下記構成により解決するものである。
【００１１】
化石燃料をバイオマス燃料とともに発電用ボイラーの燃焼炉に投入して所定期間の累積発電量を計測して、該累積発電量の発電に要する化石燃料消費量を求め、前記化石燃料消費量と前記投入した化石燃料の投入量との差を消費化石燃料の減少量とし、該減少量を化石燃料による二酸化炭素（ＣＯ2）の発生量に換算して、前記バイオマス燃料の投入による二酸化炭素排出削減量とすることを特徴とする。
【００１２】
上記において、化石燃料としては石炭が望ましい。固形バイオマス燃料と混合させ易いためである。
【００１３】
また、化石燃料１００質量部に対するバイオマス燃料の混合比率が１０質量部以下、望ましくは５質量部以下とすることが、化石燃料の燃焼度にバイオマス燃料が影響を与えず望ましい。
【００１４】
バイオマス燃料としては、枯れ草類、間伐材及びバークの群から１種又は２種以上を選択することが、近過去における植物の炭酸同化作用で吸収した結果としての炭酸ガスの削減となるので望ましい。
【００１５】
本発明に係る二酸化炭素クレジットの認証に必要な二酸化炭素排出削減量の計測は、大規模発電所において行うことが望ましい。大規模化石燃料発電所においては、品質管理面で化石燃料の燃焼特性や運転について蓄積データが豊富であり、ばらつきの少ない正確な評価が可能となる。
【００１６】
また、大規模発電所では、一基で多量のバイオマス燃料の使用が可能となり、安定した信頼性のあるＣＯ２  排出削減量の計測が可能となる。
【００１７】
【発明の実施形態】
図１に本発明のＣＯ２  排出削減量の計測方法に使用する石炭発電のプラントモデル図を示すとともに、図２に本発明のＣＯ２  排出削減量の計測方法を使用してのＣＯ２  クレジット発行までの流れ図を示す。
【００１８】
ここでは、発電用ボイラーとして固形燃料（石炭）直焚式を例に採るが、石炭やバイオマス等の固形燃料をガス化して発電に使用する場合にも本発明は勿論適用できる。上記バイオマス等の固形燃料をガス化する公知技術としては、特開昭６３−１２０８２４、同６３−１４０８０５、特開平６−１１１０１、同６−３０２６６５号公報等に記載されている。
【００１９】
石炭（化石燃料）１２をバイオマス燃料１４とともに発電用ボイラー１６の燃焼炉（火炉）１６ａに投入して所定期間の累積発電量を計測する。ここで、図例中、１６ｂは熱交換器（過熱器、再熱器）、１６ｃは節炭器である。
【００２０】
具体的には、石炭１２は、貯炭場１８から第一ベルトコンベア２０により混炭室２２へ、さらに、該混炭室２２から第二ベルトコンベア２４によりホッパー（バンカー）２６に供給される。ここで、混炭室２２は、種類の異なる石炭を混合するために設けてある。
【００２１】
そして、ホッパー２６内に供給された石炭は、給炭機（定量スクリュコンベア）２８を経て微粉炭機（ミル）３０に供給される。微粉炭機３０に供給された石炭はそこで粉砕されてボイラー１６の燃焼炉１６ａに投入される。ここで、微粉炭機（粉砕機）３０としては、例えば、バウルミルを使用し、石炭を１ｍｍ以下の微粉に粉砕する。そして、該バウルミルのモータ定格出力は、例えば、７８０ｋｗ、８４．４ｔ／ｈ  とする。
【００２２】
ここで、使用石炭（括弧内はＣ％）は、亜炭（〜７０％）、褐炭（７０〜７８％）、歴青炭（７８〜９０％）、無煙炭（９０％〜）のいずれでもよい（日本化学会編「第５版化学便覧  応用化学編Ｉ」（平７−３−１５）丸善、Ｐ４８９参照）。通常、歴青炭を、着火性、燃焼性の見地から使用する。
【００２３】
他方、バイオマス燃料１４は、バイオマス燃料集積場３２から第三ベルトコンベア３４でバイオマス微粉砕機（ミル）３６に供給される。バイオマス微粉砕機３６に供給されたバイオマス燃料はそこで微粉砕されてボイラー１６の燃焼炉１６ａに投入される。ここで、当該微粉砕機３６としては、前記微粉炭機に使用したものと同様のバウルミルを使用でき、該バウルミルによりバイオマス燃料を石炭と類似粒径の微粉に、即ち１ｍｍ以下に粉砕する。そして、バイオマス微粉砕機（バウルミル）３６のモータ定格出力も、微粉炭機の場合と同様、例えば、７８０ｋｗ、８４．４ｔ／ｈ  とする。
【００２４】
発電用ボイラー１６の構造は、前述の如く、特に限定されないが、直焚式のものが既存の設備を利用できて望ましい。そして、発電用ボイラーは、大規模のものを使用することが望ましい。一基で多量のバイオマス燃料の使用が可能となり、安定した信頼性のあるＣＯ２  排出削減量の計測が可能となるためである。
【００２５】
なお、バイオマス燃料１４が濡れていたり湿気を帯びているとき、乾燥機（図示せず）を通してバイオマス燃料粉砕機３６に供給することが望ましい。乾燥機としては、箱形の連続乾燥機を用いることが望ましい。
【００２６】
ここで、バイオマス（ｂｉｏｍａｓｓ）燃料とは、石炭等の化石燃料に対する用語で、炭酸同化（炭酸固定，炭素固定）作用で形成された成分（セルロース、炭水化物等）を主体とするものであれば、特に限定されない。
【００２７】
例えば、従来積極的にバイオマス燃料として使用されている、バガス（ｂａｇａｓ−ｓｅ：  さとうきび等の搾り殻）、バーク（樹皮）等とともに、間伐材、建設廃材、製材廃材、オガクズ及び枯れ草、その他、廃棄野菜等を使用可能である。特に、バガス、枯れ草類、バーク、間伐材が、近過去（１年以内）における炭酸同化作用で吸収した結果としての炭酸ガスの削減となるので望ましい。
【００２８】
さらに、荒れ地、はげ山等において、雑草・牧草等さらにはユーカリ、等の樹木を積極的（計画的）に育成（植生）して、刈り取って天日で干した枯れ草として使用したり、伐採（間伐）して間伐材として使用すれば、荒れ地の有効利用及び炭酸ガスの削減につながり易くて望ましい。
【００２９】
ここで、上記枯れ草類間伐材、とともに建設廃材、製材廃材等は、産業廃棄物としてエネルギー源（熱源）として有効利用（熱交換による）されない状態で焼却されることが多かった。この場合は、本発明におけるＣＯ２  削減につながらず、当然ＣＯ２  クレジットとはなり得ない。
【００３０】
また、公営の焼却場等で、温水プールや浴場に有効利用したとしても、種々雑多のバイオマスを主体とする燃焼だけでは、発熱量や燃焼効率のバラツキが大きく、ＣＯ２  排出削減量の計測は不可能である。
【００３１】
本発明のＣＯ２  排出削減量の計測法は、大規模発電所において、化石燃料の補助燃料としてバイオマス燃料を使用する。バイオマス燃料の宿命（水分や他の炭素以外の可燃成分のばらつき）に基づく見かけ単位質量当たりの熱効率のばらつきがあっても、所定の電力を得るために必要な石炭等の化石燃料の量の減少量として計測するため、極めて信頼性高く、ＣＯ２  排出削減量を計測できる。
【００３２】
ここで、化石燃料１００質量部に対するバイオマス燃料の混合比率は、バイオマス燃料の種類、状態（含水率（水分）、微粉砕度等）さらには、化石燃料の種類にもよる。例えば、石炭火力発電所で乾燥バイオマス燃料の場合、通常、１５質量部以下、望ましくは１０質量部以下、さらに望ましくは５質量部以下とする。バイオマス燃料の混合比率が大きすぎると、発電効率が低下するおそれがある。
【００３３】
そして、バイオマス燃料を補助燃料として化石燃料とともにボイラーで燃焼させた場合、熱交換器（過熱器）１６ｂ内の水は過熱蒸気となってタービン室３８に送られ、発電機４０の入力軸に直結したタービン４２を回して発電を行なう。図例のタービンは、排気を復水器３９により凝結させる復水タービンである。
【００３４】
上記化石燃料として、石炭を例にとったが、重油ないし天然ガス発電所でも同様に可能である。
【００３５】
また、バイオマス燃料の種類によっては、石炭とバイオマス燃料との混合体を同じ微粉砕機（ミル）に投入して粉砕してもよい。
【００３６】
そして、上記バイオマス燃料を使用することにより、減少した化石燃料の減少量を計測する。
【００３７】
すなわち、原則的に所定期間毎における全体発電量（Ｐ）＝石炭による発電量（ＰＭ）＋バイオマス燃料による発電量（Ｐｍ）
すると、Ｐｍ＝Ｐ−ＰＭとなる。したがって、バイオマス燃料による発電量は、累積発電量に対応する消費化石燃料（消費石炭）の減少量に対応するものとして簡単に求められる。
【００３８】
したがって、バイオマス燃料による発電量（Ｐｍ）は、消費石炭減少量に換算でき、それをＣＯ２  排出の抑制効果（減少量）として求めることができる。すなわち、ＣＯ２  排出の抑制効果の定量化が可能となる。
【００３９】
上記、所定期間は、最低、１週間単位、望ましくは、電気代と同じく、１ケ月単位とすることが望ましい。
【００４０】
ちなみに、炭素含有率５０％のバイオマス燃料（乾燥）の発熱量は約４０００ｋｃａｌ／ｋｇ  であり、炭素含有率８０％の石炭の発熱量は約６８００ｋｃａｌ／ｋｇ  であり、炭素含有率換算としても前者：８０００ｋｃａｌ／ｋｇ  、後者：８５００ｋｃａｌ／ｋｇ  となり、質量当たり発熱効率が高い。
【００４１】
特に、大型（タービン）発電機が設置されている大規模発電所に上記ＣＯ２  排出削減量の計測方法を所定期間にわたって行なえば、過去の膨大な累積データが存在しているとともに、公共性が高い事業であるため、その信頼性が高い。一基で多量のバイオマス燃料の使用が可能となり、安定した信頼性のあるＣＯ２  排出削減量の計測が可能となる。なお、一基当たり出力が小さ過ぎては、バイオマス燃料を補助燃料として使用したとき、バイオマス燃料の熱効率（熱収量）のばらつきが大きい。また、バイオマス燃料を複数の発電機用ボイラーに分けて燃やす結果となる。いずれの場合も、ＣＯ２  排出削減量の計測の信頼性が低下し易い。
【００４２】
大型タービン発電機が設置されている大規模発電所において本発明により計測したものは、信頼性が高く、その計測値は公的機関が認証することにより「ＣＯ２  クレジット」として、市場で有価証券として取り引きが可能となるものと期待される。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の二酸化炭素排出削減量の計測方法は、化石燃料をバイオマス燃料とともに発電用ボイラーの燃焼炉に投入して所定期間の累積発電量を計測して、該累積発電量に対応する消費化石燃料の減少量を、該減少量の化石燃料による二酸化炭素（ＣＯ２  ）の発生量に換算して二酸化炭素排出削減量とする構成により、下記のような作用・効果を奏するものである。
【００４４】
建築廃材や間伐材などをバイオマス燃料として利用できるため、燃料コストの低減やゴミ処理問題の改善策となる。更に、副次的な効果として、木材や間伐材が価値ある燃料となるため、国内の森林管理が再開され、長く放置されてきた森林の保護につながる。
【００４５】
本発明の効果を、まとめると、下記のようになる。
【００４６】
（１）  従来、余り有効利用されなかったバイオマス燃料を、火力発電における補助燃料として使用する結果、国内における容易で安価なＣＯ２  排出量削減対策技術を確立できる。火力発電所のような大型発電機を備えたところでは、バイオマス燃料を熱効率が良好な状態で燃焼させることができ、より効果的である。
【００４７】
（２）  大規模火力発電所のような大型発電機を備えたところでは、バイオマス燃料の種類・態様さらには化石燃料に対する混合比に関係なく、化石燃料の節約量によってバイオマス燃料の寄与度を間接的に計算できる。すなわち、ＣＯ２  排出削減量を計算するため、信頼性の高いＣＯ２  クレジットの認証が可能となる。
【００４８】
（３）  荒れ地やはげ山等に計画的に牧草・雑草等の草やユーカリ等の樹木（特に成育の早い）を植生することにより一年毎に刈り採って（又は間伐して）、上記バイオマス燃料として使用することにより、毎年毎年、ＣＯ２  クレジットとして貯えることができるとともに環境保全（荒れ地・森林等の保全）に対する寄与が多大となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＣＯ２  排出削減量の計測方法に使用するプラントモデル図
【図２】本発明のＣＯ２  排出削減量の計測方法を使用してのＣＯ２  クレジット発行までの流れ図
【符号の説明】
１２  石炭（化石燃料）
１４  バイオマス燃料
１６  発電用ボイラー
１６ａ  燃焼炉（火炉）
１６ｂ  熱交換器（過熱器）
１８  貯炭場
３０  微粉反機（ミル）
３２  バイオマス燃料集積場
３６  バイオマス微粉砕機（ミル）
３８  タービン室
４０  発電機
【図１】
0003586789.tif 000002
【図２】
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