(57)【要約】【課題】植物性バイオマスの廃棄物を有効利用する。【解決手段】植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とを含む燃料ペレットとした。この燃料ペレットは、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とをペレタイザーによりペレット化して製造するようにした。【選択図】図１
2016065201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とを含むことを特徴とする燃料ペレット。
【請求項２】
植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とをペレタイザーによりペレット化する工程を含むことを特徴とする燃料ペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ペレット及びその製造方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、植物性バイオマスを利用した燃料ペレット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を削減する必要性の高まりから、植物性バイオマス燃料の利用が進められている。例えば、油糧植物由来の油脂をエステル化して得られるバイオディーゼル燃料の植物性バイオマス燃料としての利用が進められている（例えば、特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１３５４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、油糧植物から油脂を搾油すると搾油滓が発生する。しかしながら、油糧植物の搾油滓については必ずしも有効利用されておらず、産業廃棄物として処分されている場合もある。そして、この問題は、油糧植物の搾油滓に限らず、糠や廃材等の植物性バイオマスの廃棄物全般について当てはまり得るものである。
【０００５】
そこで、本発明は、植物性バイオマスの廃棄物を有効利用する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明者は、植物性バイオマスの廃棄物を燃料として利用することで、温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を削減することができると考え、鋭意検討を行った。その結果、油糧植物の搾油滓や糠のような植物性バイオマスの油脂含有廃棄物を木質ペレットのような形態とすることにより、貯蔵性、輸送性及びハンドリング性に優れ、しかも、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物の残存油脂による発熱量向上効果によって、単なる木質ペレットよりも高発熱量の燃料ペレットを提供できると考えるに至った。しかしながら、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物のみでは、ペレタイザーにおいて滑りが発生し、ペレット化が困難であることがわかった。
【０００７】
そこで、本発明者は、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物に何らかの物質を配合することによって、この問題を解消することができないか検討した。その結果、意外なことに、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物に褐炭を配合することで、ペレット化が可能であることを知見するに至った。
【０００８】
褐炭は、世界各地に埋蔵されており、しかも瀝青炭と同等の埋蔵量であることから安価である。しかし、乾燥すると自然発火や粉塵爆発を起こす危険性が高いことから、ハンドリングが難しく、貯蔵や輸送にも適していないという問題があった。したがって、褐炭の利用は主に採掘地域に限定されており、あまり進んでいないのが現状である。そこで、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物に褐炭を配合してペレット化することによって、褐炭が空気と触れ難くなって自然発火の危険性を抑制することができると共に、粉塵爆発の危険性も抑制できる。したがって、褐炭のハンドリング性を向上させることができると共に、貯蔵や輸送の利便性を向上させることもできる。しかも、褐炭自体も一定の発熱量を有していることから、褐炭を配合することによって、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物の残存油脂による発熱量向上効果が大きく妨げられることもない。
【０００９】
このように、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物に褐炭を配合してペレット化することは、産業廃棄物である植物性バイオマスの油脂含有廃棄物の燃料としての有効利用を可能とするだけでなく、褐炭の利用の拡大をも可能とするものであることを知見するに至った。
【００１０】
さらに、本発明者は、褐炭が自然発火や粉塵爆発を起こす危険性を抑制するために、褐炭を植物性バイオマスの油脂含有廃棄物と共にペレット化することが有効であるという観点から、廃材のような木質バイオマスの廃棄物に褐炭を配合してペレット化すれば、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物に限らず、木質バイオマスの廃棄物も含めた植物性バイオマスの廃棄物全般を有効利用することができると考え、検討した。その結果、木質バイオマスの廃棄物に褐炭を配合した場合においてもペレット化が可能であることを知見するに至った。
【００１１】
本発明者は、以上の知見から、植物性バイオマスの廃棄物全般について、褐炭等の低品位炭を配合することによって、燃料ペレットを製造できる可能性が導かれることを知見するに至り、さらに種々検討を重ねて、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明の燃料ペレットは、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とを含むものである。
【００１３】
また、本発明の燃料ペレットは、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とをペレタイザーによりペレット化する工程を含むようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃料ペレット及びその製造方法によれば、植物性バイオマスの廃棄物を利用しているので、従来産業廃棄物として処理されていた植物性バイオマスの廃棄物を有効利用することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の燃料ペレット及びその製造方法によれば、低品位炭をペレット化して含ませるようにしているので、低品位炭が空気に接触し難くなって自然発火の危険性が抑制されると共に、低品位炭が粉塵爆発する危険性も抑えられる。したがって、低品位炭のハンドリング性、貯蔵及び輸送の利便性を向上させて、低品位炭の利用の拡大を図ることも可能になる。換言すれば、採掘地に制限されていた低品位炭利用エリアを大幅に拡張することが可能になる。
【００１６】
さらに、本発明の燃料ペレットには、植物性バイオマスの廃棄物が含まれているので、燃料として使用した際に二酸化炭素排出量を削減する効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の燃料ペレット利用によるＣＯ２排出削減効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の燃料ペレットは、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とを含むものである。本発明の燃料ペレットは、例えば、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とをペレタイザーによりペレット化することにより製造される。
【００２０】
植物性バイオマスの廃棄物（バイオマス残渣ともいう）としては、例えば、油糧植物の搾油滓や糠等といった油脂を多く含む植物性バイオマスの油脂含有廃棄物（含油性のバイオマス残渣ともいう）、及び木質バイオマスの廃棄物等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上が利用される。尚、植物性バイオマスの廃棄物に植物性バイオマスの油脂含有廃棄物が含まれている場合には、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物の残存油脂による発熱量向上効果によって、燃料ペレットの発熱量を向上させ易いという利点がある。
【００２１】
油糧植物の搾油滓としては、バイオディーゼル燃料用の油脂を搾油した後の搾油滓は勿論のこと、食用油を搾油した後の搾油滓等を１種又は２種以上用いることができる。例えば、ダイズ、ナタネ、ゴマ、ヒマワリ、ベニバナ、綿実、落花生、オリーブ、パーム、ジャトロファ、及びポンガミア等の油糧植物を、圧搾法等により搾油した後の滓等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を用いることができる。
【００２２】
糠としては、穀物の精白過程で生じる果皮・種皮・外胚乳等の粉状の混合物を１種又は２種以上用いることができる。例えば、米糠、とうもろこし胚芽またはその搾り滓、麦糠（大麦の糠）、及びふすま（小麦の糠）等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を用いることができる。
【００２３】
木質バイオマスの廃棄物としては、例えば、各種木材の製材廃材等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を用いることができる。
【００２４】
低品位炭としては、褐炭及び亜瀝青炭等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を用いることができる。
【００２５】
尚、低品位炭は、ヨーロッパ、東南アジア、及びオーストラリア等の世界各地に広く埋蔵されている。したがって、低品位炭と組み合わせる植物性バイオマスの廃棄物は、例えば、低品位炭の採掘地でペレット化を行うことを考慮して選択することが好適である。具体例を挙げると、ヨーロッパでは、ナタネやヒマワリ等の搾油滓が大量に排出され得ることから、ナタネやヒマワリ等の搾油滓を低品位炭と組み合わせることが好適である。東南アジアでは、プランテーションで栽培された油糧植物の搾油滓が大量に排出され得ることから、油糧植物の搾油滓を低品位炭と組み合わせることが好適である。また、東南アジアでは稲作が盛んであり、米糠が大量に排出され得ることから、米糠を低品位炭と組み合わせることも好適である。オーストラリアでは、ユーカリ廃材を大量に入手可能であるから、ユーカリ廃材を低品位炭と組み合わせることが好適である。
【００２６】
植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭の配合割合は、ペレタイザーによるペレット化が可能である限り、特に限定されるものではないが、低品位炭の配合割合を少なくするほど、燃料ペレットの成型性が低下すると共に、強度も低下する傾向がある。一方で、植物性バイオマスの廃棄物の配合割合が多くなることで、発熱量を向上させやすいものとできると共に、燃焼時の二酸化炭素排出量削減効果も向上させやすいものとできる。逆に、低品位炭の配合割合を多くするほど、燃料ペレットの成型性が向上すると共に、強度も向上する傾向がある。一方で、低品位炭の配合割合が多くなることで、燃料ペレット中の水分が増加して発熱量が低下しやすくなると共に、燃焼時の二酸化炭素排出量削減効果も低下しやすくなる。また、自己発熱性が発現し得る。したがって、低品位炭の配合割合は、これらの点を考慮し、燃料ペレットに要求されるスペック等に応じて適宜決定される。例えば、燃料ペレットの成型性及び強度の向上、燃料ペレットの発熱量の向上及び燃焼時の二酸化炭素排出量削減効果の向上、並びに自己発熱性の発現の抑制のバランスをとる観点からすれば、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭の全量１００重量部に対して、低品位炭の配合下限値は、１０重量部とするのが好適であり、２０重量部とするのがより好適であり、３０重量部とするのがさらに好適であり、４０重量部とするのがさらになお好適である。また、低品位炭の配合上限値は、８０重量部とするのが好適であり、７０重量部とするのがより好適であり、６０重量部とするのがさらに好適である。そして、低品位炭は５０重量部程度の割合で配合することが最も好適である。
【００２７】
植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭は、ペレタイザーに投入してペレット化される。ペレタイザーは、例えば木質ペレット製造用として市販されている装置等を適宜用いることができる。ペレット化の方式については特に限定されるものではなく、リングダイ方式及びフラットダイ方式のいずれの方式としてもよい。
【００２８】
植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭は、ペレタイザーに投入する前に、必要に応じて撹拌や破砕等が行われる。例えば、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭のいずれか一方あるいは双方を破砕処理することで、双方の形状を揃えることによって、ペレタイザーによりペレット化しやすいものとできる。但し、双方の形状を揃えずともペレタイザーによるペレット化は可能であり、本発明において破砕処理は必須の処理ではない。撹拌等についても同様である。
【００２９】
ここで、低品位炭に含まれる水分は、その細孔に物理的に（弱いファンデルワールス力で）吸着しているので、撹拌や破砕などによって低品位炭に与えられる剪断力、及びペレタイザーのローラーとダイスとによって低品位炭に与えられる摩擦熱や圧力によって容易に脱着して減少し得る。植物性バイオマスの廃棄物についても、同様に水分が減少し得る。したがって、低品位炭や植物性バイオマスの廃棄物を撹拌や破砕処理等に供することによって、また、ペレタイザーに供することによって、低品位炭や植物性バイオマスの廃棄物に含まれる水分が減少し、燃料ペレット中の水分が減少する。これにより、燃料ペレットの発熱量が向上し得る。したがって、原料の水分や配合割合に応じて、所望の発熱量の燃料ペレットが得られるように、撹拌や破砕処理等の条件設定やペレタイザーの条件設定を行うようにしてもよい。これにより、脱水処理や乾燥処理を別途行う必要がなくなるので、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とを燃料ペレットとして燃料化する際のエネルギー負荷を抑えながらも、燃料ペレットの発熱量を十分なものとすることができる。但し、このことは、脱水処理や乾燥処理を別途行うことを完全に否定するものではない。仮に脱水処理や乾燥処理を別途行ったとしても、撹拌や破砕処理等、またペレタイザーによる水分減少効果によって、脱水処理や乾燥処理の際に投入するエネルギーは低減できるので、当該低減分について、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭とを燃料ペレットとして燃料化する際のエネルギー負荷を低減する効果が期待できる。また、太陽光や自然風を利用して乾燥処理等を行えば、乾燥処理の際のエネルギー負荷を削減することもできる。
【００３０】
本発明の燃料ペレットは、例えば火力発電所において単独で、又は高品位炭との混焼用として利用することができる。近年、低品位炭を火力発電所の燃料として利用することが提案されているが、低品位炭は、自然発火及び粉塵爆発を起こす危険性が高く、貯蔵及び輸送に適していない。本発明の燃料ペレットは、低品位炭をペレット化して含ませているので、低品位炭が空気に接触し難くなって自然発火の危険性が抑制されていると共に、低品位炭が粉塵爆発する危険性も抑えられている。しかも、低品位炭と同等ないしはそれ以上の発熱量を有する植物性バイオマスの廃棄物を配合することで、低品位炭と同等ないしはそれ以上の発熱量を確保することができる。したがって、本発明の燃料ペレットは、火力発電所の発電燃料としての利用に好適なものとなっている。また、本発明の燃料ペレットは、工業用ボイラーの燃料としての利用にも好適である。つまり、本発明の燃料ペレットは、火力発電所における燃料用として、石炭火力発電所における高品位炭との混焼用として、又は工業用ボイラーにおける燃料用として好適なものである。
【００３１】
上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭のみを含む燃料ペレットを例に挙げて説明したが、本発明の燃料ペレットには、本発明の効果を大きく阻害することのない範囲で、植物性バイオマスの廃棄物と低品位炭以外の物質を１種又は２種以上配合するようにしてもよい。
【００３２】
例えば、燃料ペレットとして要求され得る性状や特性等に応じて、他の添加剤を１種又は２種以上配合するようにしてもよい。例示すると、燃料ペレットの成型性や強度を向上させる目的で、バインダーを１種又は２種以上配合するようにしてもよい。
【実施例】
【００３３】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。
【００３４】
（実施例１）
植物性バイオマスの廃棄物として、米糠、ジャトロファ搾油滓、及びユーカリチップを準備し、これらに褐炭（粒径：２ｍｍ）を配合して、ペレタイザー（装置メーカー名：大気テクノ（株）、生産量５００ｋｇ／ｈ、方式：フラットダイ）により燃料ペレットの製造試験を実施した。
【００３５】
１．原料
（１）米糠
米糠は、日本国内の精米センターから入手した。米糠は、乾燥・粉砕等の処理を一切加えることなく試験に供した。
【００３６】
（２）ジャトロファ搾油滓
ジャトロファ搾油滓は、モザンビークで搾油の目的に栽培を行う事業者から入手した。圧搾機から廃棄される残渣を天日干しで乾燥後、日本へ輸送した。乾燥後の搾油滓は粉末状であるが、一部塊を成す部分も見られたため、２ｍｍの篩にかけてから試験に供した。
【００３７】
（３）ユーカリチップ
ユーカリチップは、豪州から調達した。調達したユーカリチップは比較的大きな木片であったため、破砕機を使用して長さ３０ｍｍ×幅５ｍｍ程度に粉砕し、乾燥処理を行うことなく試験に供した。
【００３８】
（４）褐炭
褐炭は、豪州ヤルーン炭とした。塊状となっている部分は粉砕し、木片等の混入物を取り除いて、機械的な破砕や乾燥等の処理を行うことなく試験に供した。
【００３９】
２．評価項目及び評価方法
（１）評価項目
燃料ペレットの原料となる米糠、ジャトロファ搾油滓、ユーカリチップ、及び褐炭について、全水分及び高位発熱量を評価した。
【００４０】
また、製造した燃料ペレットについて、高位発熱量、低位発熱量、かさ密度、微粉率、全水分、及び灰分（無水ベース）を評価した。
【００４１】
高位発熱量は、ＪＩＳ  Ｚ  ７３０２−２により評価した。
【００４２】
低位発熱量は、高位発熱量を以下の式１により換算して求めた。
Ｈｌｏｗ  ＝  Ｈｈｉｇｈ  −  ２．４４（８．９４ｈ＋ｗ）  ・・・式１
式１中、Ｈｈｉｇｈは高位発熱量であり、Ｈｌｏｗは低位発熱量であり、ｈは水素含有率（６％）であり、ｗは含水率である。
【００４３】
かさ密度は、ＪＩＳ  Ｚ  ７３０２−９により評価した。
【００４４】
微粉率は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１−２（試験用ふるい−第２部：金属製ふるい）に規定された円孔径（公称目開き）３．１５ｍｍの金属製ふるいを通過したものを微粉とし、ペレタイザーから排出された製品全量に占める微粉の割合（重量百分率）を計算して求めた。
【００４５】
全水分は、ＪＩＳ  Ｚ  ７３０２−３により評価した。以降の説明においては、全水分を重量百分率で表示する。
【００４６】
灰分（無水ベース）は、ＪＩＳ  Ｚ  ７３０２−４により評価した。
【００４７】
３．植物性バイオマスの廃棄物と褐炭の混合比
植物性バイオマスの廃棄物と褐炭は、全水分が１５％となるように混合した。具体的には、ペレタイザー投入前の米糠、ジャトロファ搾油滓、ユーカリチップ、及び褐炭の全水分は、それぞれ１０．１％、１２．３％、１０．５％、及び６３．２％であったことから、植物性バイオマスの廃棄物と褐炭は、表１に示す割合で混合した。
【００４８】
【表１】
2016065201.tif 000003
【００４９】
４．評価結果
各種植物性バイオマスの廃棄物と褐炭から製造した燃料ペレットの評価結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
2016065201.tif 000004
【００５１】
また、米糠、ジャトロファ搾油滓、ユーカリチップ、及び褐炭について、水分及び高位発熱量を評価した結果を表３に示す。
【００５２】
【表３】
2016065201.tif 000005
【００５３】
植物性バイオマスの廃棄物として米糠及びジャトロファ搾油滓を用いた場合、即ち、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物を用いた場合には、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物と褐炭との混合物をペレタイザーに１回通すだけで、燃料ペレットを良好に製造できることが明らかとなった。一方で、植物性バイオマスの廃棄物としてユーカリチップを用いた場合には、ユーカリチップと褐炭との混合物をペレタイザーに１回通すだけでは、燃料ペレットを良好に製造することができなかったが、ペレタイザーに複数回通すことで、燃料ペレットを製造できることが明らかとなった。したがって、植物性バイオマスの廃棄物と褐炭との混合物をペレタイザーに供することにより、燃料ペレットを製造できることが明らかとなった。また、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物と褐炭との混合物をペレタイザーに供することにより、燃料ペレットをより製造しやすいものとできることが明らかとなった。尚、植物性バイオマスの廃棄物としてユーカリチップ等の木質系バイオマス廃棄物を用いる場合には、木質系バイオマス廃棄物と褐炭との混合物にさらにバインダー等を添加することによって、ペレットの成型性及び強度を改善できるものと考えられた。
【００５４】
ここで、一般に木質ペレットの成型性はリグニンの作用によるものと考えられていることから、リグニンを含まない褐炭と植物性バイオマスの廃棄物との混合物は、ペレットの成型性が問題になるものと通常は考えられる。ところが、実施例１における本発明者の実験によれば、植物性バイオマスの廃棄物と褐炭との混合物をペレタイザーに供することにより、燃料ペレットを製造できることが明らかとなった。
【００５５】
また、褐炭の高位発熱量は、９．３ＭＪ／ｋｇであったのに対し、米糠、ジャトロファ搾油滓、及びユーカリチップのいずれを用いた燃料ペレットも、褐炭よりも高い高位発熱量を示すことが明らかとなった。
【００５６】
尚、発熱量について、欧米では低位発熱量で扱うことが一般的であることから、国内自主規格においても低位発熱量に応じて、ＣｌａｓｓＡ１：１６．５〜１９．０ＭＪ／ｋｇ、ＣｌａｓｓＡ２：１６．３〜１９．０ＭＪ／ｋｇ、ＣｌａｓｓＢ：１６．０〜１９．０ＭＪ／ｋｇに分類されている（BS EN 14961-1 Solid biofuels. Fuel specifications and classes. British Standards Institution. 2010）。実施例１において得られた燃料ペレットは、いずれも十分な低位発熱量を有していた。特に、植物性バイオマスの油脂含有廃棄物と褐炭との混合物をペレット化した場合には、１８．０ＭＪ／ｋｇ程度の優れた低位発熱量となることが明らかとなった。
【００５７】
また、ペレタイザーに投入した原料全体の全水分は、いずれの燃料ペレットにおいても減少していることが明らかとなった。具体的には、ペレタイザーに投入した褐炭と米糠の全水分は１５％であったのに対し、燃料ペレットでは１０．７％に減少していた。また、ペレタイザーに投入した褐炭とジャトロファ搾油滓の全水分は１５％であったのに対し、燃料ペレットでは１０．１％に減少していた。さらに、ペレタイザーに投入した褐炭とユーカリチップの全水分は１５％であったのに対し、燃料ペレットでは１１．６％に減少していた。この結果から、ペレタイザーによるペレット化を行う過程で水分量を減少させる効果があることが明らかとなった。即ち、ペレタイザーのローラーとダイスによって原料に与えられる摩擦熱や圧力によって、水分量が減少することが明らかとなった。
【００５８】
尚、かさ密度、微粉率、及び灰分（無水ベース）についても、特に異常値と判断されるような値は得られなかった。
【００５９】
以上、植物性バイオマスの廃棄物に褐炭等の低品位炭を配合することで、燃料ペレットを製造できることが明らかとなった。
【００６０】
（実施例２）
植物性バイオマスの廃棄物として米糠を用い、米糠と褐炭の混合比率を変化させて、燃料ペレットの製造試験を実施した。
【００６１】
実施例２において検討した米糠と褐炭の混合比率（重量比）及びその全水分を表４に示す。
【００６２】
【表４】
2016065201.tif 000006
【００６３】
米糠と褐炭を表４に記載の混合比率とし、実施例１と同様の方法で燃料ペレットを製造した。そして、実施例１と同様の方法で、高位発熱量、低位発熱量、全水分、かさ密度及び灰分を評価した。さらに、木質ペレットに関する欧州規格ＥＮ１５２１０−１に準拠して、燃料ペレットの機械的耐久性を評価した。結果を表５に示す。
【００６４】
【表５】
2016065201.tif 000007
【００６５】
いずれの混合比率の場合にも、混合物をペレタイザーに１回通すだけで、燃料ペレットを良好に製造することが可能であった。また、褐炭の混合比率を高める程、燃料ペレットの強度（機械的耐久性）が増大する傾向がみられた。
【００６６】
一方で、褐炭の混合比率を高める程、燃料ペレット中の水分が増加して燃料ペレットの発熱量が低下した。したがって、実施例１において説明した低位発熱量に関する国内自主規格を考慮すると、褐炭混合比率は５０％程度（重量比）に抑えることが望ましいと考えられた。
【００６７】
次に、製造した燃料ペレットについて、危険物船舶運送及び貯蔵規則（国土交通省令第七八号  平成２６年１０月１日）に基づき、自然発火性物質試験と自己発熱性物質試験を実施した。
【００６８】
自然発火性物質試験は、粉体試験物質１−２ｍＬをはかりとり、１ｍの高さから無機質断熱盤上に落下させ、落下途中または落下後５分以内に発火するか否かを観察することにより行った。この操作を６回繰り返し、１回でも発火が認められた場合は、「自然発火性物質」に該当するものと判断した。この場合、容器等級はＩと判定される。
【００６９】
自己発熱性物質試験は、一辺が２５ｍｍの立方体容器に試験物質を堆積したものを恒温槽内に設置し、恒温槽を１４０℃で２４時間保持し、試験物質が発火または２００℃を超える発熱があった場合、「自己発熱性物質」に該当するものと判断した。この場合、容器等級はＩＩと判定される。この試験で発火または発熱が認められなかった場合、一辺が１００ｍｍの容器を用いて同様の試験を行い、発火または２００℃を超える温度上昇が認められた場合にも、「自己発熱性物質」に該当するものと判断した。但し、この場合の容器等級はＩＩＩと判定される。この試験においても発火または発熱が認められなかった場合には、「自己発熱性物質」には該当しないと判断した。
【００７０】
自然発火性物質試験の結果、いずれの混合比率の燃料ペレットにおいても、発火は認められなかった。したがって、米糠等の植物性バイオマスの廃棄物と褐炭等の低品位炭を混合して燃料ペレットとすることによって、単独では自然発火性を有する低品位炭について、自然発火性を抑えることが可能であることが明らかとなった。
【００７１】
次に、指呼発熱性物質試験の結果、米糠：褐炭＝９：１及び２：８の燃料ペレットで、「自己発熱性物質・容器等級ＩＩＩ」に該当するとの判定結果が示された。日本海事検定協会から発行された危険性評価証明書（証明書番号  ＫＫ２１５４．１／１４）に記載された概要を表６に示す。
【００７２】
【表６】
2016065201.tif 000008
【００７３】
自己発熱性物質と判定された２つの燃料ペレットは、２５ｍｍ容器を用いた試験では発熱が認められなかったが、１００ｍｍ容器を用いた試験では５００℃を超える発熱が観測された。ここで、自然発火性の容易さは褐炭の混合比率の増加に比例するものと考えられるが、米糠：褐炭＝９：１の燃料ペレットにおいても自己発熱性が認められた。これは、ペレット形状の違いによる容器へのペレット供試量の差異に起因すると考えられる。表５に示す機械的耐久性から明らかなように、褐炭混合比率が増大するにつれ、ペレット成型性は増し、強靱で良質なペレットとなる。米糠：褐炭＝９：１の燃料ペレットは、相対的に脆いペレットが混在していたため、定容容器への充填密度が増大したものと考えられる。実際、表６に示すように、定容容器への供試量は、米糠：褐炭＝５：５及び２：８の燃料ペレットで、それぞれ５２３．７ｇ及び５３３．８ｇであったのに対し、９：１の燃料ペレットでは６２２．５ｇまで増量されていた。５：５の燃料ペレットに対する増加率はおよび２０％に達する。定容容器への試料の供試量の増加が自己発熱性を助長することは、二段階で評価される自己発熱性試験の趣旨からも明らかである。したがって、米糠：褐炭＝９：１の燃料ペレットについては、バインダー等を利用して成型性を向上させることによって、自己発熱性物質に該当しなくなる可能性があると考えられる。
【００７４】
いずれにしても、実施例２で製造した全ての燃料ペレットは、自然発火性物質には該当しないので、低品位炭と比較して、貯蔵性、輸送性及びハンドリング性が向上しているといえる。特に、米糠：褐炭＝５：５の燃料ペレットについては、自己発熱性物質にも該当しないので、低品位炭と比較して、貯蔵性、輸送性及びハンドリング性が大幅に向上しているといえる。
【００７５】
（実施例３）
実施例２で製造した米糠：褐炭＝５：５の燃料ペレットについて、石炭（高品位炭）あるいは褐炭代替燃料として利用した場合の消費量及び燃焼に伴うＣＯ２排出量を推計した。
【００７６】
なお、より厳密な評価では原料の調達に伴うＣＯ２排出量を考慮すべきであるが、一般に、原料の調達に伴うＣＯ２排出量は、燃焼時のＣＯ２排出量に比べて著しく低い値となる。また、石炭及び褐炭、植物性バイオマスの廃棄物の調達地を同一国内であると仮定すると、調達過程のＣＯ２排出量見積もりで支配的要因となる輸送距離がほぼ等しくなることから、ここでは燃焼に伴うＣＯ２排出量のみを評価対象とした。石炭及び褐炭、燃料ペレットの発熱量及びＣＯ２排出係数を表７に示す。表７中、ＣＯ２排出係数は、文献（戒能一成、エネルギー源別標準発熱量・炭素排出係数の改定案について−  ２０１３年度改訂標準発熱量・炭素排出係数表（案）−経済産業研究所    ＲＩＥＴＩ  Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ  Ｐａｐｅｒ  Ｓｅｒｉｅｓ．１４−Ｊ−０４７．２０１４）に記載の炭素排出係数から換算した。石炭の高位発熱量は、この文献に記載の輸入一般炭の数値から類推した。褐炭と燃料ペレットの高位発熱量は、実施例１における実測値である。
【００７７】
【表７】
2016065201.tif 000009
【００７８】
１ＧＪの熱量を得るのに必要となる燃料量は、石炭で３８．５ｋｇ、褐炭で１０８ｋｇ、燃料ペレットで５５．６ｋｇと求められる。これより、単位熱量を得るために排出されるＣＯ２量は、石炭で８９．５ｋｇ−ＣＯ２／ＧＪ、褐炭で１３８ｋｇ−ＣＯ２／ＧＪ、燃料ペレットで３５．６ｋｇ−ＣＯ２／ＧＪと算出される。石炭代替として褐炭を利用した場合、必要量は石炭のおよそ３倍となり、ＣＯ２排出量は５０％増大するが、燃料ペレットを利用した場合には、必要量は石炭の１．４倍程度に抑えられ、ＣＯ２排出量は６０％削減されると見積もられた（図１を参照）。
【００７９】
褐炭に植物性バイオマスの廃棄物を混合することで、燃料としてのエネルギー効率が向上し、貯蔵・輸送時に問題となる自然発火性を抑制し得ることが実施例２から明らかとなったが、さらに、本発明の燃料ペレットを火力発電所の燃料として用いることで、火力発電所起源のＣＯ２排出量の削減にも効果があることが明らかとなった。
【図１】
2016065201.tif 000010