下水道技術開発会議エネルギー分科会（令和３年度第3回

2021.1.13 ）

資料２−３
別紙

エネルギー分科会報告書

参考資料

1

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料

2

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果○ 2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術について、処理⽅式・処理規模別に代表的な対策技術の導⼊効
果を①〜④にて試算、事例提⽰を⾏う。
⑤においては有効活⽤が期待される未利⽤バイオガスの利⽤効果に関する試算結果を提⽰する。
⑥においては、個別技術の導⼊効果だけではなく、⽔処理・汚泥処理システムとしての導⼊効果をB-DASH
技術事例からその効果例を提⽰する。
⑦では、B-DASH技術や既存マニュアルに⽰す対策技術などその他資料を⽰す。
①超⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量20万ｍ³/⽇）
省エネ機器導⼊、運転管理改善、汚泥処理フローの変更による温室効果ガス削減効果の試算②⼤規模処理場 （A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量10万ｍ³/⽇）
省エネ機器導⼊、運転管理改善、汚泥処理フローの変更による温室効果ガス削減効果の試算③中規模処理場 （標準法 ⽇最⼤流⼊⽔量5万ｍ³/⽇）
省エネ機器導⼊、運転管理改善、汚泥処理フローの変更による温室効果ガス削減効果の試算※こちらの結果については本編の資料2-3 P32~38を参照④⼩規処理場(OD法 ⽇最⼤流⼊⽔量1万ｍ³/⽇以下)
⾃動制御による消費電⼒削減効果事例⑤未利⽤バイオガスの利⽤効果⑥B-DASHの技術例⑦その他
3

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果
・①〜③試算⽅法について※処理場条件の設定に当たっては、
下⽔道統計、設計指針、既往の研究成果等の標準的な値を設定値としている。
※物質収⽀をもとに、処理に必要な槽容量や反応槽の必要空気量、⽔理学的滞留時間、汚泥量の算出を⾏う。
※運転管理の⼯夫による省エネ効果については、省エネ機器を導⼊した削減効果を計算した後に、運転管理の⼯夫による所定の削減率をかけることで⾒込んでいる。
4

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果①超⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量20万ｍ³/⽇）
省エネ機器導⼊、運転管理改善、汚泥処理フローの変更による温室効果ガス削減効果の試算
・導⼊省エネ機器
適用箇所
散気装置
反応タンク
撹拌機
汚泥濃縮機
汚泥脱水機

基本型
散気板
水中
かくはん機
遠心式
遠心脱水機

省エネ型
メンブレン式
省エネ型
かくはん機
ベルト濃縮機スクリュープレス

・運転管理改善手法例
主ﾎﾟﾝﾌﾟ

稼働ポンプ変更による検討事例
効率的な運転

送風機

送風量の
適正化

稼働送風機変更
必要空気量にによる応じた送風量の効率的な運転適正化

反応タンク 汚泥貯留槽
水中攪拌機
攪拌機

撹拌機の
間欠運転

撹拌機の
間欠運転

返送汚泥
ポンプ
回転数の見直しによる
適切な吐出量への変更※具体的な運転管理改善効果については（公財)下⽔道新技術機構の過去の実績より、同流量規模の運転管理改善
効果の平均値である5.5％を使⽤ して算出。

5

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果①超⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量20万ｍ³/⽇）
省エネ機器導⼊、運転管理改善、汚泥処理フローの変更による温室効果ガス削減効果の試算

対象系汚泥フロー

導⼊系2汚泥フロー

重⼒濃縮

重⼒濃縮
脱⽔設備

焼却

機械濃縮

消化設備
機械濃縮
消化ガス
発電

脱⽔設備
補助燃料として使⽤

導⼊系1汚泥フロー

導⼊系3汚泥フロー

重⼒濃縮

重⼒濃縮
脱⽔設備

機械濃縮

温室効果ガス削減型燃焼
+廃熱発電

消化設備
機械濃縮
消化ガス
発電

焼却

脱⽔設備

固形燃料化

補助燃料として使⽤

6

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果
・超⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量 20万ｍ³/⽇）における消費エネルギー削減効果

300,000

計275,098
計194,835(29.2%削減)

エネルギー消費量(GJ/年)

250,000
200,000

計17,8067(35.3%削減)

150,000

計109,101(60.3%削減)

計62,257(77.4%削減)

導入系2

導入系3

100,000
50,0000対照系

対照系(省エネ)

導入系1-50,000-100,000

⽔処理

汚泥処理

固形物燃料化(炭化)焼却

燃料(重油のみ対象)

消化ガス発電量

廃熱発電量

合計※固形燃料(炭化)は外部で製品利⽤を⾏うとして削減効果を計上している

7＊以上の試算は速報値であり精査中です。

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果
・超⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量 20万ｍ³/⽇）における温室効果ガス排出量の削減効果

温室効果ガス排出量(t-co2/年)

25000

計20,20620000

計18,064(10.6%削減)

15000

計11,611(42.5%削減)

10000

計9,411(53.4%削減)

5000

計-4,968(124.6%削減)

0-5000-10000-15000対照系

対照系(省エネ)

導入系1

導入系2

導入系3

⽔処理

5,407

3,805

3,805

3,852

3,852

汚泥処理

871

330

330

494

494

固形燃料化

0

0

0

0

1,093

13,92913,929

8,010

5,723

0

製品利⽤(石炭代替)

0

0

0

0

(9,957)

消化ガス発電

0

0

0

(658)

(450)

廃熱発電(焼却)

0

0

(534)

0

0

20,206

18,064

11,611

9,411(4,968)

焼却

合計※固形燃料(炭化)は外部で製品利⽤を⾏うとして削減効果を計上している※電⼒排出係数0.25 kg-CO₂/kWhを使⽤8＊以上の試算は速報値であり精査中です。

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果②⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量10万ｍ³/⽇）
省エネ機器導⼊、運転管理改善、汚泥処理フローの変更による温室効果ガス削減効果の試算

・導⼊省エネ機器
適⽤箇所
散気装置
反応タンク
撹拌機
汚泥濃縮機
汚泥脱⽔機

基本型
散気板
⽔中
かくはん機
遠心式
遠心脱⽔機

省エネ型
メンブレン式
省エネ型
かくはん機
ベルト濃縮機スクリュープレス

・運転管理改善手法例
主ﾎﾟﾝﾌﾟ

検討事例

稼働ポンプ変更による
効率的な運転送風機

稼働送風機変更による
効率的な運転

送風量の適正化

必要空気量に応じた送風量の適正化

反応タンク 汚泥貯留槽
⽔中攪拌機
攪拌機

撹拌機の
間欠運転

撹拌機の
間欠運転

返送汚泥
ポンプ
回転数の⾒直しによる
適切な吐出量への変更※具体的な運転管理改善効果については（公財)下⽔道新技術機構の過去の実績より、同流量規模の運転管理改善
効果の平均値である7.65％を使⽤して算出。
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６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果②⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量10万ｍ³/⽇）
省エネ機器導⼊、運転管理改善、汚泥処理フローの変更による温室効果ガス削減効果の試算

対象系汚泥フロー

導⼊系2汚泥フロー

重⼒濃縮

重⼒濃縮
脱⽔設備

焼却

消化設備

機械濃縮

機械濃縮
消化ガス
発電

脱⽔設備

固形燃料化

補助燃料として使⽤

導⼊系1汚泥フロー
重⼒濃縮
消化設備
機械濃縮
消化ガス
発電

脱⽔設備

焼却

補助燃料として使⽤

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６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果
・⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量 10万ｍ³/⽇）における消費エネルギー削減効果
160000140000

計136,531
計94,108(31.1%削減)

120000エネルギー消費量(GJ/年)

100000

計57,314(58.0%削減)

80000

計35,576(73.9%削減)

60000
40000
20000
0
-20000対照系

対照系(省エネ)

導入系1

導入系2

-40000-60000
⽔処理

汚泥処理

固形物燃料化(炭化)焼却

燃料(重油のみ対象)※固形燃料(炭化)は外部で製品利⽤を⾏うとして削減効果を計上している

消化ガス発電量

固形燃料熱量合計11＊以上の試算は速報値であり精査中です。

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果
・⼤規模処理場（A2O法 ⽇最⼤流⼊⽔量 10万ｍ³/⽇）における温室効果ガス排出量の削減効果
12000

計10,059

温室効果ガス排出量(t-co2/年)

10000

計9,004(10.5%削減)
計4,796(52.3%削減)

8000
6000

計-2,351(123.4%削減)

4000
2000
0
-2000
-4000
-6000

対照系

対照系(省エネ)

導入系1

導入系2

⽔処理

2,666

1,880

1,975

1,975

汚泥処理

450

181

290

290

固形燃料化

0

0

0

543

6,944

6,944

2,842

0

製品利⽤(石炭代替)

0

0

0

(4,944)

消化ガス発電

0

0

(311)

(215)

10,059

9,004

4,796

(2,351)

焼却

合計※固形燃料(炭化)は外部で製品利⽤を⾏うとして削減効果を計上している※電⼒排出係数0.25 kg-CO₂/kWhを使⽤12＊以上の試算は速報値であり精査中です。

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果④ ⼩規模処理場（OD法 ⽇最⼤流⼊⽔量 1万ｍ³/⽇以下）における⾃動制御による消費電⼒削減例※ORとは、Oxygen Requirementの略で、反応タンク内で必要とされる酸素量を⽰す。この制御手法は、AOR(必要酸素量)の計算を簡易的に実施することで曝気装置の運転指標としている。
13

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果⑤未利⽤バイオガスの利⽤効果○下⽔汚泥等の資源有効利⽤状況に関する調査（H30）によると、未利⽤バイオガスは334処理場で存在し、約5,300万ｍ³/年（全体発⽣量３．７７億ｍ³/年のうち約１４％）存在。
○⼩型発電機２５ｋWを既設の消化槽の未利⽤バイオガスに適⽤する場合、7年で費⽤回収が可能となり、２０年使⽤すれば５千万円以上の⿊字が⾒込まれる。
○⼩型発電機２５ｋWに必要なバイオガス量（メタン、CO₂等）は13 Nｍ³/hであるため、未利⽤量がこれを上回る処理場においては導⼊可能性がある。
○このうち、 未利⽤量13 ｍ³/h（114千ｍ³/年）を越える処理場で発電事業を⾏っていない箇所は83処理場存在。
合計約3,000万ｍ³（全体の約８％、0.58億kWｈ/年≒1.45万t-CO₂/年削減（0.25t/kWh））利⽤できる。
※25kW発電機の活⽤事例ついてはH30採択B-DASHプロジェクト（⻑岡市中之島浄化センター（流⼊実績2,520ｍ³ / ⽇（⽇最⼤））等において実績有り。

⼩型発電機２５ｋWの費⽤回収年
年数

資本費
百万円
運転維持費
百万円/年
発電量
千kWh/年
発電収⼊
百万円/年
費⽤回収収⽀（累積）百万円

0

24.8
0
0
0
▲ 24.8

1

0
1.625
145.0
5.7
▲ 20.8

2

0
1.625
145.0
5.7
▲ 16.8

〜

6

0
1.625
145.0
5.7
▲ 0.7

7

0
1.625
145.0
5.7
3.4

8

0
1.625
145.0
5.7
7.4

〜

20

0
1.625
145.0
5.7
55.8

〜試算条件〜（発電条件） ⼩型発電機(発電出⼒25kW、発電効率︓32％)、消化ガス発熱効率︓21.5MJ/Nｍ³
必要バイオガス量 25kW/(21.5 MJ/Nｍ³ ×32％）×3.6MJ/kWh=13 Nｍ³/h
稼働率を66.2％※とすると、 25kW×24h×365day×66.2%=145千kWh/年 （不⾜時は都市ガスの活⽤も考えられる。）（発電機資本費） 既存消化槽を利⽤している場合 99.3万円/kW※×25kW＝24.8百万円（運転維持費） 6.5万円/kW/年※×25kW＝1.625百万円/年（FIT収⼊）39円/kWh× 145千kWh/年＝5.7百万円/年※METI資料（第65回調達価格等算定委員会 資料4 P. 16, 17）より＊以上の試算は速報値であり精査中です。

14

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果
省エネ⽔処理システム⑥B-DASHの技術例１ ＤＨＳシステムを⽤いた⽔量変動追従型⽔処理技術実証事業○事業実施者 三機⼯業（株）、東北⼤学、⾹川⾼等専⾨学校、⾼知⼯業⾼等専⾨学校、⽇本下⽔道事業団、
須崎市 共同研究体○実証フィールド 須崎市終末処理場（⾼知県須崎市）○実証概要
・「スポンジ状担体を充填したろ床（ＤＨＳろ床）」と「⽣物膜ろ過槽」を組み合わることにより、効率的にダウンサイジングが可能な⽔処理技術。
・ライフサイクルコストの縮減効果、流⼊⽔量減少に対する処理コストの追従性、維持管理の容易性、処理性能の安定性
φ32mm

実証技術の概要

DHSろ床
担体

流⼊下⽔

P

最初沈殿池

↓
↓
↓
↓

実証技術の革新性等の特徴

↓
↓
↓
↓

DHSろ床

スポンジ担体を充填したろ床〜曝気不要の省エネルギー型⽔処理⽅式〜①曝気不要である → 省エネルギー②担体がスポンジ状で保⽔性がある→ 処理性能安定化・流量低下時⽔質向上③スポンジ内に⾼濃度汚泥を保持→ 汚泥発⽣量の削減④維持管理項⽬が少ない → 維持管理が容易⑤担体の閉塞が⽣じない → 処理性能安定化

ろ材

φ32mm

B →
B
P

C →
C

↑
↓ ↑
↓

処理⽔

↑

⽣物膜ろ過槽移動床式好気性リアクター〜仕上処理〜①ろ材表面に微⽣物が⾼密度に付着→ 処理⽔質が安定②ろ過と⽣物処理を同時に実施 → 省スペース③逆洗なしで担体洗浄→ 連続処理が可能※DHS︓Down-flow Hanging Sponge （下向流懸垂型スポンジ状担体）【革新性】
・流⼊⽔量減少に応じて、きめ細かく電⼒使⽤量
等のライフサイクルコストの削減が可能
・流⼊⽔量減少に応じて処理⽔質が⾃ずと向上
・使⽤ユニット数を調整することにより、容易に流⼊⽔量に応じた処理能⼒規模の変更が可能
・DHSろ床と⽣物膜ろ過槽の組合せにより標準法同等の処理⽔質を確保
・設置環境及び要求⽔質に合わせて｢初沈＋DHSろ床＋⽣物膜ろ過槽｣もしくは｢初沈＋DHSろ床｣と⾃由な組合せが可能【導⼊効果】
・ライフルサイクルコストの縮減による下⽔処理場の経営改善
・流⼊⽔量減少に追従した処理コストの削減
による汚⽔処理原価の縮減
・維持管理の容易化による技術⼈員不⾜の解消・標準法を本技術（ 500m3/⽇）に置き換えた場合、87.7tCO2/年の削減（69%減）
15

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果
省エネ⽔処理システム⑥B-DASHの技術例２ 単槽型硝化脱窒プロセスのICT・AI制御による⾼度処理技術実証事業○事業実施者 メタウォーター・⽇本下⽔道事業団・町田市共同研究体○実証フィールド 東京都町田市成瀬クリーンセンター○実証概要
・反応タンク流⼊負荷変動に対応する空気量制御により、短HRTでA2O法同等処理⽔質の達成
・空気量制御と連動した送風機吐出圧⼒の⾃動演算・制御による消費電⼒の削減提案技術の概要 3つの要素技術により構成される⾼度処理技術

提案技術の革新性等の特徴①ICT活⽤の空気量制御による短HRTの実現• NOx 計とNH₄計により負荷変動に応じた空気量演算
を⾏い、単⼀槽内において最適な好気・無酸素ゾーンを形成• 循環ポンプと撹拌機が不要で動⼒費を縮減②ICT活⽤による設備連携、圧⼒低減による送⾵電⼒削減の実現• 反応タンク設備と送風機設備を統合制御• 必要空気量から送風機の最適吐出圧⼒をリアルタイムに⾃動演算し送風電⼒を削減③AI（機械学習機能）による季節変動等への対応、制御安定化の実現• 必要空気量演算の制御パラメータを機械学習機能によ【効果】 省エネ効果等を通じ⾼度処理化の推進に寄与
り⾃動チューニング① 建設費を抑制（最適な好気・無酸素ゾーン形成による槽容量縮⼩）• チューニングに掛かる負担を軽減しつつ処理⽔質の安定② 省エネの実現（撹拌機不要、循環ポンプ不要、送風電⼒減）化を実現
A2O法に改築する場合と比較して567t-CO₂/年の削減(33.3％減）
16（処理規模50,000㎥/dで試算）

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
省エネ・創エネ汚泥処理システム
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果⑥B-DASHの技術例３ 脱⽔乾燥システムによる下⽔汚泥の肥料化、燃料化技術実証研究○事業実施者 ⽉島機械㈱、サンエコサーマル㈱、⽇本下⽔道事業団、⿅沼市農業公社、⿅沼市 共同研究体○実証フィールド 栃⽊県⿅沼市⿊川終末処理場○実証概要
中⼩規模の下⽔処理場を対象とした脱⽔乾燥システム（機内⼆液調質型遠心脱⽔機＋円環式気流乾燥機）を⽤
いて、乾燥汚泥を製造し、肥料化、燃料化などの多様な有効利⽤への適応性や、設備の性能、ライフサイクルコスト縮減等を実証する。
提案技術の概要
機内⼆液調質型遠心脱⽔機から排出された細粒、低付着性
汚泥を直接乾燥機へ導⼊

機内⼆液調質型
遠心脱⽔機

脱⽔乾燥システム（中⼩規模下⽔処理場）

円環式気流乾燥機

提案技術の革新性等の特徴【新規性】
システムの簡素化、省スペース化、スマートオペレーション化による低コスト型
脱⽔乾燥技術・主要機器点数の低減 （従来10点→提案4点）
・省スペース化（50%低減）
・スマートオペレーション化（⼈件費削減、運転管理の効率化）【独創性】
有効利⽤の⽤途に応じて幅広い乾燥汚泥含⽔率の調整を容易とした脱⽔
緑農地

発電事業者

有効利⽤
濃縮施設

コンポスト⼯場

幅広い⽔分調整による多様な有効利⽤への対応

汚泥の性状を利⽤し、構造やシステムの簡素化による低コスト化を実
現

消化施設

円環式
気流乾燥機

・脱⽔汚泥の性状を利⽤し、かつ乾燥機内構造物がなく付着や摩耗のリス
クがない
・多様な有効利⽤に対応した含⽔率（10〜50％）の乾燥汚泥が製造可

本実証事業範囲
機内⼆液調質型
遠心脱⽔機

乾燥技術

搬出 有効
利⽤

能

（効果）従来型の脱⽔機、乾燥機の更新に比べて441t-CO2/年の削減（61%減）。
17（処理規模20,000m3/⽇の処理場で試算）

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
省エネ・創エネ汚泥処理システム
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果⑥B-DASHの技術例４ ⾼効率消化システムによる地産地消エネルギー活⽤技術の実⽤化に関する実証事業○事業実施者 三菱化⼯機・九州⼤学・⽇本下⽔道事業団・唐津市共同研究体○実証フィールド 佐賀県唐津市浄⽔センター○実証概要
⽣ごみ等の未利⽤バイオマスの活⽤、無動⼒の消化槽撹拌装置、バイオガス発⽣量を増加させる可溶化装置、⾼い発電効率を有する燃料電池を組み合わせた⾼効率消化システムについて、処理性能や、エネルギー回収率の向上効果等を実証する。
提案技術の革新性等の特徴

提案技術の概要
︓実証範囲

バイオガス増量

撹拌動⼒削減消化率改善

発電効率上昇
蒸気

⽔処理施設

①無動⼒撹
拌式消化槽

未利⽤バイオマス②⾼効率加温設備（可溶化装置）地域バイオマス（食品廃棄物(⽣ゴミ)等）
脱⽔機
（既設）

含⽔率削減

エネルギー⾃給率の定義 ︓ Ｂ÷Ａ（％）

Ａ︓処理場全体のエネルギー消費量
⽔処理
設備③固体酸化物形
燃料電池（SOFC）
場外搬出

外部汚泥（OD汚泥）（周辺⼩規模処理場より）

ポンプ
設備

加温装置

濃縮汚泥

放流

Ｂ︓創エネルギー量

搬出汚泥量を削減提案技術によりエネルギー⾃給率を向上させる

発電設備
消化設備

③固体酸化物形燃料電池（SOFC）
・ガスエンジンと比べ発電効率向上が期待される。
・電極触媒として､貴⾦属不要

従来型のPC製消化槽、⼩型ガスエンジン等の導⼊に比べて2454t-CO2/年の削減（113%減）。

バイオガス

濃縮設備

①無動⼒撹拌式消化槽
・消化槽内の撹拌は、発⽣するバイオガスの圧⼒を利⽤するため、無動⼒・消化槽内部に機械設備を有しない構造であるため、メンテナンス性の向上とランニングコストの低減が期待される。
②⾼効率加温設備（可溶化装置）
・熱可溶化による熱加⽔分解作⽤により､消化⽇数の短縮が期待される。
・消化率が上昇し､バイオガスの増量が期待される。
・汚泥が改質され脱⽔汚泥の含⽔率の低減が期待される。
→脱⽔汚泥の搬出量を削減

脱⽔設備

搬出

（処理規模30,000m3/⽇の処理場で試算）
地域バイオマス（OD脱⽔汚泥4t/⽇、食品廃棄物2t/⽇）の排出削減を含む

18

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発
項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果

省エネ・創エネ・N2O削減
汚泥処理システム⑥B-DASHの技術例５ 下⽔道バイオマスからの電⼒創造システムに関する技術実証研究○事業実施者 和歌⼭市、地⽅共同法⼈⽇本下⽔道事業団、京都⼤学、株式会社⻄原環境、株式会社タクマ 共
同研究体○実証フィールド 和歌⼭市中央終末処理場○実証概要
機内⼆液調質型遠心脱⽔機、廃熱ボイラ付次世代型階段炉、蒸気発電機の3つの技術を組み合わせた、下⽔汚泥焼却による電⼒創造システムの実証
低含⽔率化技術 機内二液調質型遠心脱⽔機「汚泥の⾼カロリー化」
脱⽔汚泥の⼤幅な低含⽔率化⇒脱⽔汚泥のカロリー(熱量)が従来の約２倍にエネルギー回収技術 廃熱ボイラ付次世代型階段炉「エネルギー回収」
・ 補助燃料なし、低消費電⼒、低N2O排出量で安定燃焼
・廃熱ボイラーで蒸気としてエネルギー（熱）回収
エネルギー変換技術 蒸気発電機「電⼒創造」
エネルギーのカスケード利⽤（⼩型蒸気発電機＋バイナリー式発電で⾼い発電量）
省エネルギー● 補助燃料なし（⾃燃運転）● 消費電⼒を⼤幅削減

温室効果ガス削減● 排ガス中のN2Oの⼤幅削減● 電⼒・燃料由来CO2⼤幅削減

創エネルギー● 中小規模施設でも発電● ⼤規模施設では電⼒⾃⽴システム外に電⼒供給（効果）
⼀液調質脱⽔機、流動炉等を導⼊した場合に比べて9100t-CO2/年の削減（88%減）。
19（125,000m3/⽇の処理場で試算）

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果⑦その他 ⽔処理・汚泥処理等のシステムとして有効性が評価されているB-DASH技術については、これまで３０技術（うち2件は事業中）の脱炭素に資する技術を実証。

処理規模 1万ｍ³/⽇以下
省エネ

創エネ
再エネ

農業利⽤
・再⽣⽔

〇
〇
〇
〇
〇
〇

〇

〇
〇
〇

〇

〇

N₂O
対策

実施事業名称

委託研究実施者

⽔素リーダー都市プロジェクト〜下⽔バイオガス原料 三菱化⼯機（株）・福岡市・九州⼤学・豊田通商
による⽔素創エネ技術の実証〜（株） 共同研究体
メタウォーター（株）・⾼知市・⾼知⼤学・⽇本下⽔道
無曝気循環式⽔処理技術実証事業
事業団 共同研究体
⾼効率固液分離技術と⼆点DO制御技術を⽤い 前澤⼯業(株）・（株）石垣・⽇本下⽔道事業団・埼た省エネ型⽔処理技術の技術実証事業
玉県 共同研究体
JNCエンジニアリング(株)・吸着技術⼯業(株)・(株)九複数の下⽔処理場からバイオガスを効率的に集約・
電⼯・シンコー(株)・⼭⿅都市ガス(株)・熊本県⽴⼤
活⽤する技術学・⼭⿅市・⼤津町・益城町（株）⻄原環境・（株）東京設計事務所・京都⼤下⽔処理⽔の再⽣処理システムに関する実証事業
学・糸満市 共同研究体
脱⽔乾燥システムによる下⽔汚泥の肥料化、燃料 ⽉島機械（株）、サンエコサーマル（株）、⽇本下⽔化技術実証事業
道事業団、⿅沼市農業公社、⿅沼市 共同研究体
三機⼯業（株）、東北⼤学、⾹川⾼等専⾨学校、⾼ＤＨＳシステムを⽤いた⽔量変動追従型⽔処理
知⼯業⾼等専⾨学校、⽇本下⽔道事業団、須崎市
技術実証事業
共同研究体
メタウォーター(株)・⽇本下⽔道事業団・松本市共同研
最終沈殿池の処理能⼒向上技術実証事業
究体
⼩規模下⽔処理場を対象とした低コスト・省エネル ⼤原鉄⼯所・⻄原環境・NJS・⻑岡技術科学⼤学・北ギー型⾼濃度メタン発酵技術に関する実証事業 海道⼤学・⻑岡市共同研究体

1万m3以
5万m3以
上
1万m3以
3
上
下
5万m 以
下
〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇
〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇
〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

20

処理規模 1万ｍ³/⽇以上
省エネ

創エネ
再エネ

〇

〇

〇

〇
〇

〇

農業利⽤
・再⽣⽔

N₂O
対策

〇

〇

〇
〇
〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇
〇

実施事業名称

1万m3以
5万m 以
上
1万m3以
3
上
下
5万m 以
下
3

委託研究実施者

超⾼効率固液分離技術を⽤いたエネルギーマネ
メタウォーター・⽇本下⽔道事業団 共同研究体
ジメントシステム技術実証事業
神⼾市東灘処理場 再⽣可能エネルギー⽣産・
神鋼環境ソリューション・神⼾市 共同研究体
革新的技術実証事業
温室効果ガスを排出しない次世代型下⽔汚泥固 ⻑崎市・⻑崎総合科学⼤学・三菱⻑崎機⼯ 共同研
形燃料化技術実証事業
究体
廃熱利⽤型 低コスト下⽔汚泥固形燃料化技
JFEエンジニアリング
術実証事業
固定床型アナモックスプロセスによる⾼効率窒素除 熊本市・⽇本下⽔道事業団・（株）タクマ 共同研究
去技術実証事業体
神⼾市東灘処理場 栄養塩除去と資源再⽣
⽔ing・神⼾市・三菱商事アグリサービス 共同研究体（リン） 革新的技術実証事業
脱⽔・燃焼・発電を全体最適化した革新的下⽔
メタウォーター・池田市 共同研究体
汚泥エネルギー転換システムの実証事業
下⽔道バイオマスからの電⼒創造システム実証事 和歌⼭市・⽇本下⽔道事業団・京都⼤学・（株）⻄
業
原環境・（株）タクマ 共同研究体
⽔素リーダー都市プロジェクト〜下⽔バイオガス原 三菱化⼯機（株）・福岡市・九州⼤学・豊田通商料による⽔素創エネ技術の実証〜※（株） 共同研究体
メタウォーター（株）・⾼知市・⾼知⼤学・⽇本下⽔道
無曝気循環式⽔処理技術実証事業※
事業団 共同研究体

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

※1万m３/⽇以下技術からの再掲

21

処理規模 1万ｍ³/⽇以上
省エネ

創エネ 農業利⽤
再エネ ・再⽣⽔

N₂O
対策

〇
〇
〇
〇
〇
〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇
〇

〇
〇

〇

〇

〇

〇

〇

実施事業名称

委託研究実施者

⾼効率固液分離技術と⼆点DO制御技術を⽤いた 前澤⼯業(株）・（株）石垣・⽇本下⽔道事業団・埼
省エネ型⽔処理技術の技術実証事業※
玉県 共同研究体
ICTを活⽤した効率的な硝化運転制御の実⽤化に（株）⽇⽴製作所・茨城県 共同研究体
関する技術実証事業
ICTを活⽤したプロセス制御とリモート診断による効率 （株）東芝・⽇本下⽔道事業団・福岡県・（公財）
的⽔処理運転管理技術実証事業
福岡県下⽔道管理センター 共同研究体
バイオガス中のCO₂分離・回収と微細藻類培養への利 (株)東芝・(株)ユーグレナ・⽇環特殊(株)・(株)⽇⽔コ
⽤技術実証事業
ン・⽇本下⽔道事業団・佐賀市（株）⻄原環境・（株）東京設計事務所・京都⼤下⽔処理⽔の再⽣処理システムに関する実証事業※
学・糸満市 共同研究体
脱⽔乾燥システムによる下⽔汚泥の肥料化、燃料化 ⽉島機械（株）、サンエコサーマル（株）、⽇本下⽔技術実証事業※道事業団、⿅沼市農業公社、⿅沼市 共同研究体
⾃⼰熱再⽣型ヒートポンプ式⾼効率下⽔汚泥乾燥 （株）⼤川原製作所、関⻄電⼒（株）、秦野市 共技術実証事業
同研究体
⾼効率消化システムによる地産地消エネルギー活⽤ 三菱化⼯機（株）・国⽴⼤学法⼈九州⼤学・⽇本下技術の実⽤化に関する実証事業
⽔道事業団・唐津市共同研究体
温室効果ガス削減を考慮した発電型汚泥焼却技術 JFEエンジニアリング（株）・⽇本下⽔道事業団・川崎の実⽤化に関する実証事業
市共同研究体メタウォーター(株)・⽇本下⽔道事業団・松本市共同研
最終沈殿池の処理能⼒向上技術実証事業※
究体
⾼濃度消化・省エネ型バイオガス精製による効率的エ 神鋼環境ソリューション・⽇本下⽔道事業団・富士市共ネルギー利活⽤技術に関する実証事業
同研究体
⼩規模下⽔処理場を対象とした低コスト・省エネル
ギー型⾼濃度メタン発酵技術に関する実証事業※
単槽型硝化脱窒プロセスのICT・AI制御による⾼度処理技術実証事業

1万m3以
5万m 以
上
1万m3以
上
下
5万m3以
下
3

⼤原鉄⼯所・⻄原環境・NJS・⻑岡技術科学⼤学・北海道⼤学・⻑岡市共同研究体
メタウォーター・⽇本下⽔道事業団・町田市 共同研究
体

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

※1万m３/⽇以下技術からの再掲

22

下⽔熱技術や現在事業中等の技術
省エネ

創エネ
再エネ
〇

〇
〇
〇
〇

〇

〇
〇
〇

〇

農業利⽤
・再⽣⽔

N₂O
対策

実施事業名称

委託研究実施者

管路内設置型熱回収技術を⽤いた下⽔熱利⽤技
⼤阪市・積⽔化学・東亜グラウト 共同研究体
術実証事業
特殊繊維担体を⽤いた余剰汚泥削減型⽔処理技 （株）ＩＨＩ環境エンジニアリング、帝⼈（株）、⽇術実証事業
本下⽔道事業団、⾠野町 共同研究体
⼩⼝径管路からの下⽔熱を利⽤した融雪技術の実
東亜グラウト⼯業・丸⼭⼯務所・十⽇町市共同研究体
⽤化に関する実証事業
ヒートポンプレスで低LCCと⾼COPを実現する下⽔
興和・積⽔化学⼯業・新潟市共同研究体
熱融雪システムに関する研究
中⼩規模処理場同士の広域化に資する低コスト汚 ⽉島機械㈱・⽇鉄セメント㈱・⾼砂熱学⼯業㈱・室蘭
泥減量化技術の実証事業
⼯業⼤学・室蘭市⽔道部共同研究体
ＡＩを活⽤した下⽔処理場運転操作の先進的⽀
明電舎・NＪＳ・広島市・船橋市共同研究体
援技術に関する実証事業

1万m3以
5万m 以
上
1万m3以
上
下
5万m3以
下
3

R2採択技術 事業中
R3採択技術 事業中

最初沈殿池におけるエネルギー回収技術

R4技術案

深槽曝気システムにおける省エネ型改築技術

R4技術案

23

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
１．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術とその効果⑦その他 下⽔道における地球温暖化対策マニュアル（平成28年3⽉環境省・国⼟交通省）「表 5-1 下⽔道部⾨における温室効果ガスの排出の抑制等に資する設備の選択・使⽤⽅法」 を記載。

24

25

26

27

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
２． （⼀社）⽇本下⽔道施設業協会へのアンケート（⼀社）⽇本下⽔道施設業協会へのアンケート結果（2030年⽬標達成関連）○会員企業に対してアンケートを実施。13社から回答が得られた。

（設問1）現在各社で有する各温室効果ガス削減対策技術について計22技術の回答が得られた（複数回答あり） 。
処理施設等の分類
12
10
8
6
4
2
0

8

設備等の分類
15

10

11

10
2

1

1

5

6
3

2

0
施設

設備

装置

機器

認証技術等の分類
対策⽬的の分類
12
10
8
6
4
2
0

10
7
4
0

1

12
10
8
6
4
2
0

8
6
4
2

2

28

分類

技術名称

効果（アンケート記載内容の転記）
MBRシステムの消費電⼒試算値0.22kWh/m³（GHG発⽣量はN₂Oガスの発⽣量抑制の効果により従来⾼度処理法以下を想定）

スマートMBR SCRUM
タービンアシスト省電⼒汚泥焼却システム

流動ブロワの消費電⼒を90％以上削減、焼却設備全体の消費電⼒を30％以上(⾃社従来比)削減。

単槽型硝化脱窒プロセスのICT・AI制御による⾼度処理技 建設費を抑制（最適な好気・無酸素ゾーン形成による槽容量縮⼩） 、省エネの実現（撹拌機不要、循環ポンプ不要、送風電術（B-DASH）
⼒減） 、維持管理者の負担軽減（季節変動等へ対応する⾃動運転）空気浮上式⾼速ターボブロワ

鋼板製多段ターボブロワと比較し、21,000m³/⽇の処理場規模で⼀定風量で運転した場合、年間48ｔのCO₂が削減。
※

省エネ

エネルギー⾃⽴型焼却システム

0.214kg-N₂O/wet-t（エネルギー使⽤としてのCO₂排出量ゼロ（炉の⽴上げ、⽴下げ⼯程時は除く））

メンブレンパイプ式超微細気泡散気装置
低圧損型超微細気泡散気装置※※

低動⼒型ジェットポンプ式揚砂機
下⽔汚泥由来繊維利活⽤システム
NH₄-N/DO制御※
ドラフトチューブサーキュレータ（DTC400）（槽上駆動型⾼効率撹拌装置）※垂直⼆軸型マイクロ⽔⼒発電装置
バイオガスコージェネレーションシステム※

K市との共同研究で40％の空気量削減を達成した。
ブロワ動⼒50％削減
加圧⽔量が従来技術と同等で従来技術と比べて動⼒削減率が、吸込⼝径100Aの場合は３９％以上、吸込⼝径80Aの場合
は２６％以上の低動⼒化を達成した。
流⼊下⽔量200,000t/⽇の下⽔処理場において4,682t-CO₂/年の削減効果
CO₂削減率︓DO⼀定制御(DO⽬標値︓2mg/L)比約8.5%、送風量⼀定制御比約23.0%(試算条件(⽇最⼤処理量
50,000m³の下⽔処理場)に基づく試算結果)
従来型（⽔中撹拌機）と比較して年間消費電⼒量80〜90％削減例）落差1.0m・流量0.5m³/秒（43,200m3/⽇）で、1.5kW×24時間×360⽇＝12,960kWh発電 東京電⼒のCO₂
排出係数で算出すると、12,960kWh×0.434kg-CO₂/kWh=5,620kg/年の削減効果となる。
発電効率︓最⼤37%、総合効率︓最⼤85%。

混合消化（バイオマス受⼊消化ガス発⽣促進）※
消化ガス発電廃棄物のエネルギー化、消化ガス増量による創エネ機能の増強。
消化ガスエネルギーの30％程度を電気利⽤、40％程度を熱源利⽤可能。
創エネ
年間CO₂削減量（例）発電出⼒10kWで、CO₂排出係数を0.00047t-CO₂/kwhと仮定した場合
⼩⽔⼒発電＿サイホン式⽴軸⽔⾞
10kW×24時間×365⽇×0.00047t-CO₂/kwh≒約40t-CO₂/年の削減効果※
脱⽔汚泥100tあたりおおよそ6t以上の下⽔汚泥固形燃料を製造。総発熱量は15MJ/kg以上（JIS Z 7312:2014準拠）。
汚泥熱分解燃料化システム→ 脱⽔汚泥1kgあたり0.9MJ以上のカーボンニュートラルな石炭代替燃料を製造している。
⼩型・⾼効率消化ガス発電機※
バイオガス発電のため、0.0005122t-CO₂/kWh（東北電⼒CO₂基礎排出係数）。
①省エネ︓低含⽔脱⽔技術＋低空気比省エネ燃焼技術組み合わせによる最適運転制御②創エネ︓⾼効率廃熱発電技術（バイナリー発電）
脱⽔・燃焼・発電を全体最適化した革新的下⽔汚泥エネル③燃料使⽤量０（ゼロ）
ギー転換システム（B-DASH）④電⼒消費量、発電量は、設備規模や汚泥性状による。
省エネ・創エネ⑤N₂O排出量低減（燃焼温度による）
動⼒40〜50％削減
過給式流動炉N₂O 50％削減
⼩規模下⽔処理場を対象とした低コスト・省エネルギー型⾼投⼊VSあたりのバイオガス発⽣率0.3〜0.4Nm³/kg-投⼊VS
濃度メタン発酵技術実証研究（B-DASH）
CH₄・N₂O
排出対策
その他
腐植質脱臭剤
粒状活性炭︓3.069ｔ-CO₂/t（厚労省資料）及び腐植質脱臭剤︓1.183t-CO₂/t（当社試算値）→60％CO₂削減※本技術については関連した試算等を実施。その他技術についても今後試算等の活⽤を検討。

29

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
２． （⼀社）⽇本下⽔道施設業協会へのアンケート（設問2）下⽔道事業への導⼊実績が無い技術のうち、概ね完成している・多少の改善を加える等で2030年度までの間に下⽔道事業への導⼊が可能と考えられる各社の技術について計10技術の回答が得られた（複数回答あり） 。
処理施設等の分類

設備等の分類
8

8
5

6
4

2

2

7

災害停電時マンホールポンプ起動⽀援システム

6

2

省エネ

4

1

0

0

2

1

1

1

装置

機器

汚泥発酵乾燥Bio-drying
施設

設備

創エネルギー型焼却システム
創エネ

8
4
2
0

4
1

1

セミドライメタン発酵装置（⾼効率ガス回収型汚泥消化装置）
消化汚泥可溶化装置対策⽬的の分類

4

細径PVDF中空糸膜を⽤いた省エネルギー型MBRシステム
好気容積比制御

06

触媒添着式ハニカム型脱臭フィルター0

省エネ・創エネ

マイクロ風⼒発電機＋蓄電池

CH₄・N₂O排出対策

燃焼温度900度以上焼却炉

その他

－

30

６．2030年⽬標達成のための導⼊すべき技術及び技術開発項⽬に関する参考資料
２． （⼀社）⽇本下⽔道施設業協会へのアンケート（設問3）実規模での導⼊実績がなく、B-DASHプロジェクト（実規模、FS）で実証していきたいと各社が考えている技術について計5技術の回答が得られた（複数回答あり） 。
処理施設等の分類

設備等の分類
4

4
3
2
1

3

3

2
1

1

1

0

0

2

2

1
0
施設

設備

0

0

省エネ

装置

機器

創エネ
省エネ・創エネ対策⽬的の分類
4
3
2
1
0

2

能⼒増強型⽔処理システム
極値探索制御技術
汚泥発酵乾燥Bio-drying
既設躯体を活⽤した汚泥消化設備
ディスポーザーポストを⽤いた家庭有機物回収システム

CH₄・N₂O
排出対策

－

その他

－

2
1
0

0

31

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料

32

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ①下⽔道技術ビジョン
 下⽔道技術ビジョンは「新下⽔道ビジョン」（H26.7）で⽰された⻑期ビジョンや中期⽬標を達成するために、
今後開発すべき技術等について、下⽔道技術ビジョン検討委員会（委員⻑︓東京⼤学花⽊教授）の審議を経てH27.12に策定
 下⽔道施設の⽼朽化対策、近年頻発する集中豪⾬などに対応した浸⽔対策、下⽔道資源の有効利⽤の推進など、下⽔道の今後の重要な課題を解決するため、１１の技術開発分野についてロードマップを作成し、課
題、⽬標、技術開発項⽬について整理 国⼟技術政策総合研究所の設置する「下⽔道技術開発会議」においてフォローアップ。

１１の技術開発分野①持続可能な下⽔道システム-1 （再構築）②持続可能な下⽔道システム-2 （健全化、⽼朽化対策、スマートオペレーション）③ 地震・津波対策④ ⾬⽔管理（浸⽔対策）⑤ ⾬⽔管理（⾬⽔利⽤、不明⽔対策等）⑥ 流域圏管理⑦ リスク管理⑧ 再⽣⽔利⽤⑨ 地域バイオマス活⽤⑩ 創エネ・再⽣可能エネルギー⑪ 低炭素型下⽔道システム※赤字箇所以外でも地球温暖化対策関連事項あり。

○下⽔道技術ビジョンに掲げるロードマップの進捗状
況について下⽔道技術開発会議において文献調査を実施。
○文献調査は平成28年から令和元年度までの下⽔道研究発表会講演集や下⽔道協会誌、⼟⽊学会年次講演集、⽔環境学会誌等の論文等を参照。
○技術開発レポート２０１９おいてとりまとめた結果について次ページ以降紹介。

33

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ①下⽔道技術ビジョン○「⑪1-5活性汚泥法代替の曝気を⾏わない省エネ型⽔処理技術」等が多い。
○「⑪2-1標準活性汚泥法等におけるN₂O排出抑制を低コスト・省エネルギーで実現」等の⽔処理・汚泥処理に伴い発⽣するN₂O排出抑制技術が少ない。
基礎段階

応⽤段階

実証段階

⑪1-1

⑪1-4

⑪1-7

⑪低炭素型下⽔道システム
実施事例および⽔平展開

改善事例

140
120

80
60
40
20

⑪1

⑪2
技術開発項⽬

⑪3

他

⑪3-2

⑪3-1

他

⑪2-5

⑪2-4

⑪2-3

⑪2-2

⑪2-1

他

⑪1-6

⑪1-5

⑪1-3

0
⑪1-2

文献数［件］

100

他⑪1 下⽔道で消費するエネルギーの約１割削減に向けた技術開発⑪1-1 処理場の省エネ・創エネとあわせたエネルギー消費最⼩化とエネルギー⾃⽴⑪1-2 ⽔処理・汚泥処理の全体最適化による省エネ技術（流⼊有機物の回収による⽔処理負荷軽減、担体利⽤技術等）⑪1-3 ICT（センサー、CFD等）を活⽤した省エネ⽔処理技術。流⼊⽔量・⽔質の変動にあわせた曝気風量の制御や 酸素溶解効率の向上等によるエネルギー最適化⑪1-4 送風プロセス（送風機、制御システム、散気装置等）の最適化による省エネ
技術⑪1-5 活性汚泥法代替の曝気を⾏わない省エネ型⽔処理技術（散⽔ろ床タイプ、嫌気性処理、湿地処理等）⑪1-6 汚泥の濃縮、脱⽔、嫌気性消化等の各プロセスの省エネ性を向上させる技術⑪1-7 汚泥のエネルギー化により、省エネと創エネを同時に⾏う技術の⾼度化（低含⽔化、汚泥移送、燃料化、焼却発電等）⑪2 下⽔道から排出される温室効果ガス排出量の約11％削減に向けた技術開発⑪2-1 標準活性汚泥法等におけるN₂O排出抑制を低コスト・省エネルギーで実現⑪2-2 N₂O発⽣機構の解明、微⽣物群衆構造の解析・制御等により、排出抑制する運転技術を実⽤化⑪2-3 ⾼温焼却のコスト増加を抑制し、導⼊を円滑化する技術⑪2-4 N₂O排出量の少ない、より⾼度な焼却技術(多段吸込燃焼式流動床炉、⼆段燃焼式循環流動床炉、新型ストーカー炉等)⑪2-5 省エネ・創エネと同時にN₂O排出抑制を達成する技術（汚泥の炭化・乾燥による燃料化技術や脱⽔汚泥の低含⽔率化と組み合わせた焼却発電技術等）⑪3 ベンチマーキング手法を活⽤し、事業主体のエネルギー効率改善促進⑪3-1 エネルギー効率に関する適切な技術的指標の開発、ベンチマーキング手法の導⼊を⽀援する技術⑪3-2 省エネ・創エネ・省CO₂性能の合理的な定量化手法・改善技術
34

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ①下⽔道技術ビジョン○「⑩3下⽔処理技術と下⽔資源を活⽤したエネルギー⽣産技術の開発」や「⑩5嫌気性消化に関する各種バイオマス受
け⼊れも視野に⼊れた運転管理⽅法や既存システムの改良技術の開発」に関する技術が多い。
○「⑩1 様々な再⽣可能エネルギー利⽤技術を組み合わせた中⼩規模処理場向けエネルギー⾃⽴化技術の開発」や「⑩6 熱利⽤による下⽔処理場でのエネルギー利⽤効率化技術の開発」に関する技術が少ない。

実証段階

実施事例および⽔平展開

改善事例

⑩6-1

応⽤段階

⑩3-6

基礎段階

⑩3-3

⑩創エネ・再⽣可能エネルギー7060
文献数［件］

50
40
30
20
10

⑩1

⑩2

⑩3
技術開発項⽬

⑩4

⑩5

他

他

⑩5-2

⑩5-1

他

⑩4-1

他

⑩3-5

⑩3-4

⑩3-2

⑩3-1

他

⑩2-2

⑩2-1

他

⑩1-1

0

⑩6

他

⑩1 様々な再⽣可能エネルギー利⽤技術を組み合わせた中⼩規模処理場向けエネ
ルギー⾃⽴化技術の開発⑩1-1 中⼭間地域等の中⼩規模下⽔処理場における草⽊系バイオマスエネル
ギー利⽤技術を活⽤した汚泥処理（乾燥）の導⼊技術⑩2 低ＬＣＣ化、エネルギー効率の⾼効率化による導⼊促進のため、新しい濃縮脱⽔システムや新しい嫌気性消化リアクターの開発⑩2-1 濃縮⼯程を省略した新しい脱⽔処理システム⑩2-2 汎⽤型等新しい嫌気性消化リアクター⑩3 下⽔処理技術と下⽔資源を活⽤したエネルギー⽣産技術の開発⑩3-1 多様な植物バイオマスからのエネルギー抽出・回収技術⑩3-2 下⽔で培養した微細藻類からのエネルギー⽣産技術⑩3-3 下⽔処理場での微細藻類由来エネルギー⽣産量評価技術⑩3-4 微⽣物燃料電池の活⽤によるエネルギー⽣産技術⑩3-5 膜ろ過・嫌気処理による省エネ・創エネ型⽔処理技術⑩3-6 下⽔熱の利⽤技術⑩4 汚泥直接、汚泥由来バイオガスや硫化⽔素などからメタン、⽔素、CO₂等の有効利⽤ガス成分の効率的な分離・濃縮、精製、 回収技術の開発⑩4-1 膜処理を⽤いたバイオガスからの省エネルギー・⾼効率・簡易CO₂分離技術⑩5 嫌気性消化に関する各種バイオマス受け⼊れも視野に⼊れた運転管理⽅法や既存システムの改良技術の開発⑩5-1 嫌気性消化をモニタリングする技術と既存消化槽の活⽤技術⑩5-2 既存消化槽の⾼効率エネルギー⽣産・回収型への転換技術⑩6 熱利⽤による下⽔処理場でのエネルギー利⽤効率化技術の開発⑩6-1 ガス発電廃熱を利⽤した乾燥技術
35

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ①下⽔道技術ビジョン
下⽔道技術ビジョンに掲げるロードマップの進捗状況について○「⑨3-1 下⽔汚泥構成元素の分離・リサイクル技術の開発」や「⑨４下⽔道資源・エネルギーを利⽤した農林⽔産物の⽣産に関する技術の開発」に関連した食と下⽔道に関する技術が多い。
○その他、全体的に下⽔道関連の文献が少なかった。
⑨地域バイオマス
基礎段階

応⽤段階

実証段階

実施事例および⽔平展開

改善事例

60

40
30
20
10

⑨1

⑨2

⑨3

技術開発項⽬

⑨4

他

⑨5-1

他

⑨4-2

⑨4-1

他

⑨3-2

⑨3-1

他

⑨2-2

⑨2-1

他

⑨1-3

⑨1-2

0
⑨1-1

文献数［件］

50⑨5⑨1 地域の間伐材等の未利⽤資源を活⽤して脱⽔効率、消化効率を向上させる技
術の開発⑨1-1 地域の草⽊質の脱⽔助剤への活⽤技術⑨1-2 様々な状態で発⽣する、剪定枝、除草刈草の受け⼊れ、前処理、メタン発
酵技術⑨1-3 ⽵材等の未利⽤地域バイオマスを活⽤した食物⽣産とその廃材利⽤を組み合わせたメタン発酵効率化技術⑨2 下⽔処理場における多様なバイオマス利⽤技術を比較するためのＬＣＣ評価及びＬＣＡ評価等に関する技術の開発⑨2-1 各種バイオマスのバイオマス有効利⽤技術のＬＣＣ，ＬＣＡ分析・評価に関する技術⑨2-2 バイオマスから製造する製品、資材等の無害化、安全性確保に関する技術⑨3 下⽔中の多様な物質の効率的回収に関する技術の開発⑨3-1 下⽔汚泥構成元素の分離・リサイクル技術の開発⑨3-2 メタン発酵消化液からのリン回収技術⑨4 下⽔道資源・エネルギーを利⽤した農林⽔産物の⽣産に関する技術の開発⑨4-1 農林⽔産利⽤に適した有⽤微細藻類の下⽔培養技術と利⽤技術⑨4-2 処理場内での下⽔熱、バイオガスからの熱・電気・CO₂を活⽤したトリジェネ
レーション技術の開発⑨5 ⾼品質下⽔灰の⽣産・肥料化技術の開発⑨5-1 下⽔灰（下⽔汚泥燃焼灰）の肥料化・普及を図る技術

他
36

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ②B-DASHプロジェクト等
・国⼟交通省が実施する新技術に関する調査・実証事業として、B-DASHプロジェクト等の取組を実施している。
下⽔道技術ビジョン（H27年12⽉策定、平成29年2⽉⼀部改定）
ロードマップ（新たに開発すべき技術を中心に今後の下⽔道の技術開発の⽅向性を提⽰）
ロードマップ重点課題の選定

⾏政課題解決に必要な研究課題

新技術導⼊に必要な要素技術の調査・実証
⽔平展開

マネジメント技術の開発普及
関連団体

独⾃に技術の発展・導⼊（実規模実証）採択

B-DASH

実証段階
⺠間企業
関連法⼈

（ＦＳ調査）
発
展※一定⽔準に達した技術については、所定のプロセスを経て実規模実証へ

発
展

特性や必要に応じてB-DASHに発展 又は 独⾃に展開

開発段階

研究機関

下⽔道応⽤研究発展

研究段階

⼤学及び学会

GAIA※今年度は実施していない

成果の
反映活⽤

国総研【本省と連携】

B-DASH

実証段階（実規模）・新技術の評価（評価に必要な情報収集・整理等）
・導⼊ガイドラインの作成、普及
促進

⽔平
展開

地⽅公共団体（パイロットプラント）

B-DASH成果実施設への技術導⼊

プレーヤー【国総研が⾃ら取り組む課題】
・施設管理に関する研究
・災害対策に資する研究・省エネ・温暖化対策に関する研究
・技術基準、国際規格に関する研究
等37

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ②B-DASHプロジェクト等
・2011年よりB-DASHプロジェクトを実施し、３０技術（うち2件は事業中）の脱炭素に資する技術を実証。

採択
年度

実施事業名称

委託研究実施者

超⾼効率固液分離技術を⽤いたエネルギーマネジメントシステム技術実証事
メタウォーター・⽇本下⽔道事業団 共同研究体
H23 業
神⼾市東灘処理場 再⽣可能エネルギー⽣産・革新的技術実証事業
神鋼環境ソリューション・神⼾市 共同研究体
温室効果ガスを排出しない次世代型下⽔汚泥固形燃料化技術実証事業 ⻑崎市・⻑崎総合科学⼤学・三菱⻑崎機⼯ 共同研究体
廃熱利⽤型 低コスト下⽔汚泥固形燃料化技術実証事業
JFEエンジニアリング
管路内設置型熱回収技術を⽤いた下⽔熱利⽤技術実証事業
⼤阪市・積⽔化学・東亜グラウト 共同研究体
H24
固定床型アナモックスプロセスによる⾼効率窒素除去技術実証事業
熊本市・⽇本下⽔道事業団・（株）タクマ 共同研究体
神⼾市東灘処理場 栄養塩除去と資源再⽣（リン） 革新的技術実証事
⽔ing・神⼾市・三菱商事アグリサービス 共同研究体
業
脱⽔・燃焼・発電を全体最適化した革新的下⽔汚泥エネルギー転換システム
メタウォーター・池田市 共同研究体
の実証事業
H25
和歌⼭市・⽇本下⽔道事業団・京都⼤学・（株）⻄原環境・下⽔道バイオマスからの電⼒創造システム実証事業（株）タクマ 共同研究体
⽔素リーダー都市プロジェクト〜下⽔バイオガス原料による⽔素創エネ技術の 三菱化⼯機（株）・福岡市・九州⼤学・豊田通商（株） 共同研
実証〜
究体
メタウォーター（株）・⾼知市・⾼知⼤学・⽇本下⽔道事業団 共同
無曝気循環式⽔処理技術実証事業
研究体
H26 ⾼効率固液分離技術と⼆点DO制御技術を⽤いた省エネ型⽔処理技術の 前澤⼯業(株）・（株）石垣・⽇本下⽔道事業団・埼玉県 共同研
技術実証事業究体
ICTを活⽤した効率的な硝化運転制御の実⽤化に関する技術実証事業（株）⽇⽴製作所・茨城県 共同研究体
ICTを活⽤したプロセス制御とリモート診断による効率的⽔処理運転管理技 （株）東芝・⽇本下⽔道事業団・福岡県・術実証事業（公財）福岡県下⽔道管理センター 共同研究体
38

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ②B-DASHプロジェクト等
採択
年度

実施事業名称

委託研究実施者

JNCエンジニアリング(株)・吸着技術⼯業(株)・(株)九電⼯・シンコー(株)・⼭⿅都市ガス(株)・熊本県⽴⼤学・⼭⿅市・⼤津町・益城町(株)東芝・(株)ユーグレナ・⽇環特殊(株)・(株)⽇⽔コン・⽇本下⽔H27 バイオガス中のCO₂分離・回収と微細藻類培養への利⽤技術実証事業
道事業団・佐賀市（株）⻄原環境・（株）東京設計事務所・京都⼤学・糸満市 共
下⽔処理⽔の再⽣処理システムに関する実証事業
同研究体
⽉島機械（株）、サンエコサーマル（株）、⽇本下⽔道事業団、⿅脱⽔乾燥システムによる下⽔汚泥の肥料化、燃料化技術実証事業
沼市農業公社、⿅沼市 共同研究体
H28 ⾃⼰熱再⽣型ヒートポンプ式⾼効率下⽔汚泥乾燥技術実証事業（株）⼤川原製作所、関⻄電⼒（株）、秦野市 共同研究体
三機⼯業（株）、東北⼤学、⾹川⾼等専⾨学校、⾼知⼯業⾼等
ＤＨＳシステムを⽤いた⽔量変動追従型⽔処理技術実証事業
専⾨学校、⽇本下⽔道事業団、須崎市 共同研究体
⾼効率消化システムによる地産地消エネルギー活⽤技術の実⽤化に関する実証事 三菱化⼯機（株）・国⽴⼤学法⼈九州⼤学・⽇本下⽔道事業団・業
唐津市共同研究体
H29
温室効果ガス削減を考慮した発電型汚泥焼却技術の実⽤化に関する実証事業 JFEエンジニアリング（株）・⽇本下⽔道事業団・川崎市共同研究体
最終沈殿池の処理能⼒向上技術実証事業
メタウォーター(株)・⽇本下⽔道事業団・松本市共同研究体
⾼濃度消化・省エネ型バイオガス精製による効率的エネルギー利活⽤技術に関する
神鋼環境ソリューション・⽇本下⽔道事業団・富士市共同研究体
実証事業
H30
⼩規模下⽔処理場を対象とした低コスト・省エネルギー型⾼濃度メタン発酵技術に ⼤原鉄⼯所・⻄原環境・NJS・⻑岡技術科学⼤学・北海道⼤学・⻑
関する実証事業
岡市共同研究体
H30 ⼩⼝径管路からの下⽔熱を利⽤した融雪技術の実⽤化に関する実証事業
東亜グラウト⼯業・丸⼭⼯務所・十⽇町市共同研究体
H30 ヒートポンプレスで低LCCと⾼COPを実現する下⽔熱融雪システムに関する研究
興和・積⽔化学⼯業・新潟市共同研究体
H31 単槽型硝化脱窒プロセスのICT・AI制御による⾼度処理技術実証事業
メタウォーター・⽇本下⽔道事業団・町田市 共同研究体
⽉島機械㈱・⽇鉄セメント㈱・⾼砂熱学⼯業㈱・室蘭⼯業⼤学・室R2
中⼩規模処理場同士の広域化に資する低コスト汚泥減量化技術の実証事業
蘭市⽔道部共同研究体
R3
ＡＩを活⽤した下⽔処理場運転操作の先進的⽀援技術に関する実証事業
明電舎・NＪＳ・広島市・船橋市共同研究体
最初沈殿池におけるエネルギー回収技術
R4
案
深槽曝気システムにおける省エネ型改築技術
複数の下⽔処理場からバイオガスを効率的に集約・活⽤する技術

事業中

39

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ②B-DASHプロジェクト等
・B-DASHプロジェクト（FS調査）では、９技術の脱炭素に資する技術の調査を実施。
採択
年度

実施事業名称

委託研究実施者（株）オストランド、（株）アイピーエル、成蹊⼤学、産業技術総合研究所 共同研究体
下⽔処理⽔と海⽔の塩分濃度差を利⽤した⽔素製造システムの実⽤化に関する調査事 ⼭⼝⼤学、（株）正興電機製作所、⽇本下⽔道事業
業
団 共同研究体
東北⼤学、カーボンフリーネットワーク（株）、（株）⼤和
下⽔汚泥から⽔素を直接製造する技術に関する調査事業
H28
三光製作所、弘前市 共同研究体
清⽔建設（株）、積⽔化学⼯業（株） 、（株）パワー
下⽔処理⽔を利⽤した⽔素発電による下⽔道維持管理コスト低減に関する調査事業 ユナイテッド、⼤阪狭⼭市、軽井沢町、 ⼩林市 共同研
究体
中⼩規模下⽔処理場を対象とした⾼濃度メタン発酵技術に関する予備調査(株)⻄原環境、(株)⼤原鉄⼯所、北海道⼤学、浜中※実規模実証でも実施
町共同研究体稲わらと下⽔汚泥の⾼濃度混合⾼温消化と炭化を核とした地域内循環システムに関する ⾦沢⼤学・公⽴⿃取環境⼤学・明和⼯業・バイオガスラボ
調査事業
共同研究体体下⽔汚泥の熱分解⾼純度⽔素製造プロセス技術研究開発に関する調査事業

H29 アナモックス細菌を⽤いた省エネルギー型下⽔⾼度処理技術の実⽤化に関する調査事業 株式会社明電舎・神⼾市共同研究体
⾼圧ジェット装置を導⼊した⾼度処理における余剰汚泥の減容化
H31 汚泥の⾼付加価値化と省エネ・創エネを組み合わせた事業採算性の⾼い炭化システム

東京農⼯⼤学・（株）石垣・⼟⽊研究所共同研究体
⼤同特殊鋼・中央⼤学・気仙沼市共同研究体40

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ②B-DASHプロジェクト等
・応⽤研究では10技術の脱炭素に資する技術の調査を実施。
採択
年度

研究テーマ名共同研究体

炭化・温⽔抽出による新たなリン回収技術の開発に関する研究
三佳・ケントム・⽇⽔コン・滋賀県
きのこ⽣産を核とした下⽔道資源のカスケード利⽤システムの構築
⿅児島⼯業⾼等専⾨学校・⽇⽔コン・⼤成建設・霧島市
処理場に流⼊する汚⽔の原単位を精密・省⼒的に把握して数学的に最適プロセスを設計する オリジナル設計・北九州市⽴⼤学・京都⼤学・ネクスト環
技術の開発
境コンサルタント共同研究体
H30
⻑岡技術科学⼤学・⼟⽊研究所・東亜グラウト⼯業・⼤官⺠連携による下⽔資源・エネルギーを活かした植物栽培技術の研究
原鉄⼯所・クリーンリード共同研究体
新規⾼性能ガス透過膜と⾼解像度モニタリング技術を導⼊した膜曝気型バイオフィルム法による
三菱ケミカル東京農⼯⼤学共同研究体
排⽔処理の省エネ化
造⽔促進センター・北九州市⽴⼤学・⻑崎⼤学・⽔ingエ
FO膜を⽤いた超省エネ型下⽔処理システムの開発
ンジニアリング・⽇本⽔⼯設計共同研究体
H31
下⽔処理場における硝化阻害物質の⾼効率探索システムの開発
⿅児島⼤学・⼟⽊研究所・いであ共同研究体
⼭形⼤学・鶴岡市・⽇⽔コン・岩手⼤学・鶴岡市農業協
下⽔道資源を最⼤限に活⽤した飼料⽤⽶栽培技術の開発と下⽔道の新たな役割の創造
同組合
H29

事業中

微⽣物燃料電池を⽤いた発電型⽔処理技術の開発

⽇本⼯営(株)・東洋紡(株)・玉野総合コンサルタント(株)・名古屋⼯業⼤学 共同研究体

サステイナブルな汚泥焼却のための次世代補助燃料の検討

京都⼤学・⼟⽊研究所・⽉島機械(株)・(株)タクマ 共同
研究体

R3

41

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ②B-DASHプロジェクト等
・GAIAでは１８技術の脱炭素に資する技術の調査を実施。
採択
年度

研究テーマ名共同研究体

好塩古細菌を⽤いたカリウム資源回収の実⽤化に関する技術開発
北海道⼤学⼤学院⼯学研究院
下⽔を利⽤して培養した微細藻類による漁業飼料⽣産技術の開発
中央⼤学理⼯学部
下⽔処理⽔再利⽤による飼料⽤⽶栽培に関する研究
⼭形⼤学農学部
下⽔汚泥を⽤いた⾼付加価値きのこの⽣産技術及びその⽣産過程で発⽣する廃培地・炭酸ガスの⿅児島⼯業⾼等専⾨学校
H26 ⾼度利⽤技術の開発
消化汚泥の肥料利⽤に関する研究
⾼知⼤学教育研究部
グラフェン-酸化グラフェン還元微⽣物複合体を⽤いたバイオマス電⼒⽣産技術の下⽔処理施設への⽇本⼯営(株)上下⽔道部
適⽤検討
微⽣物燃料電池による省エネ型廃⽔処理のための基盤技術の開発
岐⾩⼤学流域圏科学研究センター
都市域路面排⽔の低環境負荷型処理による⽤途別⽔資源としての利⽤可能性の検討
京都⼤学地球環境学堂
下⽔道資源・エネルギーを最⼤限に活かした希少⽔草栽培および微細藻類培養・エネルギー⽣産 ⻑岡技術科学⼤学環境社会基盤⼯学専攻H27
地域の汚⽔組成とその⻑期変化に応じて最適処理プロセスを設計するための技術
北九州市⽴⼤学国際環境⼯学部
下⽔処理施設の⾼品質資源回収・流域リスク低減拠点化を⽬指したオゾン処理導⼊技術開発 京都⼤学⼤学院⼯学研究科
北九州市⽴⼤学国際環境⼯学部エネルギー循環化
FO膜とクロラミン耐性メタン発酵を組合せた低コスト・エネルギー⽣産型下⽔処理システムの開発
学科
H28 微細藻類を⽤いた下⽔中でのアスタキサンチン⽣産技術の開発
岡⼭⼤学環境管理センター
⻑岡技術科学⼤学産学融合トップランナー養成セン
下⽔汚泥の有⽤微⽣物優占技術と⾼付加価値農業資材の⽣産技術の開発
ター
下⽔処理微⽣物の遺伝⼦ビッグデータの構築と迅速・簡便な微⽣物モニタリングシステムの開発
東北⼤学・産業技術総合研究所GAIA共同研究体
H29
下⽔汚泥消化ガスの⽔蒸気改質反応により⾼純度⽔素を製造する膜反応器の開発
学校法⼈⼯学院⼤学
深層学習を活⽤した流域での⼈間活動に応じた流⼊下⽔負荷変動予測と既往処理システム運転 国⽴⼤学法⼈京都⼤学・国⽴⼤学法⼈愛媛⼤学・国⽴⼤学法⼈東京⼤学共同研究体
H30 管理の最適化
下⽔汚泥中の有機物を炭素資源としたバイオ燃料製造プロセスの開発
公⽴⼤学法⼈北九州市⽴⼤学
42

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ③ （⼀社）⽇本下⽔道施設業協会アンケート（⼀社）⽇本下⽔道施設業協会へのアンケート結果（2050カーボンニュートラル関連）○会員企業に対してアンケートを実施。13社から回答が得られた（再掲）。
（設問4）2050年脱炭素社会への貢献等中⻑期的に技術開発に取り組んでいく予定のテーマ等
及び（設問５）開発期間について計4技術の回答が得られた（複数回答あり）。
設備等の分類処理施設等の分類
4

4
3

2

2

1

1

3

3
2

1
0

0

0

1
0

1
0

0

施設

設備

装置

省エネ
対策⽬的の分類
4
3
2
1
0

創エネ
省エネ・創エネ

2
1

1
0

0

CH₄・N₂O
排出対策
その他

機器

FO膜による⽔処理
外部バイオマス受け⼊れ可能な⾼効率⽔処理＋⾼効率消化技術
MBR式メタン発酵システム
メタン発酵技術の改良

10年以内
10年以内
5年以内

－

－

－

－

－

43

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携○エネルギー基本計画（令和3年10⽉閣議決定）
カーボンニュートラル実現に向けた課題と対応のポイントとして次の位置づけあり。
電⼒部⾨では再エネ等の活⽤と⽔素･アンモニア発電、CCUS/カーボンリサイクルによる⽕⼒発電などのイノベーションを追求すること。⾮電⼒部⾨では、電化推進、電化が困難な部⾨では⽔素や合成メタンなどの活⽤。 等○2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成⻑戦略（グリーン成⻑戦略）（関係省庁 令和3年6⽉）

・⾮電⼒分野において、電化、
⽔素、メタネーション、バイオ
マスの活⽤を⾏うとされている。

・電源のほとんどが脱炭素化されることとなる。

44

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携○2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成⻑戦略（グリーン成⻑戦略）（関係省庁 令和3年6⽉）〜下⽔道分野と関連が強い分野〜
１．洋上風⼒・太陽光・地熱・脱炭素電源として、 次世代型太陽電池の技術開発
２．⽔素・燃料アンモニア
・⽔素については2030年300万トン、2050年2,000万トン程度の導⼊量を⽬指す。
・アンモニアについては2030年300万トン、2050年3000万トンの燃料等としての国内需要を想定。
３．次世代熱エネルギー
・メタネーションなどによる合成メタンを2050年2500万トン供給を⽬指す。
８．物流・⼈流・⼟⽊インフラ
・下⽔道の省エネ化、下⽔熱利⽤の促進（2025年までに案件形成に集中的に取り組む。）
・建設施⼯のカーボンニュートラルの実現
９．食料・農林⽔産業
・有機農業の取組面積拡⼤、化学農薬・化学肥料の低減

１１．カーボリサイクル･マテリアル
・CO₂吸収型コンクリートの低コスト化を⽬指す。
・低コストかつ⾼効率なCO₂分離回収技術の開発。2050年の世界市場
10兆円の3割シェアを⽬指す。
１３．資源循環関連
・下⽔道バイオマスの活⽤拡⼤（ 2025年までに案件形成に集中的に取り組む。）
・有機性廃棄物の⼀体処理によるコスト低減策の検討を2040年まで実施。
・排熱利⽤型地域熱供給、オンライン熱輸送の向上など回収したエネル
ギー利⽤の⾼度化･効率化※他にも、⾃動⾞の電動化、微細藻類由来のジェット燃料、分散型エネル
ギー、次世代グリッド等に関する取組に関する記載あり。
45

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 ⽔素○グリーン成⻑戦略において、⽔素については2050年2,000万トン程度の導⼊量を⽬指す。また、カーボンフリー⽔素の製造コストの削減を図り20円/Nｍ³を⽬指す。
○⽔素基本戦略では、2030年⽔素ステーション900箇所、FCV80万台等を⽬指す。さらに将来的にはガス⽕⼒発電の代替となることを⽬指していくなど、需要が⼤きく増加する⾒通し。

⽔素基本戦略（2017年12⽉）

46

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 アンモニア○グリーン成⻑戦略において、アンモニアについては石炭⽕⼒における混焼や専焼のための技術開発を推進。
○今後、石炭⽕⼒発電に加えて、船舶や⼯業炉等への⽤途拡⼤も⾒込まれるため技術開発や⼤量供給確保のためのサプライチェーン構築が課題。
○2030年300万トン、2050年3000万トンの燃料等としての国内需要を想定。

47

総合資源エネルギー調査会資源・燃料分科会（2020年12月2日）

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 アンモニア○アンモニアについては、国総研の研究において全国の処理場で発⽣する消化汚泥の脱⽔ろ液からアンモニアストリッピン
グ法で回収した場合のポテンシャルとして約1.2万t-NH₃/年（2015年輸⼊量20万t/年の約6.3％相当）であることを試算。
○また、近年の研究※では、下⽔処理場における窒素収⽀を調査し、汚泥が有する窒素ポテンシャルを約15.2万t-N/年と試算。また汚泥固形中の窒素を亜臨界⽔処理によるアンモニア化により、エネルギー利⽤した際のCO₂削減効果
約56.1万t-CO₂/年と試算。
※出典︓⼩島啓輔、加藤雄⼤、隅倉光博、川本徹 下⽔処理場における窒素由来のエネルギーポテンシャルの試算とその利⽤に関する考察,下⽔道協会誌,Vol58,No.708,pp.78-86,2021.

下⽔道由来のアンモニアの有効利⽤⽤途（アンモニアストリッピング法）
・⾼濃度のアンモニア性窒素を含む溶液に空気等を吹き込
み、NH4+とOH–を反応させNH₃を発⽣させる手法。⾼⽔
温・⾼pHの条件により反応が進む。
NH4++OH–→NH₃+H2O（亜臨界⽔処理）・⽔の気液共存線の臨界点（374 ℃、22.1 MPa）があり、この温度・圧⼒よりもやや緩和である⾼温、⾼圧の⽔（液体）を亜臨界⽔という。上記研究※では消化汚泥中の有機物を分界し、窒素成分をアンモニアに変換することを想定している。

48

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 熱利⽤○下⽔道分野における熱利⽤は、下⽔熱は32カ所（発熱量約９０TJ）、下⽔汚泥焼却廃熱利⽤を実施している施設34カ所（有効利⽤熱量約3,400TJ）、バイオガス発電のコージェネ廃熱利⽤等で取り組まれている。
○焼却廃熱は、場内利⽤だけでは無く、地域の熱供給源としての役割も果たしているケースもある。

下⽔汚泥焼却廃熱利⽤状況の内訳

単位︓MJ
廃熱発電,
その他,

68,385,258 ,

73,075,332 ,

26.5%

28.3%

地域熱供給

焼却熱の温⽔プールへの活⽤（川崎市⼊江崎総合スラッジセンター）（ロードヒーティング）, 3,497,997 ,
1.4%

地域熱供給
（空調・給湯利

空調冷暖房,

⽤）,

18,483,600 ,

41,360,871 ,消化槽加温,

16.0%

36,920,460 ,
14.3%

7.2%

焼却熱を六甲アイランド共同住
宅地区へ供給（神⼾市東部スラッジセンター）

地域熱供給（温⽔プール）,
16,671,211 , 6.5%

出典 下⽔汚泥等の資源有効利⽤状況に関する調査（令和元年度）より作成
49

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 熱・バイオガス利⽤○グリーン成⻑戦略において、ガスの脱炭素化とコジェネ導⼊推進を核として、「ガス事業者が、地⽅⾃治体や同業種・他業種と連携し、次世代熱エネルギー供給を主体的に推進。」とされており、下⽔汚泥由来のメタンガスや処理場で発⽣した廃熱についても、地域の分
散型エネルギーシステムへの⼀角として連携・導⼊が期待される。
※東邦ガスは知多市南部浄化センターの余剰バイオガスを都市ガスの原料として活⽤している事例有り。
○また、グリーン成⻑戦略において、合成メタンへ転換の上、コジェネの導⼊推進を⽬指しており、「2050年までに合成メタン2500万トンを供給」することとしており、ガスの脱炭素化には⼤きな需要が⾒込まれる。

分散型エネルギーシステムのイメージ

メタネーション技術
・太陽光発電を⽤いた⽔分解により精製された⽔素を活⽤し、消化におけるメタン発
⽣量の促進等期待。
・また、下⽔道施設から発⽣したCO₂を回収し、メタネーション施設での活⽤も期待。

出典︓資源エネルギー庁資料
出典︓METI 再⽣可能エネルギー⼤量導⼊・次世代電⼒ネットワーク⼩委員会

50

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 地域バイオマス○グリーン成⻑戦略において、バイオマス資源の拡⼤やメタン発酵エネルギー回収の向上等について2030
年までに取り組むこととされており、その後の2040年まで有機性廃棄物の⼀体処理によるコスト低減策の検討を実施するとされている。
○⽣ゴミ等や下⽔汚泥由来のバイオマスを⼀体的に処理をすることで効率よくエネルギー回収をする技術が求められている。

2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成⻑戦略（グリーン成⻑戦略）（関係省庁 令和3年6⽉）
51

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 農業等利⽤技術○ 「みどりの食料システム戦略」 において、化学肥料の使⽤料の30％低減が位置づけられ、その代替として、有機物の循環利⽤等が位置づけられている。
○技術開発項⽬として、堆肥の製造コスト低減・品質安定化技術や低コストなペレット化技術、汚泥等からの肥料成
分（りん）の低コスト回収技術が位置づけられている。

52「みどりの食料システム戦略」本体及び参考資料（令和3年5⽉12⽇みどりの食料システム戦略本部決定）より

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 農業等利⽤技術○下⽔道発食材については「じゅんかん育ち」として処理⽔や下⽔汚泥由来肥料等を活⽤し、⽶、野菜作り、ノリ等が⽣産されている。
○汚泥肥料は⾼温発酵、乾燥、炭化による肥料化が取り組まれH28採択B-DASH（⿅沼市、⼤川原市）においては乾燥技術による肥料化について実証。
○肥料の栄養素となる汚泥中のリンを回収については、H24採択B-DASH（神⼾市）において、消化汚泥から直接リンを回収する技術が実証された。下⽔道のリンポテンシャルは海外から輸⼊するリン約１０％に相当。
○効率的に下⽔・汚泥由来のリン、アンモニア等資源の有効活⽤を可能とする技術開発が必要。
じゅんかん育ち

リン回収技術（H24採択B-DASH）

53

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ④他分野との連携 ＣＯ₂分離回収利⽤○グリーン成⻑戦略において、低コストかつ⾼効率なCO₂分離回収技術の開発。2050年の世界市場10兆円の3割シェアを⽬指すとされている。また、「⾼効率なCO₂分離回収技術を開発し、 コスト低減」を図り2024年から実証事
業を⾏うこととなっている。
○バイオガスや焼却排ガス中のＣＯ₂を分離回収し、場外の農業・⼯業利⽤やメタネーションへの活⽤などカーボンリサイ
クルが期待される。
○下⽔道分野においては、バイオガス中のCO₂分離・回収技術（H27採択B-DASH 佐賀市）でPSA法（加圧と減圧を繰り返しCH₄,CO₂を連続的に分離・回収する⽅法）による実施事例がある。

2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成⻑戦略（グリーン成⻑戦略）（関係省庁 令和3年6⽉）

固体吸収材

分離膜

54

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ⑤連携対象となる他分野技術開発事例○下⽔道分野の技術開発には他分野の技術開発との連携・活⽤が必要。
ムーンショット型研究開発
・総合科学技術・イノベーション会議（CSTI）において、⽇本発の破壊的イノベーションの創出を⽬指し、挑戦的な研究開発（ムーンショット）を推進するものとして、「ムーンショット型研究開発制度」が創設
・NEDOが取り組む開発として窒素化合物を回収、資源転換、無害化する技術の開発があり、産総研、東京⼤学が個別プロ
ジェクトに取り組んでいる。
・例えば東京⼤学ではゼオライトを⽤いたアンモニア回収技術に関する開発に取り組んでいる（処理⽔や焼却排ガスからの回収への活⽤が期待される）。
○NEDOが取り組む⽬標
ムーンショット⽬標4「2050年までに、地球環境再⽣に向けた持続可能な資源循環を実現」（2）窒素化合物を回収、資源転換、無害化する技術の開発
研究開発プロジェクト
産業活動由来の希薄な窒素化合物の循環技術創出―プラネタリーバウンダ
リー問題の解決に向けて
窒素資源循環社会を実現するための希薄反応性窒素の回収・除去技術開発

プロジェクトマネージャー
国⽴研究開発法⼈産業技術総合研究所
川本 徹

農業分野における技術開発
・みどりの食料システム戦略（令和３年５⽉農林⽔産省）において２０５０年までに、化学肥料30%低減を⽬指すこととしている。
・化学肥料の使⽤量低減に向けた技術開発・普及（2040年頃から）の⼀例として、処理汚泥中の有害物質を取り除く技術の構築が位置づけられている。

処理汚泥または
汚泥肥料から有害物質を取り除く
ことができる技術の構築が必要

国⽴⼤学法⼈東京⼤学
脇原 徹※第３回脱炭素⼩委員会 農林⽔産省資料を⼀部加筆 55

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ⑥⽔処理に伴い発⽣するN₂O対策○標準法に比較して、⾼度処理の排出係数が⼩さいことがわかっているが、標準法の中でも排出量に⼤きな差が出ている。
○調査時期によって⼤きく排出量が異なることがある。また、標準法を擬似AOとすることで、⼀定程度排出量を削減できている可能性がある。
○今後、次の取組を推進することにより、排出係数や抑制対策の検討につなげていく。
・同じ処理法でも排出量が異なる要因や、突発的に発⽣する要因を微⽣物解析やリアクターを⽤いた実験などにより明らかにしていく。
・現⾏の排出係数が妥当であるかどうか、実態調査⾏い、データの蓄積を進めていく。
3600
3400

1000

3500

800

3450

300

原因不明で突発的にN2Oが発生するケースあり

3400

400

N=37

N=17

3350

N=19

N2O排出係数(mg-N2O/m3)

N2O排出係数(mg-N2O/m3)

600

250
200
150
100

300
250
200

標準法の排出係数

150

50

100
0

窒素除去を行わない
処理法

標準法躯体による工夫運転

窒素除去を行う
処理法

・標準法
・AO法
・担体標準法・疑似AO法・疑似AOAO法
・疑似硝化脱窒法

・A2O法
・ステップ法・MBR法・修正B法・循環脱窒法AO法の排出係数500
2018年7月

2019年1月

2019年7月

2020年1月

2020年7月

2021年1月

調査時期
埼玉県の疑似AO法を採用している処理場での調査結果

2021年7月

56

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
１．技術開発の動向について ⑦エネルギーの観点からみた⽔処理○下⽔処理の処理⽔質については、下⽔道法令に基づく計画放流⽔質や⽔質汚濁防⽌法に基づく⼀律排⽔基準や環境基準の達成が 困難な地域（東京湾、伊勢湾、瀬⼾内海）における総量規制基準等に従い設定される。
○その具体的な配置計画としては下⽔道法に基づく流域下⽔道整備総合計画（流総）に、環境基準達成のための処理⽅式や処理規模等が位置づけることとなっている。
○流総については下⽔道法施⾏規則の改正を受け平成27年10⽉にその指針と解説の改定がなされ次の事項についても考慮できることとなった。
・⽔質環境基準の⽬標に加えて、下⽔道管理者として地域の実情や特性を勘案し、⽔質環境基準以外の⽬標（季節別⽬標⽔質、エネルギーに関する⽬標など）を定めること
・発⽣源別⽬標負荷量や計画処理⽔質は、エネルギー消費量も勘案した上で設定○ 2050年カーボンニュートラルを⾒据えると、環境基準や経済性だけではなく、社会全体をみた資源有効利⽤、放流
先、エネルギー消費、GHG削減等の観点からの⽔処理・汚泥処理の仕組みの将来的なあり⽅やその評価手法についても今後の研究課題となりうる。
エネルギー消費を勘案した施設計画

地先の状況に応じた⽔処理

出典 四次元流総（概要）57

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下水道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ①シナリオ○2018年度時点で下水道からは約600万ｔのCO₂が排出されている中で、下水道分野、他分野の技術開発の動向を踏まえ、 2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下水道技術について、どういった対策・技術分野が導入されれば、どの程度削減に貢献できるのか、感度分析的に次のシナリオを検討し、削減効果の試算を実施。これにより、有為な技術分野を見える化する。
・現行トレンドシナリオ
・ゲームチェンジシナリオ
下水道分野で創エネ／再エネの取組

下水道からの温室効果ガス発生量

発電量 (kWh)

下水汚泥の持つ有機物量
約187万(t / 年)

16%

導入
カ所数

5%

太陽光:

約0.7億

110

3%

小水力:

約0.02億27

風力:約0.07億610%66%
下水道バイオマスリサイクル率：34%
 エネルギー化率：24%
 緑農地利用：10%
消化ガスの有効利用
固形燃料
焼却廃熱として利用
緑農地利用
その他（埋立、建設資材など）

発熱量
(発電量)
下水熱:

導入カ所
数

約90千GJ(約0.25億kWh)32※国土交通省下水道部作成
1

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ①シナリオ
現⾏トレンドシナリオ○2050年までの⼈⼝推計を踏まえ、将来の処理⽔量（⼆次処理、⾼度処理）、汚泥処理量を推定し、ベースとなるエネルギー由来のCO₂排出量やN₂O排出量等を推定。
○「電⼒、燃料」については現状の省エネ技術が可能な限り普及展開するとして試算。「創エネ」として下⽔汚泥エネルギー化率の2030年
⽬標３７％に対応した汚泥エネルギー化投⼊率7４％で、2050年までそのまま推移するとして創エネ量を推定。「汚泥焼却に伴い発⽣するN₂O」については、新型炉に置き換わったとして現状のトップランナー値を⽤いて排出量を算出。「⽔処理に伴い発⽣するN₂O」については未対策。
汚泥エネルギー化投⼊率︓下⽔汚泥中の有機物重量のうち、エネルギー利⽤のために消化槽に投⼊された重量の割合と定義

全国処理場のモデル化

放流

流入

最初
沈殿池

最終
沈殿池

反応槽

⾼濃度濃縮

（B-DASH 技術）

場内利⽤・外部供給

汚泥⾮エネルギー化

汚泥エネルギー化

⾼濃度消化

バイオガス(発電、コジェネ、
消化槽加温等)（B-DASH 技術）

脱⽔機

新型焼却炉

脱⽔汚泥外部処分

焼却灰の外部処分

廃熱（熱・発電）59

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ①シナリオ
ゲームチェンジシナリオ○基本的な考え⽅として、「現⾏トレンドシナリオ」に加えて、例えば、「2030年⽬標を実現するための技術的課題と取組の⽅向性」の中で2050年を⾒据えた課題とされている⽔処理に伴い発⽣するN₂Oの抑制対策が可能になることや現⾏の諸課題が解決し、下⽔道システムの最適化が図られることで、どの程度の温室効果ガス排出量の削減が可能となるか。さらに2050年を⾒据えた革新的技術の導⼊が実現した場合、どの程度削減効果を上乗せできるのか試算。
（諸課題の例）①システム全体としての省エネ化 ②流⼊有機物の除去・創エネ活⽤ ③処理⽔・汚泥のカスケード利⽤の推進④圧送輸送が困難となる⾼効率脱⽔汚泥 ⑤消化を促進するための汚泥濃縮、可溶化設備等前処理施設⑥Ｎ₂Ｏ対策のため補助燃料を増加させる⾼温焼却 ⑦地域バイオマスやその他の受け⼊れ 等

具体的な計算⽅法として○2050年までの⼈⼝推計を踏まえ、将来の処理⽔量（⼆次処理、⾼度処理）、汚泥処理量を推定し、ベースとなるエネルギー由来のCO₂排出量やN₂O排出量等を推定。
○「電気、燃料」については現状の省エネ技術が可能な限り普及展開し、流⼊有機物の除去により反応槽における動⼒が削減したことも⾒込む。さらに、燃料については場内利⽤のバイオガス等でまかなえないポンプ場に要する燃料がカーボ
ンフリー燃料に置き換わるとする。
○「創エネ」としては流⼊有機物の除去・創エネ活⽤により、有効活⽤する汚泥量の増加を⾒込み（⽔処理・汚泥処理に関わる消費・創エネルギー⼀体でみたシステムとしての改善）、全量消化されることとする。さらに、地域の有機物⼀体処理の拠点として地域バイオマス（⽊質、⽣ゴミ）の受け⼊れ効果やカーボンフリー⽔素を活⽤した、消化槽内でのメタネーション反応によるメタン⽣成効果も計上。
○「汚泥焼却に伴い発⽣するN₂O」については、現在の新型炉の排出量から技術革新によりさらに排出が減少するとして試算。「⽔処理に伴い発⽣するN₂O」については、標準法等における抑制対策手法が確⽴したこととして試算。
○消化汚泥については、焼却されないものについては全量汚泥肥料として活⽤することとして、化学肥料で製造した場合と比べたCO₂削減効果についても試算（社会への貢献）。
60

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ①シナリオ
ゲームチェンジシナリオの処理フロー
エネルギー回収型
最初沈殿池（B-DASH 技術）

標準法等におけるN₂O排出抑制
手法が確⽴

放流

流入

流⼊有機物の除去により送風機の動⼒削減

最終
沈殿池

反応槽

（B-DASH 技術）

ICT活⽤による効率
的運転管理により送風機の動⼒削減

⽣汚泥回収
量を増加

⾼濃度濃縮

（B-DASH 技術）

場内利⽤・外部供給
カーボンフリー⽔素

⾼濃度消化＋
メタネーション

バイオガス(発電、コジェネ、
消化槽加温等)（B-DASH 技術）
バイオガス発⽣量を増加

脱⽔機
地域バイオマス（⽣ごみ・⽊質）（B-DASH技術)

化学肥料を
代替

コンポスト利⽤

超新型焼却炉

焼却灰の外部処分

廃熱（熱・発電）

N₂Oをさらに抑制する技術が確⽴

61

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術
２．技術開発のシナリオと試算 ①シナリオ
現⾏トレンドシナリオ

ゲームチェンジシナリオ

総⼈⼝（下⽔道⼈⼝、下⽔道⼈⼝割合）

102 百万⼈（82 百万⼈、80.1%）

処理⽔量（1⼈当たり処理⽔量）

119 億m3/年（146.1 m3/⼈/年）
70 億m3/年（49 億m3/年）

⾼度処理⽔量（2次処理⽔量）
発⽣汚泥量（1⼈当たり発⽣汚泥量）

1,727 千t-DS/年（21.2 kg-DS/⼈/年）

電⼒由来のCO2排出係数0.25 kg-CO2/kWh

電⼒

燃料
⽔処理に伴うN2O
追加の対策

・従来型省エネ対策︓電⼒の36%削減（⾼効率散気装置、DO制御技術、運転管理等）

・B-DASH技術も活⽤した省エネ対策︓電⼒の41%削減（左記に加え、流⼊有機物の除去技術及びICTを活⽤した運転管理により、反応槽の送風に係る電⼒をそれぞれ15％及び13％削減）－

・カーボンフリー燃料（太陽光発電によって⽣成したH2等）による場外ポンプ場のCO2ゼロエミッション化－

・N2O排出抑制技術が確⽴することを前提とし、全処理⽔に対して、現⾏の⾼度処理の排出係数11.7 mg/m3を使⽤（排出係数について⾼度処理は11.7 mg/m3を2次処理は142 mg/m3を使⽤（現⾏の排出係数））

汚泥焼却に伴うN2O・排出係数は現在のトップランナー値である
0.226 kg-CO2/m3を使⽤・メーカーヒアリング等により更なる排出係数の改善が⾒込めると仮定し、0.151 kg-CO2/m3を使⽤

創エネによる効果

・汚泥エネルギー化投⼊率を７４%（２０３
０年⽬標下⽔汚泥エネルギー化率37％に対応した数値）
・総合効率75%でエネルギー化

・汚泥エネルギー化投⼊率を100%、更に発⽣汚泥量に対して50%の⽣ごみや⽊質等の地域バイオマスを混合消化
・メタネーションによるメタン⽣成量が7%増加と仮定
・総合効率85%でエネルギー化

その他－

・汚泥肥料（コンポスト）により化学肥料を代替
6262

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ②2050年処理⽔量、汚泥処理量

総人口
下水道人口
下水道人口割合

単位
百万人
百万人
％

2018
126
100
79.3

2050(推計)
102
82
80.1

処理水量
1人当たり処理水量
高度処理水量億ｍ³/年
ｍ³/人/年
億ｍ³/年

146
146.1
32

119
146.1
70

発生汚泥量

千t-DS/年

2,121

1,727

1人当たり汚泥量kg-DS/人/年

21.2

21.2

※１国⽴⼈⼝問題研究所「⽇本の将来推計⼈⼝（平成29年7⽉推計）出⽣中位（死亡中位）推計値」から2050年の⼈⼝を抽出し、下⽔道⼈⼝割合は2020年度実績の80.1%で推移するとし、また2018年度の⼈⼝（実績）と下⽔道統計・汚泥有効利⽤調査の実績を⼊⼒から1⼈当たりの処理⽔量、発⽣汚泥量を算出して2050
年度の処理⽔量、発⽣汚泥量を推計した。
なお、⾼度処理⽔量については2050年の下⽔道⼈⼝のうち84.9%が⾼度処理の必要とし※２、⾼度処理普及率は100%まで到達するとして、その割合を⽤いて算出。
※２ 2009年〜2013年までの下⽔道⼈⼝のうち⾼度処理の必要な⼈⼝割合の平均。
63

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ③電⼒・燃料
電⼒・燃料使⽤によるCO2排出量万（t-CO2/年）
120.0
100.0

9.8

7.1

80.0

削減率約
9.4%

60.0
40.0

97.8

90.3

現⾏シナリオ

ゲームチェンジシナリオ

20.0
0.0

電⼒

燃料

※6

（計算⽅法）
１．現⾏シナリオ○ベースとなる使⽤電⼒量については、2018年処理⽔量当りの電⼒使⽤量0.51kWh/ｍ³※1と2050年推定処理⽔量から把握※5 。処理場の使⽤電⼒については、36％※2の削減効果を計上。
○ベースとなる使⽤燃料量は2018年度処理⽔量当りの燃料使⽤量と2050年推定処理⽔量から把握※5。省エネ効果は未計上。
２．ゲームチェンジシナリオ○現⾏シナリオに加えて電⼒については流⼊有機物の除去技術を⽤い反応槽の送風に係る電⼒を15％※3削減する効果を加算、さらにICTを活⽤した際の送風電⼒量削減12.9％を加算※4。
○燃料は場内利⽤のバイオガス等でまかなえない場外ポンプ場に係る燃料はカーボンフリー燃料に置き換わるとし、燃料由来CO₂は排出しないこととした。
○エネルギー基本計画に基づく2030年の電源構成を反映した0.25 kg-CO₂/kWhを⽤いた。
※1 H30年下⽔道統計※2 ⽇本下⽔道新技術機構省エネ診断結果※3 H23B-DASH技術（超⾼効率固液分離）※4 H26B-DASH技術（ICTを活⽤した硝化運転制御)※5 消化ガスの2018年の場内利⽤に相当する2050年の使⽤燃料、⾃家発電電⼒（消化ガス）に関する数量は消費と創エネ双⽅からあらかじめ控除する。
また、汚泥焼却に必要とする燃料、電⼒は汚泥の⾃燃、廃熱利⽤（⾃家発電（焼却廃熱発電）含む）により⾃⽴するとして、その数量は消費と創エネ
双⽅からあらかじめ控除する。
64※6 下⽔道統計に記載されている特A重油、A重油、灯油、軽油、ガソリン、都市ガス、プロパンガス、コークス等を考慮。

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ④⽔処理に伴い発⽣するN₂O等
⽔処理からのGHG排出量（万t-CO₂/年）
60.0
50.0

削減率約
39%

40.0
26.2
30.0
20.0
10.0

26.2
23.3
4.2

0.0
現⾏シナリオ

ゲームチェンジシナリオ
N2O由来

CH4由来

（計算⽅法）
１．現⾏シナリオ○温室効果ガス排出量計算⽅法は下記の通り。
「N₂O排出量＝⾼度処理⽔量×A2O法のN₂O排出係数+⾼度処理以外の処理⽔量×標準法のN₂O排出係数」「CH₄排出量＝処理⽔量×CH₄排出係数」
２．ゲームチェンジシナリオ○排出抑制手法が確⽴し、N₂O排出係数が⾼度処理以外も⾼度処理並みの排出係数となるとして試算。
「N₂O排出量＝処理⽔量×A2O法のN₂O排出係数」「CH₄排出量＝処理⽔量×CH₄排出係数」
65

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ⑤汚泥焼却伴い発⽣するN₂O等
N₂O排出量（万t-CO₂/年）※5
25.0
20.0

18.0

15.0

削減率約
30%
12.7

現⾏シナリオ

焼却535 千t-DS

未消化汚泥
449 千t-DS

脱⽔機
消化汚泥
511 千t-DS

425 千t-DS
焼却
563 千t-DS

ゲームチェンジシナリオ

10.0
5.0
0.0
現⾏シナリオ

ゲームチェンジシナリオ

消化汚泥(⽣ごみ、⽊質等含む）
1010 千t-DS

約
55%
約
45%
外部処分

脱⽔機

約
55%
約
45%
コンポスト

447 千t-DS(計算⽅法)
1.現⾏シナリオ○汚泥エネルギー化投⼊率※1が74％（次ページで説明）と試算したときに、エネルギー化されなかった汚泥と消化汚泥を合わせた量のう
ち⼀定の割合（60％※2）、焼却されるとして焼却量を試算。
○排出係数については、現在のトップランナー値である下記を採⽤。
「N₂O排出量＝焼却量×800度の排出係数×0.15※3」
２．ゲームチェンジシナリオ○発⽣汚泥の全てが消化槽に投⼊され、消化汚泥のうち⼀定の割合（60％※2）焼却されるとして試算。
○技術革新によりさらに排出係数が改善されると考え下記を採⽤。
「N₂O排出量＝焼却量×800度の排出係数×0.1※4」※1 下⽔汚泥エネルギー化投⼊率︓下⽔汚泥中の有機物重量のうち、エネルギー利⽤のために消化槽に投⼊された重量の割合。
※2 2018年の汚泥発⽣量に対する焼却汚泥量の割合（2018年汚泥有効利⽤調査より）。
※3 東京都資料（通常焼却の0.15倍のN₂O排出量）を参照。
※4 メーカヒアリング等から0.15倍よりもさらに改善すると⾒込んだ国総研の推定。
※5 ⽣ごみ、⽊質等の焼却に伴うGHG排出量の試算はN₂Oの排出係数を⽤いて⾏った。

66

2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術
２．技術開発のシナリオと試算 ⑥創エネによる削減効果（消化）（計算⽅法）
１．現⾏シナリオ○2050年の汚泥エネルギー化投⼊率※1は2030年⽬標の下⽔汚泥エネルギー化率37％に対応した汚泥エネルギー化投⼊率7４％で、2050年まで、そのまま推移するとして実施 。
○62.8%に対応した汚泥をすべて消化槽に投⼊することとして、消化率60％※2で発⽣したバイオガスについて、総合効率75％ ※3で電気、熱利⽤等としてエネルギー利⽤されたものとし、創エネ効果を算出。
○その創エネ効果を電⼒排出係数0.25 kg-CO₂/kWhを⽤いてCO₂に換算。
※1汚泥エネルギー化投⼊率︓下⽔汚泥中の有機物重量のうち、エネルギー利⽤のために消化槽に投⼊された重量の割合と定義※2H30B-DASH（富士市）の実績データの中での最良値※3下⽔道事業におけるエネルギー効率に優れた技術の導⼊について（平成２９年９⽉ 下⽔道事業課⻑通知）（計算⽅法）
2．ゲームチェンジシナリオ○発⽣汚泥の全量と地域バイオマスである⽣ごみ及び⽊質を消化により⼀体的処理を⾏うと想定。さらに、カーボンフリー⽔素を消化槽に吹き込むことにより、消化槽内のCO₂とメタネーション反応を起こし、メタン⽣成量が増加すると⾒込む※4。
○発⽣したバイオガスについて、総合効率85％ ※5で電気、熱利⽤等としてエネルギー利⽤されたとして、創エネ効果を算出。
○その創エネ効果を電⼒換算し、排出係数0.25 kg-CO₂/kWhを⽤いてCO₂に換算。
※4 地域バイオマスの投⼊割合や消化率はH23B-DASH技術（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）より引⽤。また、汚泥消化率やメタネーションによる増分はH30B-DASH技術（⾼濃度消化・省エネ型バイオガス精製による効率的エネルギー利活⽤）より引⽤。
※5（⼀社）⽇本ガス協会HPより

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７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ⑥創エネによる削減効果（消化）※2

消化創エネによる削減量（万t-CO₂/年）
200.0
149.4

150.0

100.0

増加量
約4.2倍

50.0

35.3

○地域バイオマス（⽊質、⽣ゴミ）863 千t-DS（汚泥︓⽊質︓⽣ごみ＝１︓0.2︓0.3）
15,525 TJ○混合⽣汚泥1,727 千t-DS
31,085 TJ

0.0
現⾏シナリオ

ゲームチェンジシナリオ

ゲームチェンジシナリオ

○カーボン
フリー⽔素

※1

（消化槽）

消化率 + メタネーション
汚泥 60% + 7%
⽊質 30% + 7%
⽣ごみ 85% + 7%

○エネルギー

26,776 TJ○消化汚泥
1010 千t-DS※1 地域バイオマスの投⼊割合や消化率はH23B-DASH技術（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）より引⽤。また、汚泥消化率やメタネーションによる増分はH30B-DASH技術（⾼濃度消化・省エネ型バイオガス精製による効率的エネルギー利活⽤）より引⽤。
※2消化ガスの2018年の場内利⽤に相当する2050年の使⽤燃料、⾃家発電電⼒（消化ガス）に関する数量は消費と創エネ双⽅からあらかじめ控除する。また、汚泥焼却に必要とする燃料、電⼒は汚泥の⾃燃、廃熱利⽤（⾃家発電（焼却廃熱発電）含む）により⾃⽴するとして、その数量は消費と創エネ双⽅からあらかじめ控除する。

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７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ⑦汚泥肥料（コンポスト）による化学肥料代替効果（計算⽅法）
１．ゲームチェンジシナリオ○消化汚泥の内、焼却されなかった汚泥を全量コンポスト利⽤する。
○同重量の窒素、リン酸を得る際に発⽣するCO₂について、下⽔汚泥発酵肥料の製造等に伴い発⽣するCO₂排出量と化学肥料製造等に伴い発⽣するCO₂排出量を比較を⾏う。
①コンポスト化される汚泥量︓447 千t-DS (2,234 千t-wet 含⽔率80%として）②製造されるコンポスト︓コンポスト化される汚泥量2,234千t-wet×0.25※２ ＝ 559 千t③コンポスト製造から輸送に係るエネルギー︓559千t×1,907 MJ/t※２ = 1066 TJ④コンポスト中の窒素、リン酸含有量
T-N含有量︓559千t×0.029 ※１ = 16.2 千t
汚泥肥料化のGHG排出範囲
P₂O₅含有量︓559千t×0.047 ※１ = 26.3 千t
処理場⑤汚泥由来コンポストと同量のT-N、P2O5含有量の
輸送
製造・梱包
輸送
汚泥
化学肥料製造・輸送に係るエネルギー
T-N︓16.2千t×48.6MJ/kg ※３＝ 787 TJ
発酵促進剤・燃料・電気・ガス
P₂O₅︓26.3千t×28.6MJ/kg ※３ ＝ 752 TJ⑥削減エネルギー量＝⑤ー③
化学肥料製造のGHG排出範囲(787TJ + 752TJ) - 1066TJ = 473 TJ⑦A重油換算のCO₂削減量（汚泥肥料による化学肥料代替効果）
原料調達
海上
⽇本製造会社輸送
473TJ × 0.0693kg-CO₂/MJ = 3.2 万t-CO₂
（海外）
輸送
製造・梱包
＊化学肥料の代替として汚泥肥料を1t製造することによる削減効果は次の通り。
3.2万t-CO2÷559千t = 57kg-CO2/t

緑農地

緑農地

発酵促進剤・燃料・電気・ガス※1 佐賀市上下⽔道 肥料の有料販売（https://www.water.saga.saga.jp/main/104.html）※2 橘 隆⼀、蒲原 弘継、後藤 尚弘、藤江 幸⼀︓下⽔汚泥発酵肥料の製造に関するLCA、第３回⽇本ＬＣＡ学会研究発表会講演要旨集、2008、26-27※3 ⼩林久、佐合隆⼀︓窒素およびリン肥料の製造・流通段階のライフサイクルにわたるエネルギー消費量とCO₂排出量の試算、農作業研究、2001、141-151
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７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下水道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ⑧まとめ（CO₂ベース）○現行シナリオは約140万ｔの排出量であったものの、ゲームチェンジシナリオでは約－12万ｔの排出量となった。
○シナリオ別の試算から次の取組の効果がカーボンニュートラ
ルの実現への貢献度の高いことが確認できた。

万t-CO₂
700.0

600.0

2018年

約560万t
121.9

500.0
76
400.0

2050年
現行シナリオ

300.0

約１40万t
200.0

396

排出

100.0

18
50

2050年
ゲームチェンジシナリオ
約-１2万t

108
0.0

-35

13
30
97

-35

削減

-149

-100.0-3-200.0電力、燃料電力、燃料水処理(CH₄、N₂O）
水処理（CH4、N2O）

汚泥焼却（N2O）等
汚泥焼却(N₂O）

創エネ・再エネ
創エネ

汚泥肥料による工業肥料代替効果
コンポスト

合計
合計

・省エネ対策の実施
・水処理･汚泥処理のエネルギーをシステム一体で改善すること・生ゴミ等の地域バイオマスを含めて一体的に有機性廃棄物処理を行うこと・消化の促進やCO₂、カーボンフリー水素を活用した徹底的なバイオガス生成を行うこと
・バイオガス発電廃熱などの熱をフル活用すること
・水処理・汚泥処理に伴い発生するN₂Oの抑制対策を行うこと
・コンポスト利用などの他分野のCO₂削減に資する取組を推進すること※その他課題として水処理から発生するCH₄への対策の必要性や下水熱の普及や場内太陽光発電による取組の推進等が考えられる。
※バイオガス製造や熱利用にあたっては、需給の年間変動を考慮した体制が必要。
※その他効果的な水処理・汚泥処理・エネルギー利用形態を排除するものではない。
※個別処理場で見た場合、処理方式や規模、地域社会の状況によって試算は変わりうることに留意が必要。

※電力由来の排出係数0.25kg-CO₂/kWhを使用。また、2018年の創エネ効果は下水汚泥エネルギー化率23.4％を用いて算出。

2

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下水道技術に関する参考資料
２．技術開発のシナリオと試算 ⑧まとめ（エネルギーベース）
エネルギー収支

TJ

35000.0○エネルギーベースでは、現行シナリオは約10,700TJのエネルギー消費、ゲームチェンジシナ
リオでは約7,500TJのエネルギー創出となった。

2018年
約28,100TJ

30000.0
4,856

25000.020000.0

2050年
現行シナリオ

2050年
ゲームチェンジシナリオ

約10,700TJ

約-7,5００TJ

15000.0

1,740

1,438

25,715

10000.0
14,0785000.013,006排出0.0-2,472削減-5000.0-5090-10000.0-21515-15000.0-20000.0-461-25000.0
電力

燃料

創エネ

コンポスト

合計

※本資料の試算は速報値であり精査中です。
3

７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
３．本邦技術の海外展開によるカーボンニュートラルへの貢献○国⼟交通省インフラシステム海外展開⾏動計画２０２１ では取組を強化すべき新たな課題として「カーボンニュートラ
ルに貢献する質の⾼いインフラシステムの海外展開」等を掲げている。
○下⽔道インフラの案件形成には、相手国における下⽔道整備の上位施策への位置づけが重要であることからアジア汚⽔管理パートナーシップ(AWaP) ※１等の政府間対話を通じた汚⽔管理の主流化を後押ししている。
※1 Asia Wastewater Management Partnership 2018年7⽉に設⽴。

○また、本邦技術の現地基準化等を⽬的とした下⽔道技術海外実証事業（WOW TO JAPANプロジェクト※２）を通じた製品等としての普及促進を図っており、令和3年度は、世界でも市場の⼤きい⽶国において、⾼効率･⼤出⼒磁気浮上式ブロワに係る実証事業を⾏うこととしている。
※２ Wonder Of Wastewater Technology Of JAPANプロジェクト○さらに、JICA円借款プロジェクト等の実施を通じた本邦技術を活⽤した案件形成⽀援にも取り組んでいる。
アジア汚⽔管理パートナーシップ （ＡＷａＰ）

WOW TO JAPAN プロジェクト事例• SDGsの⽬標とアジア各国の現状には⼤きな格差があり、各国の知⾒や経験を共有する

・⽶国の下⽔処理場で多くの電⼒を使⽤する曝気⽤ブロワについて、川崎重⼯業（株）が開発した⾼効率の⼤出⼒磁気浮上式ブロワに更新し、エネルギー消費量を⼤幅に削減。

パートナー国ｶﾝﾎﾞｼﾞｱ

ｲﾝﾄﾞﾈｼｱ

ﾐｬﾝﾏｰ

ﾌｨﾘﾋﾟﾝ

ﾍﾞﾄﾅﾑ

事務局(国⼟交通省 / 環境省)

日本

・本実証によるエネルギー削減効率を⽶国にて実証することで、本製品の優れた技術優位性を確認するとともに、サンベルト
エリアとメトロポリタンエリアを中心に普及の促進を図る。

A W a P の 組 織 体 制

第⼀回総会（2018年7⽉ 北九州市）

⼤出⼒
磁気浮上式ブロア

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７．2050年カーボンニュートラルの実現に貢献するための下⽔道技術に関する参考資料
３．本邦技術の海外展開によるカーボンニュートラルへの貢献（参考）委員よりご紹介いただいた海外技術と比較して優位な本邦技術（１）センサー，センシング技術（画像センサー等に利⽤される半導体センサー、またこれらを利⽤した制御システム等）（２）固体燃料電池（３）触媒技術（⽔素発⽣，⼈⼯光合成を含む）（４）塗料，防腐剤，無機材料（セラミックス）に加えて（⼀社）⽇本下⽔道施設業協会アンケート（13社より回答）の結果の中で、⽉島機械株式会社より提案のあった（５）過給式流動焼却炉（６）焼却廃熱を利⽤して脱⽔汚泥の低含⽔率化を図る加温濃縮脱⽔システムを組み合わせた過給式流動焼却炉

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