清掃工場排熱を利用した熱供給事業の調査分析
ANALYSIS ON HEAT SUPPLY USING EXHAUST HEAT FROM INCINERATION PLANTS
浜田 真祐未*湯淺 和博**
Mayumi Hamada, Kazuhiro Yuasa

keywords : Incineration Plant, Exhaust Heat Utilization, Unused Energy
清掃工場、排熱利用、未利用エネルギー
１. はじめに我が国はエネルギー自給率が低く、エネルギーの大部分を海外由来の化石燃料に依存しているため、多くのエネルギー問題を抱えている。今後のエネルギー供給を考えるにあたって、限りあるエネルギー資源のより一層の活用を目指さなければならない。
清掃工場排熱は都市部で利用可能な未利用エネルギーの 1 つであり、風力や太陽光と比べて比較的安定的に供給されるエネルギ
ー資源であると言える。清掃工場排熱は発電事業にも利用されているが、発電効率が低いという問題がある。このため、エネルギーの有効利用率がより高いとされる排熱を熱源として用いる熱供給事業の普及が期待されている。そのためにはこれまで行われてきた熱供給事業の実態を把握・分析し、そこで得られた知見を新たな事業に活かしていく必要がある。
東京都23区の多くの清掃工場が併設されている地域還元施設や周辺の公共施設（以下施設）等に対して清掃工場排熱を利用した有償・無償の熱供給を行っているが、実態は明らかになっていない。
熱供給においては熱源と給熱先の距離が長くなるほど熱のロスが大きく、配管の敷設にもコストがかかるため、熱源である清掃工場から近い距離にある各給熱先に対する熱供給の実態を把握しすること
は清掃工場排熱の有効利用を考える上で重要である。

表１ 東京都２３区における清掃工場排熱による熱供給事業一覧（2018 年度）
ごみ ごみ発電 場外供給
熱量
工場名 焼却量 電力量[kt/年] [GWh/年]

中央
北
品川
多摩川
世田谷
千歳

159
111
157
77
68
122

85
46
74
39
35
49

杉並

151

94

豊島

92

36

板橋

138

79

練馬

140

88

墨田

124

58

新江東 400

171

有明

82

13

足立

154

83

葛飾

121

57

江戸川 127

43[GJ/年]

熱媒

(847)
6735
711448
752
9499
12432

給熱先

給熱先
施設用途
運(内),社
運(内),老,社

場外熱供給詳細
場外供給熱量[GJ/月]
屋内
浴室
プール
4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月11 月12 月 1 月 2 月 3 月 合計あり あり (40) (28) (76) (194) (144) (0) (0) (0) (83) (120) (95) (66) (847)あり あり 988 885 336 0 369 502 615 943 1357 504 0 235 6735

蒸気 ほっとプラザはるみ
高温水 元気ぷらざ
高温水 地域熱供給（八潮団地）
55313 65280 74880 85617 89093 98437 7832 17946 32328 47509 61573 75641 711448
高温水 矢ロ区民センター
運(内),老,社 あり あり 305 140 108 191 0
0
0
9
0
0
0
0
752
蒸気 区立世田谷美術館
美なし なし 670 576 905 1239 1018 326 823 756 755 879 767 785 9499
高温水 千歳温水プール
運(内),社あり あり 1895 1763 271 910 1048 1407 1208 0 288 1464 942 1237 12432
高井戸地域区民センター
運(内),社なし なし
11416
温水 高井戸温水プール
運(内)あり あり 657 552 1007 1287 1107 990 869 889 1220 1401 268 1171 11416
高齢者活動支援センター
老なし あり
18557 高温水 健康プラザとしま
保,運(内),社 あり 不明 1518 1415 1034 2129 2159 1639 1532 660 1411 1890 1515 1657 18557
都立板橋特別支援学校
特不明 不明 5
4
63
8
0
4
9
13 110 144 147 99
606
高島平温水プール運(内)あり 不明
4718 高温水
熱帯環境植物館
植・水(水族館) なし 387 282 215 79
3
79 287 443 651 287 707 692 4112
高島平ふれあい館
老なし あり
三原台温水プール運(内・外)あり なし
2019 年度から熱供給事業開始
高温水 三原台児童館
社
なし なし
三原台敬老館
老なし あり
4841 高温水 すみだスポーツ健康センター 運(内)あり 不明 749 562 534 282 355 445 371 460 757 152 0 174 4841
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
蒸気 東京辰巳国際水泳場
運(内)あり あり 0
東京スポーツ文化館体育文化棟運(内・外),
917 1488 1884 2776 2821 1853 148 977 1903 2442 2114 1682 21005
32893
あり あり
社,宿
高温水 東京スポーツ文化館宿泊棟
178 347 452 868 915 497 2 211 474 592 503 426 5464
都立夢の島熱帯植物園
植なし なし 228 166 215 178 203 134 122 785 1103 1167 1091 1032 6424
19301 601 0 3325 12095 11540 11808 18885 19075 29687 26447 27938 180703
蒸気 地域熱供給（臨海副都心）
194031
高温水 有明スポーツセンター運(内)あり あり 587 223 484 1655 2319 1332 537 687 1092 1831 1372 1210 13328
スイムスポーツセンター
運(内)
あり 不明
うきうき館
474 528 711 1008 999 755 490 6 903 980 928 817 8600
11104 高温水
悠々会館
老
なし あり
足立清掃事務所
庁
なし なし 186 165 163 125 108 120 118 8 380 398 381 353 2504
水元総合スポーツセンター
運(内・外)あり あり 125 71 162 244 238 153 127 122 96 236 205 179 1958
2881 高温水 体育館
水元学び交流館社
なし なし 89 48 74 63 63 71 70 80 42 112 104 107 923
1962
温水 くつろぎの家
老なし あり 197 100 122 78 68 134 172 148 206 239 240 258 1962

運(内)…運動施設(屋内) 運(内・外)…運動施設(屋内),運動施設(屋外) 社…社会教育・研修施設 老…老人福祉施設 美…美術館 保…保健所 特…特別支援学校
植…植物園 水…水族館 庁…庁舎 宿…宿泊施設*東京工業大学・環境社会理工学院 修士課程
Graduate Student, School of Environment and Society, Tokyo Institute of Technology**東京工業大学・環境社会理工学院 准教授・工博
Associate Prof., School of Environment and Society, Tokyo Institute of Technology, Dr. Eng.

施設数[件]

年間ごみ発電電力量[GWh/年]

で品川 157kt/年、足立 154kt/年、杉並 151kt/年の順となった。こ
本研究では東京都 23 区において 2019 年度現在稼働中でかつれらの 4 工場については特に差が小さい。一方、焼却量が最も小さ
熱供給事業を行っている清掃工場を対象として、熱供給事業を中心
いのは世田谷で 68kt/年、次いで多摩川 77kt/年、有明 82kt/年のとした排熱利用に関する実態調査を行い、豊島清掃工場に関しては順となっている。発電電力量については新江東に次いで杉並
熱供給事業のシステム構成、供給熱量の月変動・時刻変動、周辺の
94GWh/年、練馬 88GWh/年、中央 85GWh/年の順である。発電
熱需要についての詳細分析を行うことで清掃工場排熱利用拡大の電力量の最小値は有明の 13GWh/年であり、これに次ぐ世田谷の可能性を検討した。
35GWh/年とは少し開きがある。
２. 清掃工場における熱供給事業の実態調査
焼却量と場外供給熱量は相関を示さなかった。品川と有明では地
東京都 23 区には 21 の清掃工場がある。2019 年現在建て替え
域熱供給を行っており、711TJ/年、194TJ/年と場外供給熱量が大き
工事中の 2 件を除いた全ての工場が清掃工場排熱を利用した発電い。その他の工場の場外供給熱量については焼却量が最も大きい事業を行い、工場内で利用する電力を賄って余った電力を売電して新江東が 32.9TJ/年で最も大きく、次いで豊島 18.6TJ/年、千歳いる。その一方で、熱供給事業は港、大田、渋谷の 3 工場においては稼働中であるが行っていない。東京
16200
都 23 区の清掃工場のうち 2019 年現180
14
在熱供給事業を行っている 16 工場に
160
新江東
12
ついて熱供給事業の実態を調査し、表140１に結果を示した。
10120
有償熱供給を行っているのは品川、
杉並
8100
板橋、新江東、有明の４工場のみであ80
6
品川
り、有明と品川は地域熱供給を行って60
4いる熱供給事業者に対して、新江東と402
板橋は都立施設に対して有償熱供給
20 世田谷有明を行っている。その他の熱供給事業は
0
0
0
100
200
300
400
500
全て無償である。
年間ごみ焼却量[kt/年]
地域熱供給への熱供給を除くと、世図2 年間ごみ焼却量とごみ発電電力量の関係
田谷以外の全ての工場が屋内プール(2018 年度)
図1 給熱先施設用途（2019 年度）
もしくは浴室を有する施設への熱供給
80035を行っている。熱媒は高温水が最も多品川
新江東
く 21 件、温水が 6 件、蒸気が 4 件で70030あり、高温水が最も多い。図 1 に示す
600
25ように、施設用途は屋内運動場が 15500
豊島
件で最も多く、次いで社会教育・研修
20400
施設 9 件、老人福祉施設 7 件、植物園
15300
2 件の順となった。その他の施設用途
有明
10
は 1 件ずつとなっている。老人福祉施200
設を含む給熱先は全て浴室を有して
5
100
新江東
多摩川
いた。熱媒と施設用途について関連性
0
0
0
100
200
300
400
500
0
100
200
300
400
500
は見られなかった。
年間ごみ焼却量[kt/年]
年間ごみ焼却量[kt/年]
2018 年度における年間ごみ焼却量(2)品川・有明を除く工場について(1)熱供給事業を行う全工場についてとごみ発電電力量との関係を図 2 に、
図3 年間ごみ焼却量と場外供給熱量の関係(2018 年度)
場外供給熱量との関係を図 3 に示す。
中央の場外供給熱量に関しては場外
熱供給事業に利用した蒸気の重量データしか得られなかったため、その蒸気の持つエネルギーを潜熱とみなして計算によって求めた。このとき潜熱は2260kJ/kg として計算し、表 1 においては( )内に示している。練馬は場外熱供給事業を 2019 年度から開始したため場外供給熱量のデータを記載していない。
焼却量と発電電力量は相関を示した。新江東は焼却量 400kt/年、発電電
力量 171GWh/年と突出して規模が大きい。焼却量については新江東を除く
図4 豊島清掃工場における熱供給事業フローチャートと中央が 159kt/年で最も大きく、次い
年間場外供給熱量[TJ/年]

年間場外供給熱量[TJ/年]

宿泊施設

水族館

特別支援学校

庁舎

美術館

保健所

植物園

老人福祉施設

運動施設

社会教育・
研修施設

ごみ発電電力量[GWh/月]
場外供給熱量[TJ/月]

場外供給熱量[GJ/日]

場外供給熱量[GJ/時]

場外供給熱量[GJ/時]

ごみ焼却量[kt/月]

量 147t/時で温水が循環しており、健康プラザとしまから送られてく
12.4TJ/年の順であった。有明は焼却量が 82kt/年と小さいにも関る温水を工場側で加熱し、130℃前後の高温水を作って送り出すこわらず大量に熱供給を行っており、発電に利用できる蒸気量が少なとで熱供給を行っている。温水の加熱はごみ焼却排熱によって発生いため、他施設と比較して焼却量に対する発電電力量が小さくなっさせた蒸気を蒸気タービンを一部経由させた後、熱交換容量ていると考えられる。場外供給熱量の最小値は多摩川の 0.75 TJ/
36.4GJ/時の高温水熱交換器に約 195℃で送ることにより行われて年、次いで中央 0.85TJ/年、江戸川 2.0TJ/年の順となっている。
いる。場外供給熱量は健康プラザとしまに送り出した高温水と帰っ
1TJ/年未満の工場は多摩川、中央の 2 工場のみとなっているが、てきた温水の温度差と温水の流量によって計算されている。清掃工2018 年度の 1 年間で月間供給熱量が 0GJ/月となっている月が多場の年 1 回の定期点検補修期間には清掃工場からの熱供給が停
摩川は 7 ヶ月、中央は 3 ヶ月あるためであると考えられる。場外供止するため、停止中はガス焚き温水ボイラーで代用することにより熱給熱量が 3 ヶ月以上 0GJ/月となっている工場は他にはないが、北を賄っている。
は 2 ヶ月、千歳と墨田は 1 ヶ月、0GJ/月の月がある。焼却量と発電
３－２ 供給熱量の月変動と時刻変動
電力量は相関を示している一方で焼却量と場外供給熱量の相関が
図 5 に豊島清掃工場における月別ごみ焼却量・ごみ発電電力
示されないのは、場外供給熱量が焼却量に対して非常に小規模で量・場外供給熱量を示す。焼却量・発電量・供給熱量は夏期と冬期あり、場外熱供給に余力があることを示していると考えられる。
にピークを迎え、焼却量・発電量は 6 月に最小となる。焼却量は 4
給熱先別の年間供給熱量が明らかになっているものの中で年間～10kt/月の変動があり、発電電力量は焼却量とほぼ付随した変化
供給熱量が最も大きいのは 711.4TJ/年の八潮団地への地域熱供をする。場外供給熱量は 11 月に最も小さく 0.7TJ/月、夏・冬のピー
給（熱源：品川）であり、臨海副都心への地域熱供給（熱源：有明）
ク時に最も大きく 2TJ/月となった。
180.7TJ/年がこれに次ぐ。地域熱供給はこれらの２事業のみであ図 6 に夏期・冬期における曜日別平均供給熱量を示す。本研究る。地域熱供給を除くと東京スポーツ文化館体育文化棟（熱源：新江においては夏期の 2 ヶ月を 7 月、8 月とし、冬期の 2 ヶ月を 1 月、2東）の 21.0TJ/年が最も大きく、次いで健康プラザとしま（熱源：豊月としている。夏期には 60～73GJ/日、冬期には 54～66GJ/日で島）18.6TJ/年、有明スポーツセンター（熱源：有明）13.3TJ/年、千歳温水プール（熱源：千歳）12.4TJ/年の順となった。年間供給熱量変動し、両時期とも日曜日に供給熱量が最小となる。夏期の供給熱が 10TJ/年以上の給熱先施設は以上の 4 施設のみであり、これら
量は 5～10GJ/日程度冬期より大きい。健康プラザとしまでは清掃
は全て屋内プールのある運動施設を含んでいる。屋内プールを持工場からの供給熱を全館の空調、給湯、プール水の温度管理に利つ運動施設を含む給熱先のうち、月間供給熱量が 0GJ/月の月が 2用している。設備システムは確認できていないが、吸収式冷凍機がヶ月以下の施設中の年間供給熱量最小値は水元総合スポーツセン
用いられていることが考えられ、その場合夏期の冷房負荷が非常にター体育館（熱源：葛飾）の 2.0 TJ/年であるが、2018 年度の 1 年間
大きいため、夏期の方が冬期よりも空調に使うエネルギーが大きくでこの施設に対する月間供給熱量が 0GJ/月の月はなかった。
なっていると考えられる。図 7、図 8 に夏期と冬期の例外的な日を年間供給熱量が 5TJ/年以上
12
675
10TJ/年未満の給熱先には 9.5TJ/年
ごみ焼却量
10
5
の区立世田谷美術館（熱源：世田70谷）、6.7TJ/年の元気ぷらざ（熱源：
48北）、6.4TJ/年の都立夢の島熱帯植
6563
物園（熱源：新江東）、5.5TJ/年の東京
ごみ発電
電力量
60
スポーツ文化館宿泊棟（熱源：新江
42東）がある。一方年間供給熱量が 0
夏期
55
TJ/年の東京辰巳国際水泳場（熱源：21
冬期
場外供給熱量新江東）を除いた年間供給熱量の最0050
小値は都立板橋特別支援学校（熱源：
4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 [月]
月
火
水
木
金
土
日 [曜日]板橋）の 0.61TJ/年であり、次いで矢図5 豊島清掃工場月別ごみ焼却量－ごみ発電電力量
図6 豊島清掃工場曜日別平均供給熱量
口区民センター（熱源：多摩川）の－場外供給熱量（2018 年度）（2018 年度、例外的日を除く）
0.75 TJ/年、ほっとプラザはるみ（熱88源：中央）の 0.85 TJ/年、水元学び交
○平均値
○平均値
7
7
流館（熱源：葛飾）の 0.92 TJ/年の順
66となっている。年間供給熱量が 1TJ
5
5未満の給熱先は以上の 4 施設であり、月間供給熱量 10GJ/月未満の月
44が 0GJ/月の月を除いて複数ある給33
熱先は全体で都立板橋特別支援学校
22
のみとなっている。
1
1
３．豊島清掃工場における熱供給事
0
0
業の詳細分析
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
３－１ 熱供給事業のシステム構成
時刻[時]
時刻[時]
図 4 に豊島清掃工場の排熱による
図7 豊島清掃工場夏期時間帯別供給熱量
図8 豊島清掃工場冬期時間帯別供給熱量
熱供給事業の流れを示す。豊島清掃（2018 年7-8 月、例外的日を除く）（2019 年1-2 月、例外的日を除く）
工場と健康プラザとしまとの間では流除いた各 2 か月分の時刻別場外供給熱量とその平均値を示した。
供給熱量は夏期には明け方から徐々に増大し、15 時近くで 5GJ/
時程度のピーク値を取ってから減少するが、冬期には早朝に尖頭負荷として 6GJ/時程度のピーク値を取った後、日中は概ね 3～
4GJ/時程度の値を取りながら徐々に減少している。夏期は深夜の供給熱量はほぼ 0.6GJ/時で一定の値を取るが、冬期には深夜の供給熱量が 0.9GJ/時で一定となる。夏期、冬期ともに平均値と近い時
刻変動をする日が多い。
豊島清掃工場から健康プラザとしまに対しての最大供給可能熱量は 15.5GJ/時であり、この値は熱供給事業の拡大を見越して設定された値であることがヒアリング調査により明らかになっている。そのため夏期・冬期の場外供給熱量の時間変化を見てもかなり余力があると言える。
４．豊島清掃工場周辺地域への提案
豊島清掃工場の排熱利用を拡大し、余剰排熱を十分に利用する
ため、大きな熱需要が見込まれる建物を抽出し、地域熱供給配管経路を提案した結果を図 9 に示す。清掃工場を中心とした 1km
四方の地域において地図上で建築面積概ね 500 ㎡以上の建物を抽出して〇で示し、また、1000 ㎡以上の非住宅施設を選定し、●で示した上で番号を割り振った。●で示される建物は全部で 19 件であった。抽出した建物に熱供給を行う配管を道路の下に埋設することを前提に太線で示す。●で示される 19 件の建物について事務所（標準型）、事務所（OA 型）、病院、ホテル、店舗、スポーツ施設の 6 分類のうち最も実情と近いと思われるものに分類した上で各施設の延床面積から熱需要を推定し、表 2 に結果を示した。延床面積が公表されていない建物については概算値を( )内に示す。建物 6の商業施設は延床面積、合計熱負荷ともに最も大きく、それぞれ279931 ㎡、214.35TJ/年であり、全 19 件の建物の総床面積
532085 ㎡、総計熱負荷 411.88TJ/年の半分以上を占めている。次
いで合計熱負荷が大きいのは建物 12 の大学であり 32.58 TJ/年、最も合計熱負荷が小さいのは建物 2 の小学校であり、2.04TJ/年であった。豊島清掃工場の 2018 年度の低位発熱量は 11828 kJ/kg
であり、年間ごみ焼却量が 92kt/年であることから年間低位発熱量
は 1088TJ/年であると考えることができる。これは 19 件の総計熱負荷の倍以上となっており、豊島清掃工場の排熱を利用してこれら全ての建物の熱需要を賄うことは十分可能であると考えられる。
現実的に熱供給事業を計画する場合には配管の敷設の容易さや各建物の現状の設備等を把握する必要があり、それらは今後の課
題である。
５．まとめ
1)
東京都２３区内において清掃工場排熱を利用した熱供給事業を行っている 16 の清掃工場について発電・熱供給事業の実態調査を行い、排熱利用状況を明らかにした。
2)
豊島清掃工場の詳細調査により、豊島清掃工場の排熱による熱供給事業の流れを整理した。ごみ焼却量・ごみ発電電力
量・場外供給熱量の 1 年間の変動と夏期・冬期の場外供給熱量の時刻変動を明らかにした。
3)
豊島清掃工場周辺 1km 四方の地域における施設分布を調査し、大きな熱需要が見込まれる建物を抽出した。特に大きな熱需要が見込まれる建物については熱負荷を推定し、清掃工場周辺地域に十分な熱需要が見込まれることを確認した上で、清掃工場排熱を周辺地域に新たに供給する地域熱供給配管経路を提案した。

表２ 豊島清掃工場周辺大型施設熱需要推計
図9 豊島清掃工場排熱による新規熱供給事業配管経路案
番
建物
延床面積 給湯負荷 暖房負荷 冷房負荷 合計熱負荷
用途
号
分類
[㎡]
[TJ/年] [TJ/年] [TJ/年] [TJ/年]
1
庁舎
事務所(OA) (7017)
0.05
1.73
3.88
5.66
2
小学校
事務所(標準) (4731)
0.04
0.61
1.39
2.04
3
事務所
事務所(OA) (5760)
0.04
1.42
3.18
4.65
4
病院
病院
(4992)
1.67
1.54
1.67
4.89
5 商業施設店舗(14140)
1.36
2.07
7.40
10.83
6 商業施設店舗
279931
26.91
41.01
146.43214.35
7
事務所
事務所(OA)
9019
0.07
2.23
4.98
7.28
8 劇場・会議場
店舗
10630
1.02
1.56
5.56
8.14
9 商業施設店舗(6744)
0.65
0.99
3.53
5.16
10 商業施設
店舗
17058
1.64
2.50
8.92
13.06
11 商業施設
店舗
24375
2.34
3.57
12.75
18.67
12 商業施設
店舗(23000)
2.21
3.37
12.03
17.61
13
大学
事務所(OA) 40360
0.31
9.97
22.30
32.58
14
事務所
事務所(OA) 11160
0.08
2.76
6.17
9.01
15
事務所
事務所(OA) (8361)
0.06
2.07
4.62
6.75
16
事務所
事務所(OA) 25050
0.19
6.18
13.84
20.22
17
事務所
事務所(OA) (14588)
0.11
3.60
8.06
11.78
18 商業施設
店舗
16577
1.59
2.43
8.67
12.69
19 商業施設
店舗(8592)
0.82
1.26
4.49
6.58
合計
53208541.18
90.86
279.83411.88

謝辞
実態調査にあたり、ご協力くださった東京二十三区清掃一部事務
組合の皆様、東京都 23 区内の清掃工場の皆様、および豊島区文化商工部学習・スポーツ課の皆様に感謝の意を表します。
参考文献
1)
東京都 23 区清掃工場平成 30 年度各年報, 20192)
平成 30 年度豊島清掃工場総合運転日報 7 月、8 月、1 月、
2 月分, 2018-20193)
東京二十三区清掃一部事務組合：事業概要 令和元年度版,
20194)
新江東清掃工場平成 30 年度各熱供給量計算書, 2018-20195)
板橋清掃工場運営協議会資料, 2018-2019
6)(社)空気調和・衛生工学会：都市ガスによるコージェネレーシ
ョンシステム計画・設計と評価,1994