⽇本初︕
グリーンエネルギーとIoTを活⽤したエビ養殖に挑戦-NEDO「脱炭素化・エネルギー転換に資する我が国技術の国際実証事業」の実証運転開始 –「地域のバイオマスを利⽤した省エネ型エビ養殖システム⾼度化実証研究（ベトナム）」

2024年6⽉13⽇
裕幸計装株式会社

省エネ型エビ養殖統合システム 実証運転 開始
バイオマスを有効利⽤したグリーン電⼒とIoTを活⽤した⽔質管理による⽣産性の⼤幅な向上を実現する
未来型エビ養殖事業
バイオマスの⾼効率エネルギー転換

IoT技術によるリアルタイム⽔質安定化

超微細気泡による酸素供給

AIを駆使したデータ解析による最適エビ養殖⼿法の確⽴

システム全体写真
1000㎥エビ養殖池①（実証研究⽤）
IoTセンサー設置
500㎥エビ養殖池（稚エビ養⽣⽤）

バイオガス
発酵槽

レモングラス廃棄物貯蔵庫

固体酸化物形燃料電池（SOFC）、ガス貯留バッグ等の機器設置施設

1000㎥エビ養殖池②（実証研究⽤）
IoTセンサー設置

事業背景
ベトナム南部メコンデルタ地域の課題の解決と新技術の導⼊
1. エビ養殖において発⽣する汚泥（排泄物、死骸、脱⽪殻、残餌など）が引き起こす周辺⼟壌・地下⽔の汚染
2. 電⼒の供給が不安定
3. バイオガスの発酵資材となるバイオマスが豊富である（バイオマス︓エネルギーや物質に再⽣が可能な、動植物から⽣まれた有機性の資源。
稲わら、もみがら、⾷品廃棄物、家畜排せつ物、⽊くずなど）※本事業は、バイオマスに「レモングラス廃棄物」を使⽤

本実証研究の⽬標
 ⽬標値*の実現によるバナメイエビ⽣産性の⼤幅な向上*養殖密度500尾/㎥・⽣存率85%（年間平均⽣存率︓57%）

 最先端IoT養殖システムの確⽴と定型化
 エビ養殖統合システムの運⽤⼿法の確⽴と現地養殖事業者への啓発 省エネ、CO2低減による持続可能な養殖事業の確⽴

研究評価実証要素
 省エネ型エビ養殖統合システムにかかる技術⾯および経済的側⾯の総合評価
 循環式ゴムチューブ発酵槽によるメタン発酵の効率および安定供給化評価
 バイオガスの組成検証及びガス貯留精製⼿法の最適化評価
 エビ⽣産性最適化を実現するクラウド型データ収集・分析システムの活⽤によるデータ相関性評価

実施場所

ティエンザン省
タンフードン地区

ティエンザン省"Gieng-nuoc-my-tho" by Phu-TG11 is licensed under CC BY-SA 4.0.

“Mekong Delta” by Prince Roy is licensed under CC BY 2.0.

エビ養殖場（Tuan Hien社）

Tuan Hien社およびベトナム政府関係者との会議の様⼦Tuan Hien社 社⻑と裕幸計装（株）⽊⼾システム概要
省エネ型エビ養殖統合システム
硫⻩発⽣の状態監視＋検知時の停⽌制御

循環型エネルギー創出ユニット

IoTセンサーバイオガス（メタン・⼆酸化炭素）
レモングラス廃棄物(養殖池近辺の加⼯場より調達)

汚泥
曝気装置

バイオガス発酵槽

エビ増産ユニット

固体酸化物形燃料電池(SOFC)

発電電⼒

溶存酸素・pH等のセンシング

IoTセンサー

クラウド

データ記録
解析・分析
⾒える化

システム要素• バイオマス（レモングラス廃棄物）• ゴムチューブ型バイオマス発酵槽• 固体酸化物形燃料電池（SOFC）• 消化液処理槽• エビ養殖池• バイオガス貯留バッグ• IoTによる⽔質・養殖管理⽀援• 全ての機器を制御するための⾃動制御技術
11

事業全体スケジュール
2020

7月

2021

6月

2021

7月

2022

10月

2022

2023

2024

11月

12月

マイルストーン

２．実証前調査

４．フォローアップ

1月

12月★実証養殖試験（２０24/07開始予定）
市場・規格適合・バイオマス可能性等の調査
基本設計・養殖事業者との連携
事業化への計画策定
実証設備施工３．実証研究2026★実証設備試運転開始（２０24/06)★採択

１．適合性等調査

2025

スモールスケール
試験

実証養殖
分析・解析
ワークショップ
12
展示会
現場説明会

研究機関・⺠間企業との連携

1. 九州⼤学 ⼭川学術特任教員︓バイオマス発酵に関する専⾨家
2. ⼯学院⼤学 ⽩⿃教授︓バイオガスによるSOFCに関する専⾨家
3. 九州⼤学⼤学院農学研究院︓海洋⽣物養殖に関する専⾨家
4. インターネットイニシアティブ(IIJ)︓IoTに関する専⾨家

エビ養殖池汚泥とレモングラス廃棄物を利⽤したメタン発酵（バイオガスの⽣産）担当：⼭川武夫（九州⼤学⼤学院農学研究院）
学術特任教員

今⽇の話の流れ メタン発酵のプロセス
 メタン発酵⽴ち上げでの留意点
 メタン発酵の運転管理指標

本事業でのバイオマス資材
本事業での種汚泥本事業でのメタン発酵装置
メタン発酵システムの全体像
メタン発酵とバイオガスの精製と貯留

 メタン発酵消化液の処理

メタン発酵のプロセス（酸⽣成とメタン⽣成の段階）
メタン発酵のプロセスは、バイオマス資源が酸生成とメタン生成の２つの段階を経て、バイオガスと消化液を生み出す（下図参照）。

加⽔分解

酸生成段階

メタン生成段階【酸⽣成段階】
⽣分解性⾼分⼦有機物（炭⽔化物，たんぱく質，脂肪等） 加⽔分解は、多糖類、たんぱく質、脂質といった⾼分⼦有機物が、単糖類やアミノ酸、脂肪酸、アルコール
低分⼦有機物（単糖，アミノ酸，⾼級脂肪酸） といった低分⼦有機物に分解。
酸発酵
酸発酵は、低分⼦有機物質を低級
アルコール、低級揮発性脂肪酸
プロピオン酸，(VFA)、⽔素、⼆酸化炭素に分解。
⽔素⽣成
酪酸等
酢酸⽣成
H2＋CO2 /ギ酸
メタン⽣成
バイオガス
（CH4，CO2）酢酸【メタン⽣成段階】
酸⽣成で⽣じた低級揮発性脂肪酸をさらに分解し、酢酸、ギ酸、H2/CO2を⽣成し、それぞれからメタンを⽣成。

メタン発酵⽴ち上げでの留意点
メタン発酵の効率的な⽴ち上げは、以下の５項⽬に留意することが必要。
種汚泥の量および質処理対象物の組成
種汚泥ならびに処理対象物中の栄養塩濃度とpH緩衝能
初期HRT（⽔理学的滞留時間）
容積負荷上昇率
種汚泥：⽴ち上げようとしているメタン発酵プロセスと、できるだけ同じ条件で運転しているメタン発酵施設から採取することが望ましい。
類似している物質を処理しているメタン発酵施設の発酵液（消化液）や消化汚泥のほか、し尿処理場や下⽔処理場の嫌気性消化槽の消化液あるいは脱⽔汚泥等を⽤いることが有効。 ⇨本事業：エビ養殖池汚泥
処理対象物：家畜糞尿、⽣ごみ、⾷品廃棄物、下⽔汚泥や⾼濃度⾷品排⽔等⇨本事業：レモングラス精油⼯場からの廃棄物

メタン発酵の運転管理指標
発酵液の温度：⾼温発酵（55℃前後）と中温発酵（35℃前後）
⾼温発酵：分解速度、ガス発⽣速度が速く、発酵期間は10〜20⽇程度と短い。
しかし加温に要するエネルギーは多い。
負荷変動やアンモニア阻害に弱い。
中温発酵：発酵期間が20⽇〜30⽇と⻑く、発酵槽容積も必要。
負荷変動やアンモニア阻害に強い。
⇨ベトナム南部で常温で固体の動物性脂肪には、注意が必要。

は年間を通して加温せず可能

pH：メタン発酵における最適pHは6.8〜7.4
メタン発酵槽内
酸成分としてVFA、アルカリ成分としてアンモニアが存在（メタン発酵のプロセス中に発⽣）過剰に⽣成されるとメタン発酵を阻害し、場合によってはメタン発酵そのものが停⽌。

メタン⽣成細菌はpHに対して敏感
pHが酸性側やアルカリ側に推移すると、メタン⽣成細菌の増殖速度が急減

本事業でのバイオマス資材

ティエンザン省のレモングラス畑（https://vovworld.vn/ja-JP/）

レモングラス廃棄物の粉砕の様⼦

精油⼯場

レモングラス廃棄物貯蔵庫粉砕したレモングラス廃棄物のレモングラス粉末と汚泥の粉末（レモングラス粉末≦5 mm）
混合の⾵景

本事業での種汚泥と投⼊資材汲み上げた汚泥

汚泥とレモングラス粉末，⽔酸化カルシウム⽔溶液の混合前

⽔酸化カルシウム⽔溶液（酸化カルシウム＋⽔道⽔）

汚泥とレモングラス粉末，⽔酸化カルシウム⽔溶液との混合後の状態⇨発酵槽へ投⼊メタン発酵システムの全体像
消化液引抜（消化液処理槽へ）
チューブ式
発酵槽

発⽣バイオガス（脱硫塔・ガス貯留バッグへ）
バイオガス
圧⼒計

バイオガス
ばっ気撹拌⽤ポンプ

バイオマス供給
養殖池汚泥供給

液位計

バイオガス(10 m3)
内部温度計

発酵液(60 m3)
発酵槽： HDPE（⾼密度ポリエチレン）製のチューブ式構造メタン発酵とバイオガスの精製と貯留脱硫装置，流量計，ガス貯留バッグ設置等

流量計へ

⇦

流量計

メタン発酵槽(HDPE製 )発酵液: 60 m3，バイオガス: 10 m3

ガス発⽣状況

脱硫塔（脱硫化⽔素⽤）

ガス貯留バッグ
3.3 m3 × 12個 ⇨SOFCへメタン発酵の消化液

消化液処理槽へ

発酵槽からの消化液の排出の様⼦消化液処理⽅法
各発酵槽をなだらかな⾼低差を設けて設置，動⼒は必要ない．
未消化物
吸着槽
No.1
発酵槽

未消化物吸着槽
No.２

活性炭
吸着槽
No.1

活性炭
吸着槽
No.2

環境への排⽔

未消化物吸着槽：レモングラス廃棄物を吸着槽内に充填し，消化液中の未消化物を沈降/吸着させて固形物を除去．No.2の液⾯をモニタリングすることで交換時期を決定．使⽤後のレ
モングラスは，堆肥化して農業資材（堆肥）として使⽤
活性炭吸着層：もみ殻くん炭を⿇袋に充填．この吸着槽で未消化物吸着槽から排出される無機イオン（アンモニウムイオン
本⽅法のメリットやカリウムイオン等）をもみ殻くん炭に吸着．
 エネルギー不使⽤
環境への排出の可否は，活性炭吸着槽No.2の表層⽔のEC
 運転コスト安価をモニタリング．吸着能が無くなった時点で，槽内の活性 資源の再利⽤炭を⼊れ換え．
 環境負荷が少ない
使⽤済みのもみ殻くん炭：天⽇乾燥後に肥料として使⽤．

2024年6月13日（木）産学連携の実証に関する記者説明会

日本初！グリーンエネルギーとIoTを活用したエビ養殖に挑戦～燃料電池発電～

工学院大学 先進工学部 機械理工学科
白鳥 祐介
shiratori@cc.kogakuin.ac.jp

地球規模の課題解決に向けて再生可能エネルギー
太陽光

風力地域特有の地上資源を使う！
バイオマス

水力

地熱バイオガスSOFCに関する研究事例
Fuel Cells 19(4) (2019) 346–353.

固体酸化物形燃料電池（SOFC）

Fuel Cells 19(4) (2019) 346–353.

メコンデルタ特有のバイオマス廃棄物（エビ養殖池汚泥、稲わら、ココナッツ搾りかす）
から製造したバイオガス（CH4: 60%、CO2: 40%）を供給して50%を超える発電効率を記録（ガスエンジン発電機の倍の発電効率）実証システムの概要
有機性廃棄物の循環利用により、環境に負荷をかけないエビ養殖を実証する。
循環型エネルギー創出ユニット

硫化水素発生状態の監視＋ 検知時の停止制御
IoTセンサーバイオガス（メタン + 二酸化炭素）

レモングラスの葉（加工残渣）

エビ増産ユニット

メタン発酵槽エネルギー密度の低いバイオマス廃棄物の資源化のキーが高効率発電装置の導入

固体酸化物形燃料電池(SOFC)
発電電力（グリーン電力）

汚泥

エビ養殖池

バナメイエビ
IoTセンサー
溶存酸素・pH等のリモートセンシング

クラウド・ データ記録
・ 解析、分析・ 見える化

※超微細気泡29

2024年6⽉13⽇
産学連携の実証に関する記者説明会

⽇本初︕ グリーンエネルギーとIoTを活⽤したエビ養殖に挑戦
エビ増産ユニット
九州大学大学院農学研究院
附属アクアバイオリソース創出センター（ABRIC）

栗原 暁

太田 耕平

杣本 智軌

エビ増産ユニットの概要
ベトナムにおける海・汽水産エビ養殖の特徴
1. 東南アジアにおける主要生産国
2. メコンデルタ地域で国内の約8割を生産（2021年）
3. 国内生産量約100万トン（2021年）：
バナメイエビ4. 養殖池面積約75万ha（2021年）：
バナメイエビ（約15％）
ブラックタイガー（約85％）

5. バナメイエビは集約養殖が可能バナメイエビ（約70%）
ブラックタイガー（約30%）

本ユニットの目標
初期密度500尾/m3で収穫時生残率85％以上

種苗購入

稚エビ育成

⽔質管理が肝‼

本養殖

超微細気泡散気装置

水質モニタリング

収穫PL12-15（120万尾）
孵化後約1か月, 10 mm弱

500 m3 x １基
3週間
1,000 m3 x ２基
各40万尾（500尾/m3）
7週間
生残率 ≥ 85％
（年平均 ≥ 57％）

Tuan Hien エビ養殖場（実証サイト）の紹介

素掘り池を遮水シートで覆った屋外養殖池

実証池

防虫ネットの屋根で養殖池全体をカバー

SOFC給電で稼働する省エネ・⾼機能な曝気システム
SOFC か ら の 給 電 で 駆 動 す る ブ ロ ア と
微細な気泡を出すディスク型散気装置を使用して、パドル式撹拌装置よりも省エネかつ効率的な曝気を行う

ダイセン・メンブレン・システムズ製
超微細気泡散気装置「パールコン®」

汚泥排出型式PMD‐D12寸法347 mm

スリット長1 mm

発泡面積

630 cm2

Tuan Hien エビ養殖場（実証サイト）の紹介

⽔質モニタリング
測定項⽬

フローティングキット

毎1～15分

データ収集

可視化

1日1回

 水温

 アンモニア態窒素濃度

 pH

 亜硝酸態窒素濃度

 溶存酸素濃度

 硝酸態窒素濃度

 塩濃度

 アルカリ度 他

分析

Tuan Hien エビ養殖場（実証サイト）の紹介

⽔質モニタリング
測定項⽬

フローティングキット

投げ込み式センサー

データ収集

可視化

簡易分析（1日1回）

 水温

 アンモニア態窒素濃度

 pH

 亜硝酸態窒素濃度

 溶存酸素濃度

 硝酸態窒素濃度

 塩濃度

 アルカリ度 他

分析産学連携の実証に関する記者説明会

⽇本初︕ グリーンエネルギーとIoTを活⽤したエビ養殖に挑戦
エビ増産ユニット 〜 IoT

2024年6⽉13⽇
株式会社インターネットイニシアティブ
グローバル事業本部 グローバル事業開発部
上⽥ 博© Internet Initiative Japan Inc.

IoTの役割

IoTを導入することで生産性向上を目指す
生産性を上げることで売上、利益をUp導入することで設備金額

金額

利益

コストはUp

養殖統合
システム

利益

養殖統合
システム

既存

既存

既存

既存

コスト

コスト

コスト

コスト

設備コスト

売上

IoTが提供する機能

データ収集

異常の通知

水質、SOFC、発酵閾値超過によるメール通知

データの可視化

養殖の管理

傾向、異常の視覚的把握

収獲量、売り上げの管理

分析
データ分析によりさらなる生産性向上
三菱総合研究所 担当

システム概要

IoT
アプリケーションAWS IoT

The Internet

データ
送受信装置

SOFC

XBee-PRO802.15.4

センサー
制御装置

DOセンサー

ｐHセンサー 塩分センサー

実証養殖池①

実証養殖池②発酵槽

参考 - IoTデバイス

ソーラーパネル

BOX
センサー制御装置
ソーラーパネル
バッテリー

フローティング
キット

設置イメージ(試験用養殖池)

参考 - IoTアプリケーション画面

Dash board

Alert

カスタマイズグラフ

稚エビ情報