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環境問題として見た都市工学によるサーマル・リサイクルについて
2005．Jan.17（株）藤井基礎設計事務所
地域戦略研究所 顧問

藤本 栄之助１．理念
既に過ぎ去った 20 世紀の繁栄を振り返ってみると、それは科学技術の急速な進歩がもたらしたものであることが判る。科学技術を向上させたいというわれわれの願いには、「人類すべてを幸福にさせたい、そして人類を構成する個人は基本的に幸福になる権利を持っている」という明確な目的があった。その目標は、ある側面から見れば、殆ど達成されたといってもよい。
しかし、どんな高邁な目標にも、物事には裏腹があるように、その到達への努力の過程で副生してくる害毒が派生するのである。
高度に発達した科学技術は、非常に豊かな物質文明の恩恵をもたらしてくれた反面、深刻な代償を支払らわなければならなかったことも事実である。産業公害に端を発して続発した諸問題として、
１．人類の生存を脅かす環境問題
２．資源・エネルギー枯渇への危惧
３．爆発的人口増加がもたらした食糧危機
４．過剰な人口集中による都市問題など、地球規模におよぶ大問題に直面して、われわれは失ったものの重大さ、取り返しのつかないぎりぎりの所まで来た過失の重さに愕然と気付いたのである。上述した問題はすべて人類の存続にかかわる重大な問題ばかりであるが、まだ遅すぎることはない、修正が可能であると信じなければ、穏やかで調和のとれた 21 世紀は存在しないことになってしまう。
だからこそ、21 世紀のスタートに立って、われわれはパラダイム（Paradigm 生き方の規範）の大転換に迫られているのである。名古屋大学総長 松尾稔氏が提唱している具体的な規範の転換例は(資料１)、＊進歩拡大の社会から環境調和への社会＊無制限の自由競争から弱者や環境に配慮した共存の枠組みへ＊資源の無限論から有限論へ＊道具としての技術から環境保全を前提とした技術へ＊細分化され専門化された規範から総合的に調和のとれた規範へ＊科学技術の社会性が問い直されるべきである2

以上のような６項目からなっているが、私はこの新しいパラダイムを遵守することによって、20 世紀が負の遺産としてもたらした 富の偏在、文明の偏在、民族間の騒擾そして宗教対立などを克服し、21 世紀の新目標として貧困の払拭と戦争の絶廃が達成できるものと考えている。
Fig. １
松尾氏の新文明枠組みモデル（日刊工業新聞 2000．Oct. 31）（摂取）（再利用）

自 然 界（自然の浄化）（打撃）（恵み）

生物関連新物質
（人工）
情報

（廃棄）

資源

転 換
措 置

（の骨格）

（加工工場）

生産・消費

文 明

最終
廃棄物

経済
生存・生活
（再資源化）

学術（科学技術）／制度（文化）２．理念と中期計画の結びつき
上に示した松尾氏の枠組みモデルから判るように、転換されたパラダイムに基づいて生きて行くためには、下に示すような三つのグループに分類される技術の克服が要求される。
第１グループとして、第２グループとして、第３グループとして、＊ Biotechnology＊ 変換装置としての＊繁栄する文明社会に＊ 新素材

調和ある新技術

おける弱者対策

環境問題解決への寄与

高齢者社会への技術的対応＊ 情報
半導体産業への貢献

当社コンピテンス

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これをさらに当社の存立基盤ともいうべき、コア・コンピテンス（コンサルタント業務と地域戦略、環境技術などを総合的にまとめた当社独特の管理能力）との結びつきを考察す
れば、中期計画に三大目標として掲げられた、町づくりを主とした地域戦略情報関連技術
地域環境問題からエネルギー効率化までを含めた環境関連技術
健康をテーマとした高齢者社会対応などに到達するのである。まさに当社の中期計画は 21 世紀への夢を実現するための目標に合致しているといえる。
（資料２：当社中期計画書）
３．都市部における環境問題と高齢者社会への対応
現在の都市部周辺では、熱エネルギーが有り余るほど副生していて、しかもそれが無駄なままに捨てられている。
剰余熱エネルギー源としては、①都市ごみ焼却、②周辺の工場群から排出される熱湯（発電所、反応器、熱交換器など）、③小売店 Network の自家発電機などが身近な具体例である。
一方、家庭で使われる熱エネルギー量は毎年平均 7.4％の割で増え続け、2001 年度の都市ガス需要は 29,000（百万ｍ３：今後は Mm３と表示）になると推定されている。（資料３）世界各国のエネルギー需要量と暖房、給湯用途への比率を表１に示す。
Tab.1 各国用途別エネルギー需要比率（1994 年）（資料 4）
国名需要（Mcal／世帯・年）

暖房給湯比率（％）

アメリカ

27,29074.7

スウェーデン

20,94883.6

フランス

20,34884.6

ドイツ

20,19589.1

イギリス

19,019

85.0

デンマーク

19,00786.0

イタリア

16,33580.8

日本

10,72461.8

備考

旧東独の影響日本に限って云えば、暖房、冷房および照明・コンセントは電気、給湯および厨房は都市ガスという図式が一般化しているので、さらに需要比率を細分化すると、
暖冷房 、照明他

47％

給湯、厨房53％

4となって（資料４）、都市ガス使用割合が半分強占めていることが判る。即ち日本では、都市の中で廃熱として捨てられているエネルギーに代替できる需要が半分ある、ということである。
さらに進めて、代替可能な需要を暖房まで広げて考えると、給湯、厨房および暖房の合計需要量の比率は 72％までに高まってくる（資料４）。従って、各世帯で 1 年間に消費する熱エネルギーは、給湯、厨房の場合：10,724×0.53＝5,684Mcal
暖房も加えると ：10,724×0.72＝7,721Mcal
として算出される。しかし、実際には、各世帯で必要な給湯量は一日当たり約 300L ぐらいとして、15℃から 45℃のお湯を沸かすに必要なエネルギーは 1 年間で僅かに、
1.0×300×（45−15）×365＝3,285Mcal
であり、その熱効率は 58％と低く、エネルギー的に極めて無駄をしていることになる。
われわれは可及的速やかに都市ガスを使った暖房、給湯、厨房仕事を止め、都市内から排出する熱エネルギーを再利用すべきである。
４．都市ごみ排出量と家庭内需要エネルギーとのバランス
そうは云っても、ゴミ焼却熱が家庭内需要エネルギーを賄えるのかという疑問は残る。この第５項ではそのことをチェックする。
家庭ごみの排出量は、年々減少してきているが、平成 11 年度データでは一人当たり、一日 1.1Kg となっている（資料 5）。その中でリサイクルされるものが 10.7％あるので、残りの 89.3％が廃棄物処理に回される（資料 5）。さらに処理の中で、77.1％が焼却処理である。
１世帯当たりの構成人数を 3 人とすれば、1 世帯当たり年間発生する焼却ごみは1.1×3×365×0.89×0.77＝0.83 トン（ｔ）である。都市ごみの焼却発熱エネルギーは 4,100Mcal／ｔと推定できるので（資料 6）、4,100×0.83＝3,400Mcal
が各世帯がサーマル・リサイクルで使用できるエネルギー源であり、この数字は各家庭が給湯に必要なエネルギーとほぼ合致する。
（都市ごみ焼却炉から発生するエネルギーの熱湯への変換熱効率は別途調査する必要あり。）また、都市に隣接して工場がある場合には、そこが熱供給源になることも考慮に入れると、暖房にまで使用範囲を広げることが可能となり、このサーマル・リサイクル計画の実現性は極めて高いと考えてよい。また、特に工場の熱交換器から排出される余剰熱湯には、防錆剤などの添加剤が入っていることが多く、家庭内の風呂や厨房用としては供給できないので、これは暖房用として再利用すべきである。
５．老齢化社会問題との連動
現実に、多くの地方自治体ではごみ焼却エネルギーを利用した「温泉」や「クワハウス」

5を経営して、市民に憩いの場を提供している都市は多い。当地延岡でも「ヘルストピア」は人気を博している。しかし、人口の年齢分布が高齢化してくるとそこにも行けない人々が増えてくることを考慮しておかなければならない。特に日本は、平均寿命では世界一長寿国になったが、死に至る最後の寝たきりになる年数が、欧米の 1 年間に比べて倍以上の平均 2.5 年というデータが厚生省から発表された。
廃エネルギーを一か所に集めて「温泉」を経営するのもいいが、こういう寝たきり老人の介護問題の視点からも廃エネルギーを熱湯に替えて各家庭に配湯するのも、今後の老齢者社会に対応した本当の福祉社会のあるべき姿であろう。
こういう背景の基に、当社のコア技術である配管技術と素材を利用した「都市ごみ焼却熱を利用したサーマル・リサイクル事業」開発の提案をしたい。
６．保温性の高い熱エネルギー輸送方法の提案
一般に熱湯の輸送配管は、鉄管に保温材を巻いた方式が取られていることが多い。この方式は工事に時間がかかり過ぎて、多方面に禍を及ぼすし、また費用も１インチ・ｍ当たり4.000〜5,000 円と極めて高価である（資料 7）。
当社のコア技術はプラスティック配管技術であり、耐熱性樹脂の知見集積も多い。近年、保温性の点から見れば、効果的な二重管のノウハウ蓄積もできているし、保温性を考慮した配管システムのアイディアもある。それを図２〜４に示す。
Fig.2

Fig.3

Fig.4

二重管方式

支持板方式

内包管方式

内通管を三点支持で外管４ｍ間隔で指示板を置き外管の底に単純に内通に固定したもの

内通管を固定したもの

管を這わせたもの（熱膨張でもフリー）（熱膨張でもフリー）（熱膨張での歪を懸念）

耐熱性樹脂については多くの実績を有していて、塩素化塩ビ、PP、Polybutene,特殊 PP（PP random copolymer：商品名 RAMCO パイプ）、TPV（旭化成 HDPE／ＰＰmatrix）
資料など多数の素材候補がある（資料 8）。これらのすべてについても、価格は１インチ・ｍ当たりいずれも 1,000 円以下であり（正式な見積はエンジニアリング部に依頼が必要）、従来の鉄管保温方式に比べて 1／4〜1／5 以下になろう。
なお、保温のための外部管は、一番安価なリサイクル塩ビ管で十分である。
また配管経路については従来の水道管、下水道管、電力ケーブル管、光ファイバー通信管の空隙部を使用したり、それができない場合はスピーダー方式の効率的な工事方法を有し6ている当社の強みが生かせるものと考える。
７．炭酸ガスの抑制効果
大気中の炭酸ガスは観測が始まって以来、毎年徐々に増えてきて、今や地球温暖化は避けられない状態である。世界の研究者でつくる「気象変動に関する政府間パネル（IPCC）」の第 1 部会は 1999 から 2100 までの間に地球の温度は 1.4〜5.8℃上昇し、海面も９〜88ｃｍ上昇すると発表した（資料 9）。
この地球の危機を救うために、国際協力機関「気象変動枠組み条約締約国際会議（COP）」が毎年開催されている。
COP３京都会議で、「炭酸ガス発生量を、1990 年を基準にさらに 10％減す」ことが決議されたが、それから 3 回の会議を経ても尚、昨年の COP6 ハーグ会議は、大国間のエゴ、南北対立、発展途上国の反発などで、何の成果も出せなかった。
高度な技術文明を享受することと炭酸ガスを減すこととは、こんなにも相反し、また困難なことである。
しかし、私が提案する本テーマは、地方自治体の法制下において完全に実施されるとすると、現在消費している液化ガスの約 57％が節約できることになり、これは日本が排出している炭酸ガスの約 5.3％になるという推論もできる（資料 10）。
この数字は炭酸ガス抑制から見たら決して無視できない重要な数字である。
８．本テーマの具体的な進め方（１）調査。
①基礎データの収集。
②モデル都市を選び、回収可能な熱量の調査。
モデル都市の例。延岡市（旭化成）、大牟田市（三井化学）、久留米市（ブリジストン）、北九州市（新日鉄）、岩国市（テイジン）など。千葉県の東京湾沿岸の各都市は既に実施中。
北海道の札幌市などの大都市では、地域暖房公団が設立され、セントラル・ヒーティング・ネットワークが完備しているので、本計画のモデルとして参考にしたい。
③地方自治体と連携して給湯を要請する世帯調査。（最初は希望世帯のみから全世帯へ。また学校、病院、自治体など大手需要から始めることも検討。）④ボランティア環境団体との連携。
⑤配湯システムの最適化。給湯単位のブロック化。（水道配水システムを参考に）⑥モデル配管系統図。給湯量を推定して配管径の決定。ポンプ能力の設計。温水リサイクルの必要性。
⑦ビジネス・モデルとしての特許性の確認および出願。
（２）収益性の検討。

7①モデル区域での工事費算定。
②需要者からの集金の許容限度。都市ガスとの対比。
③集金システムにおける地方自治体の関与。
④事業性評価。メリット計算。
（３）大手企業との連携の可能性。（当社単独ではテーマが大きくてできない、協力社が必要。）環境事業に取り組んでいる大手会社。
例。荏原製作所、NKK、川鉄、新日鉄、三菱重工など（４）ガス会社との連携。
（５）電力会社との連携。
（６）地方自治体との連携。法制化への努力。
（７）国家プロジェクトへの昇格。自治体を通じて政府への働きかけ。
（８）特記事項。（株）環境事業開発研究所 吉村元男所長（現在は鳥取県立鳥取環境大学教授）からの情報。
本テーマおよび関連テーマの主旨を添付して計画書を、新エネルギー開発機構（NEDO）に申請すると、地方自治体ごとに 1,000 万円の補助金が交付される。
９．本テーマの検討経過
H.9 年

藤本が旭有機材工業（東京）企画管理室長時代に基本計画提案。

H.10 年 7 月 13 日 監査役レポート（No. 1）提案
H.10 年 7 月 28 日 監査役レポート（No. 2）提案
H.10 年 12 月 １日 監査役レポート（No.16）調査資料提供
H.11 年 10 月 5 日 福岡支社長（当時）川崎取締役に説明、事業化への検討を推奨。
H.12 年 6 月 22 日 田畑前社長、木下常務（開発本部長）にメールで注意喚起。
H.12 年 6 月 30 日延岡技術開発本部にて、木下本部長、津田課長、末留企画員に説明し、中期計画テーマとして検討推奨。

H.13 年 2 月 26 日

田畑前社長に説明。本テーマに関係する研究会または学会に入会するとともに、各方面とコンタクトし、主旨を成功させるためにどうすべきか、次ぎの段階を見据えて検討を続けることになった。
本テーマがパイプ事業の再生に繋がるような具体策を立案したい。

10．資料（資料１）日刊工業新聞 2000 年 10 月 31 日（火）
（資料２）2000 年度当社中期計画（C&C21 について） 2000．11．16 発行（企画部）（資料 3）エネルギー経済統計要覧「都市ガス、天然ガスの需要」P.152〜153（資料 4）環境白書（各論編）第１章 P.73
（資料 5）厚生省「平成 8 年度一般ごみ排出量および処理状況について（速報）」（資料 6）前出（資料 3）「各種エネルギーの発熱量」 P.301

8（資料 7）旭エンジニアリング（株）工事担当私信（資料 8）旭化成（株）化成品樹脂新事業開発室 木下部長報告書
ソーラー技研 RAMCO Pipe（PP random copolymer）技術資料（資料 9）日本経済新聞 2001 年 1 月 22 日（月）（資料 10）前出（資料 3）「都市ガス需要の構成比」P.153
11．終りにこの小レポートを作成するに当たって、多方面に渉って調査したが、（資料）として記述した以外に、下記の方々に多くの教唆をいただいた。ここに深く謝意を表したい。
旭化成（株）

動力部 西田部長（現在 延岡支社次長）
環境安全総括部 細見副部長、大谷副部長

平玄社（株）

古谷代表取締役社長

三光（株）

橋本代表取締役社長（財）しまね産業振興財団
鳥取県立鳥取県境大学
東京農工大学木原部長

酒井アドバイザー

加藤学長

吉村元男教授久留島教授

12．まとめ
都市ごみ問題＆炭酸ガス減少計画

国家プロジェクト

都市ごみ問題＆福祉問題

地方自治体プロジェクト

地域冷暖房計画

同上

電力削減

電力会社

都市ガス削減ガス会社

配管系統企画当社＆コンサルタント

配管材料提供＆配管施行

当社主導による管継手協会

総合計画

大手ゼネコン＊連絡先（株）藤井基礎設計事務所
地域戦略研究所
住所 690-0011

顧問 藤本 栄之助

松江市東津田町 1349

TEL 0852-23-6721
FAX 0852-25-2248
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