Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### 4.3 結果と考察

4.2 節で述べた方法によって、まず、各シナリオの分別回収率向上によって、種類ごとの廃棄物のフローを計算し、各シナリオの最終処分の必要な容量、削減したコスト、最終処分による温室効果ガス削減効果を推計し、分別回収の効果定量的に示された（図Ⅱ4.3-1、図Ⅱ4.3-2、図Ⅱ4.3-3）。生ごみ、紙類、プラスチックの分別向上による最終処分場延命効果と温室効果ガス削減効果として、BAUと比較すると、一番積極的な分別回収シナリオCでは、北広島市家庭ごみの廃棄物埋め立て量から更に4737t/年（約BAUの55.9%）、北広島市全体の温室効果ガス排出量から更に7143.8t-CO_{2}/年（約2009年北広島市全体の排出量の31.2%）削減可能であることを示した。

図Ⅱ4.3-1 シナリオ毎の最終処分必要容量

図Ⅱ4.3-2 シナリオ毎の削減コスト

図 II 4.3-1、図 II 4.3-2 では、生ごみとプラスチックに比べて、紙類の最終処分量は最終処分必要容量の主な部分となっている。これは、想定したシナリオでは、普通ごみ中の紙類組成の約8割を占める「その他紙類」が回収されることを考慮しなかったためと考えられる。したがって、最終処分量や温室効果ガス排出量のさらなる低減化を図るには新たな技術の導入が必要である。新たな技術の例としては、近年注目されているMBTという未分別の廃棄物に機械選別・前処理を施した後に、埋め立て処分するという処理方法の導入によって紙類をしっかりと前処理してから埋め立てること、また生ごみと同様に一部の紙類をバイオガス化することによって紙類のリサイクルの幅をマテリアルリサイクル以外に広げること、住民の協力によって今以上にリデュースを促進することなどが考えられる。そのため、本研究では一部分として分別回収率の向上を想定したが、他の様々な改善策を取り入れた場合の最終処分量や温室効果ガスの発生量、さらにコストの推計を行い、それぞれの結果を比較し、考察していくことが必要であると考えられる。また、本研究の想定シナリオまで、現状の分別回収率を向上させるためにどのような政策が必要となるか、またその政策による分別回収率向上の見込みはどれほどあるのかを推計することも非常に重要である。また、混合発酵が下水污泥の単独発酵より、バイオガスの製造効率が二倍まで促進され、処理過程の維持管理費も削減できるメリットがある $ ^{8} $ 。しかし、本研究では、各シナリオの分別回収と処理過程による悪臭問題、エネルギー消費量など環境負荷を考慮しなかったので、それに関する評価を将来の課題として検討する必要がある。

### 4.4 まとめ

生ごみ分別収集およびバイオガス化処理による温室効果ガス排出量の削減効果が顕著であると明らかにした。北海道北広島市を対象地域として生ごみ、紙類、プラスチックの分別向上による最終処分場延命効果と温室効果ガス削減効果として、BAUと比較すると、一番積極的な分別回収シナリオCでは、北広島市家庭ごみの廃棄物埋め立て量から更に4737t/年、北広島市全体の温室効果ガス排出量が更に7143.8t-CO₂/年の削減が可能であることを示した。また、混合発酵を採用することで、下水污泥の単独発酵より、バイオガスの発生量も向上した。したがって、下水污泥と食品廃棄物の混合発酵が廃棄物の適正処理、地域資源の循環利活用、低炭素社会の構築に大きな効果をもたらすことを明らかにした。ただし、混合発酵の効率の増進のため、食品廃棄物の分別回収率の向上が必要である。

## 参考文献

1) 環境省：21世紀環境立国戦略,2007.

http://www.env.go.jp/guide/info/21c\_ens/21c\_strategy\_070601.pdf （参照 2011-10-01）

2) 環境省，食品廃棄物系バイオマスのエネルギー利用システムについて一現状、課題及び今後の方向性一，2005. http://www.env.go.jp/recycle/waste/conf_raw_g/04/mat02.pdf (参照 2011-10-01)

3）北広島市役所 HP, 2011. http://www.city.kitahiroshima.hokkaido.jp/ (参照 2011-12-10)

4）松藤敏彦：都市ごみ処理システムの分析・計画・評価，技報堂出版，2005.

5) 澤部咲余、中山裕文、島岡隆行、小出秀雄：一般廃棄物最終処分に関わる費用の増減要因に関する一考察都市清掃, Vol.64, No.301, pp.253-258, 2011.

6) IPCC, Fourth Assessment Report (AR4), 2007. http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter2.pdf （参照2011-10-15）

7）環境省：「温室効果ガス排出量算定に関する検討結果」，2006.

http://www.env.go.jp/earth/ondanka/santeiho/kento/h1808/index.html （参照 2011-12-15）

8）八村幸一：「第5回バイオマス事業化戦略検討チーム資料：バイオマスエネルギー関連事業のご紹介」，2012. http://www.maff.go.jp/j/biomass/b_kenntou/05/pdf/siryo2.pdf （参照2012-06-10）
### 5. 未利用廃棄物の利活用システム

### 5.1 稲わらペレットの製造条件の明確化

#### 5.1.1 研究目的

日本では稲わらの約7割が鋤き込みされている。稲わらの鋤き込みは、作物生育障害の発生やメタン排出量増加が懸念されていることから、稲わらの有効利用が望まれている。本研究では、全国で唯一稲わらペレットを実プラントで製造し、温泉で熱利用している南幌町（図Ⅱ5.1-1）を対象とし、①稲わらペレット製造の歩留まり率およびペレットの発熱量の影響因子を明らかにし、②重油や灯油との熱量あたりの取引価格から算出したペレット価格について考察を行った。さらに、ペレット製造時の成形性（歩留まり率・機械的耐久性）の低さが問題となっていることから、③稲わらペレットの成形性の影響因子として考えられる破砕粒径と成形温度に着目し、稲わらペレットの成形性に及ぼす破砕粒径

主任研究者 北海道大学大学院工学研究院 教授 古市 徹

分担研究者 准教授 石井一英

図Ⅱ5.1-1 南幌町の稲わらペレット事業の概要

と成形温度の影響について実験的に明らかにすることを目的とした。

#### 5.1.2 稲わらペレットの製造の歩留まり率および発熱量の影響因子の考察

## (1) 実験方法

南幌町の稲わらペレット製造実機を用いて、図Ⅱ5.1-2に示す工程で、表Ⅱ5.1-1の5つの条件の稲わらを用いて、稲わらペレットの製造を行い、歩留まり率（=稲わらペレット重量/投入稲わら量）および、稲わらペレットの低位発熱量、含水率、灰分、固定炭素量の測定を行った。

## (2) 結果と考察

図Ⅱ5.1-3に、稲わらペレットの含水率と発熱量および歩留まり率（＝稲わらペレット製造量/稲わら量）の関係を示す。低含水率の方が、発熱量は高いが、歩留まり率が低くなる（成形がうまくいかない）。すなわち、含水率が重要な製造パラメータであり、製造後の稲わらペレット含水率が12～15%程度になるように、調整する必要があることが分かった。

#### 5.1.3 稲わらペレット価格の考察

図Ⅱ5.1-3の稲わらペレット発熱量と含水率の関係を用いて、熱量ベースで重油、灯油に競争可能なペレット価格とペレット含水率の関係を考察する。まず(1)式を用いて、熱量ベースで灯油・重油価格と等価になるように稲わらペレット価格を算出する。

稲わらペレット価格（円/kg）=

$$ \begin{aligned}&( 灯油 \cdot 重油価格 \quad( 円 /L)\nearrow 灯油 \cdot 重油の発熱量 (KJ/L))\\&\quad\times 稲わらペレットの発熱量 (MJ/kg)\quad\cdot\cdot\cdot(1)\end{aligned} $$

(1)式の灯油・重油価格には、現行の灯油価格90円/L、現行の重油価格85円/L、灯油の将来想定される価格110円/L、重油の将来価格105円/Lを用い、灯油、重油の発熱量には36.7MJ/L、39.1MJ/Lを用いた。そして、図Ⅱ5.1-3の各含水率毎の稲わらペレットの発熱量から、灯油と重油と熱量ベースで等価な価格を算出した。図Ⅱ5.1-4に、以上より求められた稲わらペレット価格と稲わらペレット含水率の関係図を示す。

現状の稲わらペレット取引価格は35円/kgであること

図Ⅱ5.1-2 稲わらペレット製造工程

表Ⅱ5.1-1 試験材料

福わら ロール	含水率 (%)	重 量 (kg)	ベレット化し た日付	収集年	保管期間	乾燥方法
No.1	8.0	154	2011年11/17	2010年11月	約1年	自然通気
No.2	11.7	22.1	2011年1/20	2011年11月	約2ヶ月	強制乾燥
No.3	17.0	31.5	2012年1/20	2011年11月	約2ヶ月	強制乾燥
No.4	18.8	33.2	2012年1/20	2011年11月	約2ヶ月	強制乾燥
No.5	25.0	177	2011年12/20	2011年11月	約1ヶ月	自然通気

稲わらペレットの含水率 (%)

図Ⅱ5.1-3 含水率と発熱量および歩留まり率の関係
から、現行の灯油価格 90 円、重油価格 85 円と比較したペレット価格を考えた場合、含水率を 10%程度で考えても厳しい。

しかし、将来の重油・灯油価格が20円高騰した場合には、現行のペレット取引価格でも十分に、化石燃料と代替できる可能性を示した。

#### 5.1.4 稲わらペレットの成形に及ぼす影響因子の考察

## (1) 実験方法

次に、稲わらペレットの成形性に大きな影響を及ぼすと考えられる破砕粒径と成形温度に着目し、稲わらペレットの製造試験を行った。破砕粒径は、5mm、10mm、20mmの3段階、成形温度は60℃、80℃、100℃の3段階の合計9条件にて、予め含水率は15%に調整した稲わらを用いて試験を行った。

## (2) 結果と考察

図Ⅱ5.1-5より、破砕粒径によらず、含水率15%、成形温度60～80℃であれば十分に良質な稲わらぺレットの製造が可能であることが分かった。同様に、図Ⅱ5.1-6より、機械的耐久性(ペレットのもろさ)についても同条件であれば、木質ペレットの品質規格である97.5%と同等のレベルに達することが分かった。

しかしながら、成形温度 $ 100^{\circ}C $ の場合には、成形中の水分の蒸発により、リグニンの軟化が不十分なため歩留まり率と機械的耐久性共に低下した。成形温度を制御できるペレット製造機は限られており、ペレット製造中に摩擦熱により成形温度が上昇してしまい、成形に悪影響を及ぼすことが多い。そこで、含水率を 20% に調整し、成形温度 $ 100^{\circ}C $ で製造を試みたところ、歩留まり率および機械的耐久性共に改善することを確かめた。すなわち、成形温度に応じた含水率の調整が、安定的に高品質なペレットを大量に生産するために重要であることを示した。

#### 5.1.5 結論

①唯一実プラントで製造された稲わらペレットの歩留まり率と発熱量を測定した結果、原料としての稲わらロールの含水率と造粒時の加水量が、歩留まり率と稲わらペレットの発熱量を管理する

図Ⅱ5.1-4 稲わらペレット含水率とペレット価格の関係

図Ⅱ5.1-5 成形温度と歩留まり率の関係 (破砕粒径をパラメータ)

図Ⅱ5.1-6 成形温度と機械的耐久性の関係（破砕粒径をパラメータ）

ための重要因子となることを示した。含水率調整の目安として15％が適当であることを示した。

②発熱量ベースで重油・灯油価格に競争できるペレットの発熱量と含水率の関係を明らかにし、現状では製造コスト削減が必要であること、また将来重油・灯油価格が20円高騰した際には、現状で生産されている14～22%のペレット含水率で十分競争可能であることを示した。

③-1 破砕粒径 5mm から 20mm の範囲では、成形性に大きな違いは見られなかった。破砕に必要な時間やエネルギーを考慮すると破砕粒径 20mm で十分に成形できることを示した。

③-2 含水率 15%、成形温度 $ 60^{\circ}C $ および $ 80^{\circ}C $ の条件において成形性の高い稲わらペレットを製造することができた。

③-3 含水率 15%・成形温度 100℃ ではすべての粒径で成形性が低下した。そこで、含水率 20%・成形温度 100℃ で追加実験を行ったところ成形性は向上した。つまり、温度調整が造粒器では、成形中に成形温度が上昇することがあるので、その成形温度に応じた加水による含水率の調整が必要であることを示した。
#### 5.2.1 研究目的

農作物残渣の燃料化は化石燃料など他の燃料と比較してエネルギー密度が低く経済性が低いと言われている。しかしながら農業地帯が集中し、広大な耕作地が存在する北海道においては燃料化が可能である。その対象となる残渣は地域によって大きく異なるが、ペレット燃料の原料となる条件として、第一に地域に多く賦存し(収集し易い)他に用途がないこと、第二に自然乾燥が可能であることが上げられる。また、さらには消費地の近傍にペレット生産工場が存在すれば経済的に既存化石燃料に対抗できる条件となる。

農作物残渣の燃料化とくにペレット化は北海道を除いて国内で取り組まれている事例はない。この要因として前述のように多量の残渣を収集できないこと、発熱量が低く、灰分が多く、クリンカーを生じやすく燃料としての質が低いと考えられているためと推測できる。

また、エネルギーの多様化、自給率の向上を考えると、地域で排出されるバイオマスをその地域で消費するエネルギーの地産地消は、これまで域外へ流出してきたエネルギーマネーをできる限り地域内で循環させようとする試みで、地域の発展にとっても新たな産業が生まれるなど有効な手段といえる。

本研究分野では稲わらペレットあるいは木質ペレットとの混焼がボイラの燃焼性能に与える影響を明らかにし実際の燃焼に応用すること、クリンカーの生成が継続燃焼に与える障害を軽減することを目的とし、自治体が推進するバイオマスの熱利用、農作物残渣の燃料化を技術面から支援する。なお、本事業では稲わらの燃料化施策を導入した南幌町の温泉施設のペレットボイラでの実証試験を対象としている。

#### 5.2.2 ペレットの基礎燃焼試験

## (1) 供試ペレット燃料

各種燃焼実験で使用した稲わらペレットは、南幌町で排出された原料から成形し、木質ペレット燃料は広資材(株)（南幌町）から提供いただいた。それぞれの分析値を表Ⅱ5.2-1に示す。

表Ⅱ5.2-1 燃料の分析値および物性値

単位密度 g/cm³	粉化率 %	水分 %	灰分 %	揮発分 %	固定炭素 %	総発熱量 MJ/kg
稲わらペレット 100%	1.27	2.0以下	7.4	12.7	63.7	16.2	15.18
木質ペレット 100%	1.22	7.1	7.1	0.4	78.3	14.2	17.73

## (2) ペレットの燃焼速度測定

コーンカロリーメータにより木質ペレットに稲わらペレットを混合したサンプルで、それぞれの燃焼速度を測定した結果を図Ⅱ5.2-1に示す。図から分かるように稲わらペレットを混合しても顕著な差は見られず、燃焼速度は15.2g/s・m²となった。

## (3) クリンカー障害

クリンカーは灰が熔融し固化したときに発生する。写真Ⅱ5.2-1は発生初期段階のクリンカーで空気孔の部

図Ⅱ5.2−1 サンプルの平均燃焼速度

分が吹き飛ばされたドーナツ状となる。このような結果から、火格子の空気孔をスリット状にし、クリンカーを細かく破壊され易いようにした結果クリンカー障害は克服された。

#### 5.2.3 温泉施設での実燃焼試験

南幌町が推進するバイオマスの熱利用、農作物残渣の燃料化を技術面から支援することを目的に、同町内の南幌温泉ハート&ハートでの加温用ボイラを使用した実燃焼試験をおこなった。

写真Ⅱ5.2-1
## (1) 建屋およびボイラ設備

この温泉施設での熱供給は、出力350,000kcal/hのペレットボイラ2基と重油ボイラで行われている。2Fは客室である。ペレットボイラへは木質ペレット50%、稲わらペレット50%の混合燃料が供給される。木質燃料は1基あたり95kg/h供給されているので、ボイラ熱効率を推算すると87%と計算される。実際には重油ボイラ主体で運転されているため、頻繁にon-off運転されており、実際の熱効率は低いと推測される。

## (2) 実燃焼実験

バイオマスボイラの運転モードは2基とも図Ⅱ5.2-2の制御で運転されている。午前8時から午前10時までは厨房の清掃、客室の清掃などの営業準備、温泉の営業時間は午前10時から午後10時までの12時間であり、この間はボイラはon-off運転を繰り返す。この間の温水設定温度は通常80℃である。それ以外の時間は設定温度は通常80℃である。それ以外の時間は種火運転モードで1時間30分毎に3分間燃料供給を行っている。

ボイラ2基の最大可能熱供給量は1日あたり16.8Gcalである。図Ⅱ5.3-2はボイラの運転状況である。図中の白抜きは休日の結果で熱需要が高くなっている。日帰り入浴客が増加するためである。図中の60℃とあるのは貯湯槽の設定温度を意味している。この設定では熱応答性の悪いバイオマスボイラが本格稼働する前に主ボイラである重油ボイラが温水を加温してしまうためバイオマスボイラはほとんど稼働していないのがわかる。

表Ⅱ5.3-2は月別燃料消費量、図Ⅱ5.2-4は

ペレットボイラの稼働率などを示した図である。夏場のA重油消費量は冬場の50%程度になる。ペレットボイラの稼働率は平均10%以下で全熱需要量10%程度の熱量しか供給していない。ここで、ペレットボイラの稼働率が低いこと、ペレットの消費量が極めて少ないのは技術的要因ではなく、温泉施設の経営上の問題が大きく起因している。当施設では一般市場価格より15～20円ほど易くA重油を購入していることが一番大きな原因である。ここで、ペレット価格と重油価格の関係について述べる。

重油ボイラの熱効率を 85%、バイオマスボイラの熱効率を 70%、75%、85%と設定したときのエネルギーコストについて検討を行った。木質ペレットの価格は 40 円/kg で、稲わらペレット価格はエネルギー単価が 2.26 円/MJ で計算され 35 円/kg と設定されている。また、稲わらペレットは多くの灰分を含み、その処理費用は 25 円/kg で燃料 1kg あたり 3.18 円の処理費用が必要となる。

図Ⅱ5.2-5は横軸に混合ペレットの発熱量、図中の実線は灰処理を外部委託したときのエネルギーコスト、破線は灰処理が必要ないときのエネルギーコスト縦軸はA重油価格(或いはA重油と同等の熱量をペレットボイラで得ようとしたときのエネルギーコスト)を表す。図から分かるように、ペレット燃料に木質燃料の

図Ⅱ5.2-2 ボイラの運転モード

図Ⅱ5.2-3 ボイラ運転状況

表Ⅱ5.2-2 月别燃料消费量

日時	H23.3	H23.4	H23.5	H23.6	H23.7	H23.8
A重油(kL)	38	32	26	16	16	16
稲わらペレット(t)	3	5.5	1.5	0	0.5	3.5
木質ペレット(t)	10.3	15.0	14.8	17.8	6.7	6.5
日時	H23.9	H23.10	H23.11	H23.12	H24.1	H24.2
A重油(kL)	16	32	26	32	38	48
稲わらペレット(t)	2	2	2.437	0	0	0
木質ペレット(t)	11.4	13.6	22.6	21.6	28.1	16.6
日時	H24.3	H24.4	H24.5	H24.6	H24.7	H24.8
A重油(kL)	38	28	32	22	22	16
稲わらペレット(t)	1.5	2.5	1.5	0	0	0
木質ペレット(t)	13.2	12.2	14.7	7.6	4.9
日時	H24.9	H24.10	H24.11	H24.12	H25.1	H25.2
A重油(kL)	16	32	38	48	48	-
稲わらペレット(t)	0	0	0	0	0	-
木質ペレット(t)	4.9	6.1	6.1	12.6	12.6	-

図Ⅱ5.2-4 ペレットボイラの稼働率
みを使用し、ボイラの熱効率が高いほどエネルギーコストは低下する。これに稲わらが混合されることにより発熱量が低下するためコストが上昇する。木質ペレット価格が40円/kgである本事業ではボイラ効率0.8、灰を融雪促進剤として使用する条件下で、重油価格が90円/L以上であればビジネスが成り立つ。

#### 5.2.4 まとめと将来への提言

今日までの試験で、稲わらペレットを燃料としてボイラで施設の熱需要を充分にまかなえることがわかった。またクリンカー対策も充分にされて連続運転が可能であった。しかしながら、重油ボイラが設備されている温泉施設での実験であったためボイラ能力を最大限活かした実験には至らなかった。これには、ペレットの熱量単価が重油よりも高く営業上大きな問題があったためペレット主体の運転ができなかったと考えられる。これまでの実験で今後明らかにしなければならず、現実の運転上では以下に示したことを明らかにしなければならないと考えられる。

図Ⅱ5.2-5 エネルギーコスト

## ・ボイラの熱効率

on-off 運転では正確な熱効率が測定できないため連続運転する必要がある。

・ボイラの運転では、バイオマスボイラを主とし重油ボイラを従とする。

・重油ボイラを稼働させないときには、バイオマスボイラでは急激な熱需要に応答するのは不可能であるため、貯湯槽を増設し蓄熱する。

今後のビジネス展開を図るにあたって、冬期間の農作物栽培が有効な手立てである。

その他、今後の展開について、重油ボイラでは急激な熱需要に対応可能な出力を得ることができるが、バイオマスボイラでは困難であるため、熱需要のピーク時の熱量不足対策として貯湯槽の増設し、蓄熱して熱需要のピークに対応する必要がある。現状は重油ボイラ主体で運転されているため、ペレットボイラの稼働時間が極めて短くなっている。ペレットボイラの能力を最大限活用できる運転システムを構築する必要がある。

稲わらペレットの価格は木質ペレットの価格を基準に熱量比で決定されているが灰分が多い、クリンカーが発生するなどの欠点があるため、価格は熱量以下に設定しなければならない。そのため、稲わらペレット生産設備の粉砕機の拡充、生産工程の効率化によってペレット価格を下落させる必要がある。また、稲わらペレットには灰分が多く含まれているため、その灰処理にはペレット1kgあたり2.6円の処理費用が必要で、利用者側にすればペレット購入価格に燃焼後の灰処理コストが上乗せされた価格が実際のペレット価格となるため、稲わらペレット利用のメリットが見いだせない。このようなことから、燃焼灰の有効利用（融雪促進剤）の方策を早急に造るべきである。

行政は稲わらペレット利用を促進しマーケットの拡大を図らなければならない。例えば、稲わらペレットで栽培用ハウスを加温して貸し家庭菜園を厳冬期間に設定する。それにより、近郊大都市部からの人の流入、金銭の流入を促進するとともに、稲わらペレットの認知度を上げ、冬期間のボイラ運転方法の知見を得る。そのためには、クリンカー障害対策された小型ボイラの開発、省エネ栽培を目指した局所加熱方式を採用した新しい栽培技術の開発、新品種などの栽培促進を政策的に行うべきである。
### 5.3 未利用廃棄物（木質系，農業残渣）の利活用システムと生態系サービス評価

#### 5.3.1 研究目的

2008 年 3 月に閣議決定された第二次環型社会形成推進基本計画では，新たに「地域循環圈」の概念が導入されたほか，循環型社会づくりにおいて，低炭素社会だけでなく，自然共生社会形成との統合的な取組の推進が強調されている。しかしながら，循環型社会と自然共生社会の統合的な展開については具体的な事例に乏しい。一方、東日本大震災の発生や人口減少の進展をはじめとする昨今の社会状況を踏まえ、これまでの人と自然との関係を問い直し、今後の自然共生社会のあり方を示すことが必要となった。これを受けて、生物多様性国家戦略の見直しが進められ、「生物多様性国家戦略 2012－2020」が 2012 年 9 月に閣議決定された。この新国家戦略では、主要課題のひとつとして、生態系サービス（生態系から人間が得ている恩恵の総称）の需給関係にある地域を「自然共生圈」として捉え、生態系の保全・回復等の取組を地域間の連携・交流により進めていく考え方が新たに提示されている。

本研究の目的は、このような国の計画や戦略で提示された「地域循環圏」と「自然循環圏」の概念を、北海道内の研究対象地域でシステムとして構築する場合、生態系サービスへの影響を評価することを介して、自然共生と調和した地域循環圏形成のあり方と方法論を提示することである。

##### 5.3.2. 研究方法

## (1) 自然共生社会と生態系サービス評価の概念枠組みに関する文献レビュー

国内外の文献レビューに基づき、「生態系サービス」概念とその分析枠組みを介した自然共生社会と循環型社会形成の連携・協調について理論的な整理を行った。

## （２）北海道における各種生態系サービスのインベントリデータベース構築

北海道の市町村別での各種生態系サービスのインベントリデータベースを構築し、市町村、流域圏、北海道全域などマルチスケールで生態系サービスを評価できるようにした。森林系木質バイオマスと農業系バイオマス（農業残渣）を対象とし、影響を受ける生態系サービスとして、バイオマス資源の供給サービスを、調整サービスとして炭素蓄積と炭素吸収速度、洪水緩和機能を、文化的サービスとして森林所有者の在村状況と森林スポーツ・レクリエーション施設数を評価した。

## （３）ケーススタディ地域を対象とした未利用バイオマス利活用のモデル分析

本研究では、札幌近郊の南幌町（人口9千人余）と上川総合振興局管内の北部に位置する下川町（人口4千人余）を研究対象とした。南幌町は、稲作が盛んであり、水田が全町の土地利用の半分近くを占めることもあり、稲わらを軸としたバイオマス利用が展開されている。一方、下川町は森林が町の約90%以上を占めることから、森林・林業を産業の基盤として発展してきた。南幌町では農業残渣である稲わらを、下川町では製材くずや林地残材、ヤナギ植林を対象として、有効利用方式を検討し、利用に伴う土地利用改変、バイオマス資源の収集範囲、収集方法、関係主体、技術オプション等を組み合わせた複数のケース（たとえば図Ⅱ5.3-1）を設定し、ケース毎での生態系サービスへの影響の評価とケース間での比較分析を行った。

##### 5.3.3. 結果と考察

## （１）北海道市町村ベースでの森林系木質バイオマスと生態系サービスのインベントリ

図Ⅱ5.3-1 下川町でのヤナギ植林によるエネルギー利用のケース分析の評価枠組み

北海道における市町村別での森林系木質バイオ

マスと生態系サービスのインベントリを構築し、その結果を図Ⅱ5.3-2のように地図化した。供給サービスでは、木材生産と林地残材の分布はほぼ重なるものの、道央付近での分布にやさ差異がある。調整サービスの炭素蓄積と炭素吸収速度も似たような分布ではあるが、炭素吸収速度に関しては十勝支庁で蓄積のわりに低い値を示す市町村が分布していることが見てとれた。文化的サービスのうち、森林スポーツ・レク施設は、森林面積や森林生産量よりも、中核都市からのアクセスや観光地としての魅力がより強く影響していると推察される。また、北海道の市町村別インベトリを用いて、生態系サービス間の相関分析を行った結果、地域の森林系木質バイオマスの資源循環（供給サービスの維持・拡大）と調整サービスである炭素蓄積との間で有意な相関が検出された。これは、バイオマス利用拡大による地域循環圏の形成にあたっては、特に地域スケールでの森林炭素蓄積との関係に留意する必要があることを示唆している。
図Ⅱ5.3-2 森林系木質バイオマスに関連する生態系サービスの市町村別評価結果のサンプル図

## （２）ケーススタディ地域を対象とした未利用バイオマス利活用のモデル分析

## 1 ）南幌町（稲わら利用システム）

南幌町の稲わらの利用事業の評価を行った結果、稲わらの乾燥および運搬方法を工夫・効率化することで、コスト削減の余地があること、稲わらの収集から運搬までの過程でのCO₂排出量と比較して、稲わらすき込みによる水田土壌からのメタン排出量が相当大きいこと、稲わら施用による土壌炭素貯留まで考慮した場合には、稲わらの燃料化によるGHG削減効果は限定的になりうることが示唆された。

次に、南幌町の人口、稲作農家数、水稲作付面積、稲から発生量の将来的な変化について4つの将来シナリオを設定して、生態系サービスへの影響を評価した。供給サービスとしては、稲からのペレット化による燃料生産量を将来シナリオ別に算定するだけでなく、地域内での燃料性生産による民生部門のエネルギーの地域自給率を同地域の民生部門エネルギー消費量の推計結果を用いて算出した。その結果、南幌町では、賦

において、稲わら19,500ロールが必要となり、その燃料化による重油代替と稲わらのすき込み回避によるメタン発生量の削減によって、GHG排出量の収支は約6,000t-CO₂等量/年の削減になること、これは同町における民生部門のエネルギー消費に伴う炭素排出量の12%に相当することを明らかにした。

2）下川町（ヤナギ植林からのバイオマス利用システム）

ヤナギ植林開発対象区域を把握するため、傾斜度区分図と道路からのバッファ（200m, 400m）を重ね合わせ，道路からアクセスが良い傾斜度5度以下の区域を抽出した。その結果、200mバッファで約5,790ha、400mバッファで約6,740haが抽出された。400バッファ・傾斜度5度以下の6,740haの中には、ヤナギ植林対象となりうる耕作放棄地78ha、裸地22haが含まれているものの、大半は農耕地（3,199ha、47.5%）であり、自然林（1,501ha、22.3%）と植林地（854ha、12.7%）がそれに続くことが判明した（図Ⅱ5.3-3）。すなわち、ヤナギ植林が事業として成立しやすい平坦で道路からアクセスのよいところを対象として長期目標3,000haを確保しようとした場合、下川町内では既存の農地や林地の転用を伴いうる。

次に、3,000ha のヤナギ植林を開発した場合、ヤナギ植林は3年周期で収穫することから、年間収穫面積は1,000ha となり、そこから得られる素材からのチップ製造

図Ⅱ5.3-3 傾斜度5度以下かつ道路から

400m 以内の区域内の植生区分図

量、ボイラ熱量、同量の熱量を A 重油から得る場合の A 重油換算量と A 重油による GHG 排出量を算定した。その結果、ヤナギ植林からのチップを熱利用することで、A 重油換算で年間 $ 3,9176t-CO_{2} $ が削減できること、ヤナギ栽培からチップ製造、暖房用熱利用の各工程での GHG 排出量は $ 5,797t-CO_{2} $ であることから、正味の純オフセット量は年間 $ 33,380t-CO_{2} $ となることを明らかにした。そして、この純オフセット量とケース 1 からケース 5 （表Ⅱ 5.3-1）のヤナギ植林化開発に伴う森林炭素蓄積の損失量 (t-C) を用いて、各ケースの炭素回
収年数（ペイバック年数）を算定した（表Ⅱ5.3-1）。これによると、20年生未満の針葉樹（人工林）を転用した場合の炭素回収年数（ケース3）は約8年であり、20年生以上の針葉樹ないし広葉樹を用いる場合には炭素回収年数が20年以上かかることがわかった。特に炭素蓄積量の多い20年生以上の広葉樹（天然林）を転用すると、炭素回収に30年近く要すると推定された。

表Ⅱ5.3-1 ヤナギ植林地開発に伴う森林炭

素蓄積の損失と炭素回収年数

ヤナギ槳林化開発に伴う森林炭素蓄積の損失量(t-C)	チップ化による暖房用熱利用のGHG純オフセット量(t-C/year)	炭素回収年数(ペイバック年数)
ケース1	農地3,000ha(森林改変なし)	0	9,104	-
ケース2	農地1,500ha,森林1,500ha	35,897	3.9
ケース3	20年生未満の針葉樹(人工林)3,000ha	71,794	7.9
ケース4	20年生以上の針葉樹(人工林)3,000ha	194,965	21.4
ケース5	20年生以上の広葉樹(天然林)3,000ha	259,068	28.5

##### 5.3.4. 結論

本研究では、「生態系サービス」概念とその分析枠組みを介した自然共生社会と循環型社会形成の連携・協調のあり方について、北海道の南幌町と下川町を対象として木質系および農業残渣系の未利用廃棄物を対象に解析し、地域循環圏の形成にあたって、生態系サービスとの関係性を明示的・定量的に扱うための基礎データと勘定方式のプロトタイプを開発した。これにより、未利用バイオマス資源供給のエネルギー収支や経済性だけでなく、土地改変による炭素蓄積損失など複数の生態系サービスへの影響を定量的に評価する方法を提示すること可能になった。研究成果は、研究対象地域におけるバイオマス開発目標の設定の一助となるだけでなく、一連の評価手法は他の地域（市町村）にも適用可能である。
## 主任研究者 北海道立総合研究機構環境・地質研究本部環境科学研究センター 阿賀 裕英

#### 5.4.1 研究背景と目的

廃棄物系木質バイオマスは熱利用を中心に利活用が進んでいるが、木造住宅の土台を中心に全国で利用されたCCA（クロム・銅・ヒ素化合物系木材保存材）処理木材は、その有害性から建設リサイクル法基本方針にて家屋解体時の分別・適正処理が求められているものの、罰則などの強制力がないこと等から十分に分別されず、各リサイクルルートへ混入していることが懸念されている。そこで廃CCA処理廃木材の分別状況と課題を把握し、分別推進策について検討を行うほか、リサイクル技術の確立も分別推進の鍵になると考えられることから、希硫酸による重金属除去条件を検討し、木質成分の硫酸糖化によるバイオエタノール等への原料化へ道筋をつける。さらには、廃酸からの各重金属の個別分離回収法を検討し、各金属成分のリサイクルの可能性も検討する。

以上のように、廃 CCA 処理木材の分別処理とリサイクルシステムを確立することにより、廃棄物系木質バイオマスの適正なリサイクルの推進を目指す。

#### 5.4.2 研究方法

## (1) 廃 CCA 処理木材の分別処分状況調査

電話帳に建設業（建物解体工事）として登録されている道内303事業所の全てを対象にアンケートを行い、CCA処理木材の認識や分別実施状況、処理処分法などについて調査した。

リサイクルルートへの混入状況については、ボイラ燃料として1市6社から家屋解体廃木材チップを受け入れているH社、ボード原料として多数の業者から家屋解体廃木材チップを受け入れているI社から、複数のチップサンプルの提供を受け、酸分解後、ICP-AESやICP-MSにより、溶解液中のAs、Cr、Cuを内標準法により定量した。

また、ボイラ燃料の焼却灰が土壌改良資材として利用されるケースもあることから、建築解体廃木材を主に扱う産産焼却施設5施設分、木くずボイラ施設3施設分の炉床残渣や飛灰について、環境庁告示第13号法により溶出試験を行い、CCA成分について土壌環境基準と比較検討した。

## (2) 希硫酸による CCA 処理木材からの重金属除去条件の検討

既存研究例の中で好成績を示す文献 $ ^{1)} $ の条件を参考に、CCA処理木材の2mmチップ化試料3gを50ml遠沈管に秤り取り、希硫酸40mlを加え（固液比7.5%・・・本チップを十分に振とう攪拌可能なおよそ最大の固液比）、波動形シェーカー(65rpm)により攪拌した。検討した条件は、抽出液の希硫酸濃度(0.5N,1Nの2通り)、抽出温度（25℃，35℃，50℃の3通り）、抽出時間（1,2,4,8,12,24時間の6通り）である。

## (3) 廃酸から各重金属成分の個別分離回収法の検討

文献調査を基にキレート樹脂やイオン交換樹脂を選択し、良好な分離回収が得られる手法を検討した。実験は、試薬から調整した模擬廃酸と、実際に CCA 処理木材を処理した実サンプルのそれぞれについて行った。廃酸中 CCA 成分の各濃度を以下に示す。

模擬廃酸の組成(mg/l)・・・・・・・・・・Cr:124, Cu:81, As:51

廃酸（実サンプル）の組成(mg/l)・・・Cr:124, Cu:79, As:52

#### 5.4.3 結果と考察

## (1) 廃 CCA 処理木材の分別処分状況調査

アンケート調査から、CCA処理木材のことを知らなかった解体業者は5%、CCA処理木材が有害金属を含有していることを知らなかった解体業者は30%もあり、CCA処理木材の基本的情報さえ解体業者に十分認識されていないことが分かった。そして分別を実施していない解体業者は約4割に上った。また、分別実施時におけるCCA処理木材使用家屋の発見割合は、ゼロと回答する業者が26%、2割未満と回答する業者が37%で、両者を合わせると6割を超えた。2010年に解体される木造家屋の約半数にCCA処理木材が使用されているとの試算がある $ ^{2)} $ ことから、分別を実施していても十分な分別が出来ていないケースが多いと考えられた。その原因として、分別実施業者のほぼ全てが目視判別しており（アンケート後のヒアリング調査から、多くの業者が緑色を帯びたものをCCA処理木材と判断）、CCA処理木材の着色は僅かで老朽化による汚損などから判別困難となることから、目視判別の精度の低さが問題と考えられた。

CCA 処理木材を分別していない場合の理由としては、図－Ⅱ5.4-1に示すように、CCA処理木材の有害性や判別法など，基本的情報を知らなかったとする回答が最も多かった。

続いて、主に解体廃木材由来の燃料向けチップ、ボード向けチップのサンプルを道内で収集し分析した結果、全てのサンプルからヒ素が平均で3.0mg/kg（最大7.9mg/kg）検出され、不十分な分別を裏付けるデータが得られた。
さらに建築解体廃木材を主に扱う産廃焼却施設や木くずボイラ施設の炉床残渣や飛灰を道内で収集し、CCA成分について環境庁告示第13号法により分析した結果、ヒ素について土壌環境基準値0.01mg/lを超えたものが1施設（炉床残渣：0.01mg/l、飛灰：0.02mg/l）、6価クロムについて土壌環境基準値0.05mg/lを超えたものは6施設あり（最大で6.54mg/l）、土壌改良資材の原料とされた場合は利用先の土壌汚染が懸念される実態であることが分かった。ただし6価クロムについては、CCA以外にも塗料由来などの影響も大きいと考えられる。

図Ⅱ5.4-1 CCA処理木材を分別していない場合の理由（複数回答可）

## (2) 希硫酸による CCA 処理木材からの重金属除去条件の検討

硫酸濃度 0.5N、温度 50℃、抽出時間 12 時間とすることにより、有機炭素溶出率を 2%程度に抑制しつつ、CCA 成分をいずれもほぼ 90%以上除去できることが分かった。

## (3) 廃酸から各重金属成分の個別分離回収法の検討

キレート樹脂（DOWEX M4195）により、試薬から調整した模擬廃酸から銅を98%、続いてイオン交換樹脂(DOWEX 50W×8)によりクロムを96%選択的に分離回収することに成功したが、実際にCCA処理木材を処理した廃酸（実サンプル）による実験では、銅は96%選択的に回収できたものの、クロムの回収率は41%に留まった。クロムイオンと有機酸イオンの錯体形成が阻害原因ではないかと推測する。

#### 5.4.4 結論

廃 CCA 処理木材の分別状況について、分別していない解体業者は約 4 割に上るほか、分別時の見落としもかなり多いと推測され、道内で収集したボイラ燃料、ボード原料向けの解体廃木材チップサンプルの全てからヒ素が平均で 3.0mg/kg（最大 7.9mg/kg）検出されたことから、分別が不十分であることが分かった。建築解体廃木材を主に扱う産廃焼却施設や木くずボイラ8施設の焼却灰に対する環境庁告示第13号法試験から、ヒ素について環境基準値を超えたものが1施設、6価クロムについては6施設が環境基準値を超えており、焼却灰が土壌改良資材へ利用された場合、土壌汚染が懸念される実態であることも分かった。

分別の推進策として、アンケート結果などから、CCA処理木材の有害性や判別法などの基本的情報について、特に地方の事業者や小規模事業者に対して周知徹底することが重要であり、一定の強制力も必要と考えられた。さらには、精度が高くかつ手間やコストのなるべくかからない判別法の確立も重要と考えられた。

CCA 処理木材の処理とリサイクルシステムについては、チップ化試料に対し、硫酸濃度 0.5N、温度 50℃、抽出時間 12 時間で、有機炭素の溶出を抑制しつつ CCA 成分をいずれもほぼ 90% 以上除去でき、木質成分の硫酸糖化によるバイオエタノール等への原料化へ可能性を示すことができた。

廃酸からの各重金属成分の個別分離回収法については、キレート樹脂（DOWEX M4195）とイオン交換樹脂（DOWEX 50W×8）の組み合わせにより、試薬から調整した模擬廃酸から銅とクロムをそれぞれ100％近く選択的に分離回収することに成功したが、実際にCCA処理木材を処理した廃酸（実サンプル）による実験では、銅は選択的に回収できたものの、クロムの回収率は41％に留まった。おそらくクロムイオンと有機酸イオンの錯体形成が阻害原因として推測され、課題として残った。

## 参考文献

1) Amelie Janin, Jean-Francois Blais, Guy Mercier, Patrick Drogui : Optimization of a chemical leaching process for decontamination of CCA-treated wood, Journal of Hazardous Materials, Vol.169, pp.136-145, 2009.

2）清野新一，東智則，石河周平：北海道における木質廃棄物発生量の推定，第13回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.13-15，2002.
Ⅲ部 全国ベースでの地域循環圏のモデルの普及方策の検討

1. 国内外のバイオマス事業化の成功要因の分析

主任研究者 北海道大学大学院工学研究科 教授 古市 徹研究分担者

准教授 石井一英

（財）日本産業廃棄物処理振興センター 部長代理 谷川 昇

### 1.1 研究と目的

リサイクルシステムを構築するにあたっては、(0)目的設定（動機付け）、(1)インプット、(2)アウトプット、(3)変換技術、(4)事業主体、(5)地域特性の視点が重要である。この中でも特に重要なのが、(4)事業主体と(0)目的設定であり、この2つは事業化を検討する際の出発点となる。すなわち、事業主体によって、事業の目的が大きく異なり、またこの目的設定によりシステムの構築の考え方、システムの評価軸や優先順位が多く異なってくる。よって、本章では、事業主体ごとに事業化事例を分析し、成功要因の抽出を試みる。次に、成功要因の抽出のために、表Ⅲ1.1-1のように、事業主体と変換技術（アウトプットと同等と考えてい

表Ⅲ1.1-1 解析対象とした事例

排出事業者主体	処理事業者主体	自治体主体
飼料化	・(株)小田急ビルサービス	・三造有機リサイクル(株)
堆肥化	・ユニー(株)・JRタワー(札幌駅総合開発(株))・牛ふん堆肥の流通	・ばんけいリサイクルセンター	・北海道ニセコ町・北海道三笠市・北海道富良野地区
バイオガス化	・(株)アレフ・町村農場	・バイオエナジー(株)	・北海道中北空知地域・北海道鹿追町
複合システム	・生協共同組合コープニラベ・霧島酒造(株)	・富山グリーンフードリサイクル(株)	・京都府南丹市・石川県珠洲市・大分県日田市・北海道別海町

る）ごとに、事業化事例を

解析した。これらの事例は、成功要因を抽出する上で特徴的な事例であると考えられたからである。また、同様にドイツ、フィンランド、スウェーデン、オーストリアでの特にバイオガスプラントの成功事例を解析した。

表Ⅲ1.1-2 システム分析により明らかにした事業化成功のポイント

### 1.2 結果と考察

表Ⅲ1.1.-2 と表Ⅲ1.1-3

に、国内および海外のバイオマスの利活用事業の成功要因をまとめた。国内では、事業主体によって、バイオマス利活用の目的設定（動機付け）

成功要因
排出事業者	処理事業者	自治体
目的設定	・関連法律への対応、遵守
・コスト削減(廃棄物処理費、
購入電力・燃料費)
・企業イメージ、CSR	・ビジネスの契機
・循環型社会構築への貢献	・廃棄物管理の広域化対応
・地域特有の問題対応
インプット	・事業主体=排出事業者なので、インプット
の量と質の管理が容易	・大都市や工業地域での立地によりイン
ブットの確保が可能	・住民への分別指導の徹底
・複数の種類のバイオマスの受入
アウトブット	・比較的開じた系での流通(グループ内利
用)、エネルギー利用(自家利用)
・既存施設、既存販路の利用、
販売計画への反映、プラン化	・アウトブットの需要確保・拡大の努力を継
続的に行っている	・自施設のみならず、関連施設へのエネル
ギー供給が可能
・堆肥の非農業利用も考慮(公園などの
公共利用)
変換技術	・インプットの量と質の管理がなされている
ので、前処理の手間が軽減
・既存施設の利用によるコスト削減
・需要先のニーズを満たす製品の製造技術	・低コスト、低環境負荷型の施設
・副産物の二次利用による維持管理費低
減化を実現	・住民への協力徹底による前処理手間
の軽減
・副産物の二次利用も含めた低コスト化
・再生品の需要を考慮した運転管理
地域特性	・インプットとアウトブット対象が、比較的近
隣に存在(需要と供給のバランスがれて
いる)	・大都市や工業地域での立地	・地域特有の問題対応

が異なり、それに応じて事業収支の組み立て方が異なることを明らかにした。例えば、排出事業者が事業主体の場合には、まず廃棄物処理費用の削減がある。またリサイクルに多少の費用がかかっても、それは企業イメージのアップや企業の社会的責任の上で事業を成立させている。一方、海外では、ドイツ、オーストリアではFIT制度を背景にバイオガス化プラントの普及が進んでいる。また焼却処理施設が少ないため、従来よりBiowasteとして、生ごみを分別する仕組みがあることも要因の一つである。また、フィンランドでは既存インフラとし

表Ⅲ1.1-3 海外のバイオガス化事業の成功要因

国	参考事例	成功要因
ドイツ	・ユンデ村(Bioenergy village)・生ごみバイオガスブラント・牛ふんバイオガスブラント(資源作物、有機廃棄物混合)	・FIT制度による全量買取(発電量全量)・生ごみの分別(Biowasteとして分別)・バイオガスの非精製利用(低コスト)とガス管導入の促進(ガス質は日本ほど厳しくない)
フィンランド	・バイオマスCHPブラント(地域エネルギー供給ブラント)・牛ふんバイオガスブラント(有機廃棄物混合)・木質ペレット工場	・重油ポイラからバイオマスボイラへの転換促進・地域熱供給インフラの存在・バイオガスの自動車燃料利用促進
スウェーデン	・バイオガススタンド	・下水消化槽のバイオガスの自動車燃料の利用促進・炭素税導入によるインセンティブ
オーストリア	・生ごみバイオガスブラント	・自治体からの民間処理委託・FIT制度

て地域熱供給の重油ボイラのバイオマスボイラへの転換が急ピッチで進んでいる。スウェーデンでは、炭素税の導入により化石燃料よりもバイオ燃料を利用した方が安いというインセンティブをうまく活用しながら、下水処理施設の消化槽から発生するバイオガスの自動車燃料に利用することを推進している。
2. バイオマス利活用の推進戦略のための GIS を用いた土地利用解析

研究分担者 電気通信大学大学院情報システム学研究科 准教授 山本佳世子

### 2.1 研究背景と目的

北海道の土地利用の特徴として，広大な札幌大都市圏に加えて，各地の諸都市を中心とした都市圏が発達し，市街地が分布していることがあげられる．そしてわが国最大の農業地域，牧畜地域に加えて，森林地域の面積も著しく多い．このような北海道の土地利用の特徴は，バイオマスの利活用の大きな可能性があることを指している．特に森林に着目すると，北海道では，2000年に『北の森』づくりビジョン」を策定し，このビジョンに基づき，2002年に「北海道森林づくり条例」と「北海道森林づくり基本計画」を定めた．「北海道森林づくり基本計画」では，木質バイオマスのエネルギー利用量を，2012年度には20万m³（副材利用を含む），2022年度には34万m³（副材利用を含む）増加することが記載されている．このことには，北海道の土地利用における森林の重要性が明確に示されているといえる．

北海道は広大な面積をもつがゆえに，市街地と農地や森林等の各種土地利用の競合の問題が，深刻化かつ拡大化することが強く懸念される．しかしながら，北海道を研究対象とした土地利用研究は少なく，前述のように三大都市圏とその周辺地域が主として研究対象とされてきたのがこれまでの関連分野の研究動向の現状である．この理由として，上述のように北海道は広大な面積であるため，土地利用解析を行うこと自体が非常に困難であり，どのような空間スケールの研究対象地域を選定すべきか，またどのような解析方法を用いるべきか，検討の余地が非常に大きいことが考えられる．つまり，研究対象地域を北海道全域とするのか，一部地域に焦点を絞るのかという相違によっても，土地利用の解析方法が異なってしまうため，研究課題の設定や研究方法がとても難しいといえる．以上の背景を踏まえて，本研究は北海道全域を研究対象地域とし，GISを利用したバイオマス利活用を推進するための土地利用解析を行うことを目的とする．

### 2.2 研究方法

本研究では平成23年度－平成24年度間に以下の5段階に分けて研究を行った。

(1)研究対象地域の基礎的情報の収集

(2)各種データの収集と GIS データベースの整備

(3)可視化システムの構築

(4)土地利用・環境情報の解析

(5) バイオマスと土地利用との関連性の解析

### 2.3 結果と考察

本研究の主な結果は以下の3点であり，それぞれについて考察を加える．

(1)GISを利用した可視化システムの構築

ESRI 社の ArcGIS Desktop ver10 と電子国土 Web システムを利用した可視化システムの 2 つを構築し，用途に応じて使い分けを行うことを目指した．前者のシステムとして利用した GIS アプリケーション・ソフトウェアには多様な専門的な機能があるため，多様な解析評価などを行うシステムとした．後者は，国土地理院の地図を背景地図とし，Web-GIS を用いて利用者グループ間で情報を掲載・検索・共有化できるシステムとした．

(2)土地利用・環境情報の解析

本研究で構築した可視化システムを利用して，GIS データベースを用いて主に土地利用解析を行った．解
析結果から，おおよその基礎的な土地利用に関する情報を得ることができたとともに，線引き都市計画区域では都市地域を中心とした解析，これ以外の地域では森林が多いため森林バイオマスとの可能性について解析することが必要であることが明らかになった。

## (3) 森林バイオマス資源の利活用の可能性の検討

上記の研究成果を受け，上川郡下川町に焦点を当てて，森林バイオマスの利活用の可能性について検討した.この結果として,(1)下川町の木質系廃材の発生量は年間12,795トンあり，堆肥化や燃料として年間12,725トン（利用率99.0%）が再利用されているものの，未利用間伐材や林地残材などの発生量は年間8,252トンであり，すべて再利用されていない状況であること,(2)2007年度の実績では年間500万円の経費削減と約300トンのCO₂を削減し，持続的な森林経営を行うことにより，現在までに合計65人の雇用規模を生み出していることを明らかにした.

### 2.4 結論

本研究の結論は，以下の3点に要約することができる。

(1)本研究では土地利用，バイオマスの賦存量を中心とした多様な地域環境に関する情報を収集し，GISを用いてこれらの情報の統合化を図り，GISデータベースを作成した．また情報の統合化にあたっては電子地図を基盤とすることから，地図上での情報を可視化することができるシステムを2種類構築した．さらにこのような電子地図を基盤としたGISデータベースを利用して，土地利用解析を行い，土地利用とバイオマスとの関連性を把握し，バイオマスの利活用の可能性を詳細な地区単位で示唆することができた．

(2) 北海道全域の土地利用規制と土地利用現況を比較すると，10の線引き都市計画区域内では土地利用基本計画の五地域の（都市地域，農業地域，森林地域，自然公園地域，自然環境保全地域）うち都市地域を中心として，市街地と農地や森林等の各種土地利用の競合の問題に着目した土地利用規制の評価を行うことが必要であるといえる．また線引き都市計画区域以外の地域では，都市計画区域内外ともに特に森林に着目して，森林バイオマスの可能性について土地利用規制の評価を行うことが必要であるといえる．

(3)上記(2)の解析結果をもとに，森林バイオマス資源の利活用の全国的な先進事例である下川町を研究対象として，全国のバイオマス戦略の動向を踏まえ，他の事例との比較を行うことにより特徴を把握した．この結果から，下川町では持続的な森林経営と木質バイオマス資源の安定的な確保を実現するとともに，公共施設への木質バイオマスボイラの導入，農業用ハウスや家庭などへの暖房用のペレット製造施設整備，地域暖房やバイオエタノール実証プラントなどの導入を実現していることが明らかになった．またこれらの取り組みにより，諸経費の削減，CO₂の削減，雇用の新規創出という二次的な効果も得ていた．

## 参考文献

1) Kayoko YAMAMOTO(2012) An Evaluation of Land Use Control in Hokkaido, Japan. World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol.68, 1428-1436

2）張世峰・山本佳世子・和泉潤（2012a）日本の山村地域における森林バイオマス資源の利活用事例に関する調査研究．環境科学会2012年年会要旨集，69

3）張世峰・山本佳世子・和泉潤（2012b）日本における森林バイオマス資源の利用事例に関する比較研究—北海道下川町，岡山県真庭市，大分県日田市を事例として一．日本計画行政学会第35回全国大会研究報告要旨集，145-148