Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### 7. 結論

本研究では、廃棄物系バイオマスのガス化改質プロセスに対しさらにガス質の変換プロセスを組み合わせ、触媒を効果的に用いる複合的な多段触媒プロセスの技術開発とその実際的な利用方法の提案を行い、次のような結論を得た。

ガス化改質プロセスについては、 $ H_{2} $ ガス生成を指標に、メソポーラスシリカ担体（SBA-15）をポスト合成法によって調製し NiO を担持したものが優れた触媒であり、 $ H_{2} $ 濃度最大 55%(V/V)程度のガスを得られること、そのときの NiO 量の効果に関しては、ガス組成および収率面から 20%(W/W)以上が望ましいことを明らかにした。副産物のタール抑制については、NiO 量 40% の条件で除去率 99.3% の十分低い値となった。今後の課題として、触媒の補助的な素材となる Rh や Ce といった金属酸化物の添加有効利用がとくにタールの除去低減に期待される。

開発するプロセスが必要とするガス化剤である酸素を供給する単位プロセスとして、固体電解質を用いる燃料電池システムを基礎研究した。高価なレアメタルを用いないC12A7マイエナイトと燃料電池素材として普及するYSZおよび中温域での動作が期待されるLSGMを比較した。電池特性はYSZが優れるが、マイエナイトはその混合導電性から優れた酸素透過性能を示し、かつ酸素種が水素の燃焼を抑制することを見出した。LSGMは700℃以下でも動作し、Ni-Li-Al電極触媒の最適化による性能向上が期待される。また、酸化反応を併用することで酸素透過速度が著しく向上した。また、従来は放熱という形で排出処理されていた酸化反応の反応熱を一部電力として利用する可能性も見出した。

触媒を安価に調達できる合金利用に関し、Ni含有合金のスクリーニングからハステロイとコバールを酸化したものを活性安定の触媒候補に選び、模擬ガス系で評価した。高温で酸素と接触させ合金表面の層を酸化処理することにより、酸化物マトリックスに微粒子状の分散が得られる。調製法が簡便で、管壁型構造を採用することで、炭素質析出に対し閉塞の危険性を回避可能である。粒子サイズがマトリックスで制限されるため、炭素質析出の要因となる大きなNi粒子が形成されにくく、かつマトリックス中の元素が助触媒としてNiに最近接するため大きな助触媒効果が得られる。炭化水素を用いた各種実験から、ハステロイはとくに使用後の機械的な消耗や劣化が少なく、有望な触媒素材と評価した。

改質後得たガスについて、より有用な組成のガスとし、また$\mathrm{CO}_{2}$をできるだけ削減するため、触媒を活用する新規プロセスを開発した。そのため、効果の高い触媒合成法を用いて、高比表面積でかつ規則的構造を持つメソポーラスシリカ（ガス化改質で適用のものと同様のSBA-15）構造にNiOを高密度に分散する触媒開発に的を絞った。X線回折法、吸着能測定および透過型電子頭微鏡観察により触媒の微細構造を明らかにし、NiO粒子が触媒構造に確実に分散されることを示した。開発触媒を用い、温度、触媒量、模擬調製ガス組成などの条件を変化させてCOおよび$\mathrm{CO}_{2}$のメタン化および逆シフト反応特性を明らかにした。例えば、メタン化反応でのCOの転換率はNiO量依存で最大99.9％となり、ほぼすべてが$\mathrm{CH}_{4}$に転換することを見出した。一方、$\mathrm{CO}_{2}$のそれは82.9％であった。また、実際の廃棄物試料から得られるガス化改質ガスに同触媒を適用すると、共存水分による平衡上の影響のためメタンの回収効果が伸びないという課題が明らかになり、実用システムでの水分除去の必要性が明らかになった。

開発プロセスの全体構成に沿って、化学工学計算ソフトウェア AspenPlus を用いてシミュレーションを行い評価した結果、多量の $ H_{2} $ を要するメタン化反応では、水素の供給が重要な制限因子であること、日量 50 t ないし 100 t の規模を想定した実施設においては、触媒の価格と寿命が事業成立の重要な要素と
なること、物質収支計算から CO および $ CH_{4} $ の生成量を推定し、規模 100 t/d の処理時に生成改質ガスの 1/2 量をメタン化すると 15 t/d のメタンガスを製造できること、などを知見として得た。

具体的な地域への開発プロセスの適用性を示すため、実際の地域を例としバイオマス賦存状況を評価した。林地残材においては、収集、搬出、運搬のコスト上の制限があることから、施設の最適な立地が重要である。また、道路沿いの樹木などの剪定枝についてもガス化原料とすることが有効である。事例地域において適用の比較評価を行った結果、開発プロセスを導入した場合、高い発電効率を有する木質専焼バイオマス発電所と同等もしくはそれ以上の高い温室効果ガス削減効果やエネルギー回収率が得られた。このことから、都市部において、街路樹剪定枝などの木くず類を有効活用にすることにより、環境効率の高い地域システムを設計することができると評価された。開発ガス化改質プロセスから生成したガスをさらに精製し、都市ガスとして供給する生成ガス利用システムと既存技術である焼却発電施設で発電し売電するシステムをLCAにより比較評価した。その結果、開発プロセスから都市ガスとして利用するシステムは、専焼炉により発電するシステムと比較して温室効果ガス排出量で優位に立つと評価された。

### 8. 研究発表

## （ア）論文発表

1) B.-W. Lu, K. Kawamoto: A novel approach for synthesizing ordered mesoporous silica SBA-15, Mater. Res. Bull., Vol. 47, 1301-1305 (2012)

2) B.-W. Lu, K. Kawamoto: Direct synthesis of highly loaded and well-dispersed NiO/SBA-15 for producer gas conversion. RSC Adv., Vol.2, 6800-6805 (2012)

3) B.-W. Lu, S.-M. Chen, K. Kawamoto: Direct hydrothermal synthesis of nanosized mesoporous ramsdellite manganese oxide with high surface area. Mater. Res. Bull., Vol. 47, 3619-3624 (2012)

4) S. Aljbour, K. Kawamoto: Bench-scale gasification of cedar wood. Part I: effect of operational conditions on product gas characteristics, Chemosphere, Vol. 90, 1495-1500 (2013)

5) S. Aljbour, K. Kawamoto: Bench-scale gasification of cedar wood. Part II: effect of operational conditions on contaminants release, Chemosphere, Vol. 90, 1501-1507 (2013)

6) L. Wei, K. Kawamoto : Upgrading of simulated syngas by using a nanoporous silica membrane reactor, Chemical Engineering and Technology, Vol.36, 650-656 (2013)

7) 魯保旺, 川本克也 : NiO/SBA-15 触媒を用いた熱分解ガスの変換, 日本機械学会論文集 (B 編), Vol.79, 767-771 (2013)

8) B.-W. Lu, K. Kawamoto : Preparation of monodispersed NiO particles in SBA-15, and its enhanced selectivity for reverse water gas shift reaction, Journal of Environmental Chemical Engineering, Vol.1, 300-309 (2013)

9) B.-W. Lu, K. Kawamoto: Preparation of the highly loaded and well-dispersed NiO/SBA-15 for methanation of producer gas. Fuel, Vol.103 699-704 (2013)

10) B.-W. Lu, K. Kawamoto: Synthesis of mesoporous ceria without template. Mater. Res. Bull., Vol. 48, 2504-2510 (2013)

11) T. Tagawa, S. R. de la Rama, S. Kawai, .H. Yamada : Partial oxidation catalysts derived from Ni-containing alloys for biomass gasification process, Chemical Engineering Transactions, Vol. 32, 583-588 (2013)
12) I-H. Hwan, J. Kobayashi, K. Kawamoto : Characterization of products obtained from pyrolysis and steam gasification of wood waste, RDF, and RPF, Waste Management, Vol.34, Issue 2(Feb), 402-410 (2014)

13) B.-W. Lu, K. Kawamoto : Preparation of mesoporous $ CeO_{2} $ and monodispersed NiO particles in $ CeO_{2} $ , and enhanced selectivity of $ NiO/CeO_{2} $ for reverse water gas shift reaction, Materials Research Bulletin, Vol.53, 70-78 (2014)

14) B.-W. Lu, Y. Ju, K. Kawamoto : Conversion of producer gas using NiO/SBA-15 obtained with different synthesis methods, Int J Coal Sci Technol, Vol.1, 315–320 (2014), DOI: 10.1007/s40789-014-0037-y

15) B.-W. Lu, Y.-W. JU, K. Kawamoto: Conversion of producer gas using NiO/SBA-15 obtained with different synthesis methods, Inter. J. of Coal Sci. & Technol., Vol.1 315-320 (2014)

16) B.-W. Lu, K. Kawamoto: Transition metal-rich mesoporous silicas and their enhanced catalytic properties, Catal. Sci. Technol., Vol.4, 4313-4321 (2014)

17) S.R. Rama, H. Yamada, T. Tagawa : Effect of oxidation pretreatment temperature of Kovar used as $ CO_{2} $ reforming catalyst, J. Fuel Chem. Technol., Vol.42, 573-581 (2014)

18) S.R. Rama, S. Kawai, H. Yamada, T. Tagawa : Preliminary assessment of oxidation pretreated Hastelloy as hydrocarbon steam reforming catalyst, Journal of Catalysts, ID210371, 1-7 (2014)

19) S.R. Rama, S. Kawai, H. Yamada, T. Tagawa: Evaluation of preoxidized SUS304 as catalyst for hydrocarbon reforming, ISR. Environmental Chemistry, ID289017, 1-5 (2015)

## （イ）学会等における発表

## 国際会議

1) K. Kawamoto, B.-W. Lu: Biomass gasification and gas conversion process for the recovery of useful gases, 244th American Chemical Society National Meeting & Exposition, TECH-133, Philadelphia, August 19-23 (2012)

2) Watanabe T., Takahashi T., Yamagishi T., Matsui T., Kawamoto K.: Contaminants in product gas from oxygen-steam gasification of woody biomass, 11th International conference on sustainable energy technologies, 198-198, Vancouver (2012)

3) K. Kawamoto, B.-W. Lu : A biomass gasification/reforming process followed by gas conversion using a novel NiO/SBA-15 mesoporous catalyst, Venice 2012, Fourth International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice (2012)

4) B.-W. Lu, K. Kawamoto : Preparation of NiO/SBA-15 for biomass gasification gas conversion to useable energy, P205, ZMPC (2012)

5) T.Tagawa, SR. Rama, S. Kawai, H. Yamada : Preparation of tube wall type catalyst for biomass gasification by oxidation treatment of Nickel containing alloys, Proc. 15th Intern. Congr. on Catalysis, 1.07-7377, Munich (2012)

6) K. Kawamoto : Energy recovery from waste: Technological and environmental issues, Envr 55, 245th American Chemical Society National Meeting & Exposition, New Orleans (2013)
7) K. Kawamoto, B.-W. Lu : Gasification of biomass wastes followed by catalytic reforming and gas conversion, The 4th TSME International Conference on Mechanical Engineering 2013, p3, Pattya, Tahiland (2013)

8) B.-W. Lu, K. Kawamoto : Reforming and conversion of producer gas from gasification of waste biomass, 2E-1-01, The 3R International Scientific Conference on Material Cycles and Waste Management, Kyoto, (2013)

9) B.-W. Lu, K. Kawamoto “Direct hydrothermal synthesis monodispersed nickel oxide in SBA-15 and its enhanced catalytic selectivity, P2-206, IZC17 (2013)

10) S.R. Rama, H. Yamada, T. Tagawa : Screening test: Ni-containing alloy as steam reforming catalyst, 9th World congress of chemical engineering, Seoul, Korea, p. 184 (2013)

11) S.R. Rama, H. Yamada, T. Tagawa : Evaluation of surface oxidized SUS304 as tetradecane CO $ _{2} $ reforming catalyst, American Institute of Chemical Engineers Annual Meeting, San Francisco, California, USA (2013)

12) T. Tagawa, S. R. .Rama, S. Kawai, H. Yamada : Partial Oxidation Catalysts Derived from Ni Containing Alloys for Biomass Gasification Process, IChEAP-11, #585, Milano, Italy (2013)

13) K. Kawamoto, B.-W. Lu : Gasification and gas conversion process using a novel catalyst to recover CO and $ CH_{4} $ from waste biomass, 247th American Chemical Society National Meeting & Exposition, TECH-144, Dallas, March 16-20 (2014)

14) B.-W. Lu, K. Kawamoto : Grafted and dispersed Ni particles onto SBA-15, and their methanation, 6th FEZA Conference Porous Systems: From Novel Materials to Sustainable Solutions, p.68, PC3.01, Leipzig, September 8-11 (2014)

15) K. Kawamoto, B.-W. Lu : Development of a process for gasification/reforming gas conversion of biomass waste using a novel catalytic technology, Venice 2014, Fifth International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice (2014)

16) T. Tagawa, Y. Terao, Y. Miyata, H. Yamada : Activation of Oxygen for Partial Oxidation of Methane with the Fuel Cell Type Reactor using LaGaO $ _{3} $ Membrane, Proc. 7 $ ^{th} $ Jordan Int. Chem. Eng. Conference, Amman (2014)

17) K. Watanabe, S.R. Rama, H. Yamada, T. Tagawa: Effect of pre-oxidation conditions on the steam reforming activity of Ni-containing alloy catalyst, Abst. ISCRE23 and APCRE 7, 229-230, Bangkok (2014)

## 国内学会発表

1) 魯保旺, 川本克也 : NiO/SBA-15 触媒を用いた熱分解ガスの変換, 第 22 回環境工学総合シンポジウム 2012, 133-135, 仙台 (2012)

2) B.-W. Lu, K. Kawamoto : Preparation of NiO/SBA-15 for producer gas conversion, 第 23 回廃棄物資源循環学会研究発表会, 613-614, 仙台 (2012)

3) 鈴木和将, 川本克也, 魯保旺, 田川智彦, 山田博史 : 廃棄物系バイオマスの新規合金触媒等によるガス化・改質特性, 第34回全国都市清掃研究・事例発表会講演論文集,142-144, 北九州 (2012)

4) 鈴木和将，藤原健史，川本克也：開発バイオマスガス化・改質プロセスの地域導入効果の解析，第35回全国都市清掃研究・事例発表会講演論文集,121-123（2013）
5) 松永圭五, 山田 博史, 田川 智彦 : C12A7 マイエナイトメンブレンリアクターを用いたメタン酸化反応, 化学工学会第 78 年会 (2013)

6) 太田光国, 田川智彦, 山田博史: 固体酸化物燃料電池形反応器における空気極触媒La1-xSrMnO_{3}の組成比の影響, 化学工学会第45秋季大会（2013）

7) 渡辺和也, de la Rama Sharon Rose, 山田 博史、田川 : ハステロイの酸化処理による炭化水素改質触媒の調製, 第 18 回 JPIJS ポスターセッション (2013)

8) 渡辺和也, de la Rama Sharon Rose, 山田 博史, 田川 智彦 : ハステロイを酸化した炭化水素改質触媒, 第 43 回石油・石油化学討論会（2013）

9) de la Rama Sharon Rose, 山田 博史, 田川 智彦 : Effect of Reaction Parameters on the Activity of Kovar Based Catalyst for Dry Reforming of Tetradecane, 化学工学会第 45 秋季大会（2013）

10) 魯保旺, 川本克也 : NiO/SBA-15 を用いた熱分解ガス化ガスの改質と化学変換, 第 24 回環境工学総合シンポジウム 201 (2014)

11) 魯保旺, 川本克也: NiO/SBA-15 触媒を用いた熱分解ガスの改質と化学変換反応特性, 第 25 回廃棄物資源循環学会研究発表会, 613-614, 広島 (2014)

12) 鈴木和将, 藤原健史, 川本克也: GIS を用いた廃棄物系バイオマスのガス化改質施設の最適配置に関する研究, 第 25 回廃棄物資源循環学会講演論文集, 59-60, 広島 (2014)

13）太田光国, 山田博史, 田川智彦 : SOFC 反応器によるメタン部分酸化における空気極触媒の影響, 化学工学会第 79 年会（2014）

14) 渡辺和也, de la Rama Sharon Rose, 山田博史, 田川智彦 : バイオマスガス化改質触媒としてのハステロイ合金の酸化前処理条件の検討, 化学工学会第 79 年会 (2014)

15) de la Rama Sharon Rose, H. Yamada, T. Tagawa: Effect of Reaction Temperature and $ CO_{2} $ Flowrate on Dry Reforming of Tetradecane Using Preoxidized SUS304 as Catalyst, 化学工学会第 79 年会（2014）

16) 渡辺和也, 田川智彦, 山田博史 : バイオマスガス化改質を目的としたハステロイ合金酸化処理触媒の助触媒添加効果の検討, 化学工学会第 46 秋季大会 (2014)

17) 魯保旺，川本克也：NiO/SBA-15 を用いた熱分解ガス化ガスの改質と化学変換，日本機械学会第 24 回環境工学総合シンポジウム 2014 講演論文集, 44-46, つくば (2014)

18) 鈴木和将, 藤原健史, 川本克也: 開発ガス化改質技術で製造された燃料ガスの有効利用システムに関する研究, 第6回廃棄物資源循環学会関東支部研究発表会 (2015)

## （ウ）「国民との科学・技術対話」の実施

本研究を実施する中間段階において、また、研究の成果を得た最終段階において以下のように「国民との科学・技術対話を実施した。

## ① UDX オープンカレッジにおけるワークショップ（平成25年6月27日）

本研究第2年度において、次に示す内容でひろく一般の聴講者に対し、研究の趣旨および中間時点で明らかになった事項などについて研究代表者の川本が講演を行った。聴講者は約30名であった。
みんなのエネルギー会議

# 「廃棄物・バイオマスからのエネルギー回収」 バイオマスのガス化／改質・触媒変換のプロ セスの研究の立場から

ワークショップNo.130627eoc

平成25年6月27日(木)15:00～17:00

15:00~17:00

秋葉原 UDX4F UDX オープンカレッジ 無料

テーマにご関心のある方、エネルギーや環境に20〜30名

関心のある方、街づくり、エネルギー関係者、等

エネルギーに関する様々な分野の先生方にご講演いただきながら、エネルギーについて学んだり、議論したり、意見交換をする場（基本的な知識から専門分野まで）。

仕事や活動につなげるための異分野交流の場として開催します。

みんなのエネルギー会議

## 「廃棄物・バイオマスからのエネルギー回収 〜バイオマスのガス化／改質・触媒変換のプロセスの研究の立場から」

温暖化対策の一つとして世界的にバイオマスの利用が注目され、技術や総合的システムの開発が進んでいます。国内では、バイオマスの多くは廃棄物として排出され、その量は重量で3億トンを超えます。このような実態を廃棄物研究の側から詳しく眺め、廃棄物発電などエネルギー回収がすでに行われる様々な実態と、熱的または生物学的原理などを応用した新規技術開発の状況、そして実社会で適用される日が来る将来の夢について、内外の事例を俯瞰しながら語りたいと思います。

また、どのような技術適用の場面でも起こり得る環境への影響、例えば排ガス・排水や残さの処理と処分の課題などについて見逃してはならない視点を添えて結びとします。

★「廃棄物系バイオマスからエネルギー回収を行う技術」、「付加価値のある製品を作り出す可能性のある技術」、「温室効果ガスの排出を削減しエネルギー回収を行えるシステム」に関する皆さまからの意見、ご提案をお待ちしています。

（独）国立環境研究所 資源循環・廃棄物研究センター 副センター

長平成18年より横浜国立大学環境情報研究院客員教授兼務

川本克也（かわもと かつや）氏
## ② nano tech 2015 第 14 回 国際ナノテクノロジー総合展・技術会議への出展および講演

2015 年 1 月 28 日（水）から 1 月 30 日（金）の間において、東京ビッグサイトで行われた上記総合展示会（http://www.nanotechexpo.jp/main/for_visitors.html）に岡山大学からの技術発信課題の一つとして出展し、また講演を行った。発表テーマは、「担体への原子レベル分散方法による遷移金属の高機能化」であり、本研究第 5 章におけるガス質変換用触媒の先端的な内容を軸とした発表である。展示したポスターを以下に示す。

# シリカ担体への原子レベル分散方法による遷移金属の高機能化 High functionalization of transition metal by dispersion with atomic level on silica support

岡山大学大學院環境生命科學研究科

魯 保旺

岡山大学環境管理センター

川本 克也

## 触媒とする遷移金属の高機能化

## 原子レベル分散の原理

## 原子レベル分散の確認と応用

## 独創的內容

CO_{2}メタン化への適用

## 協力開発內容

## 🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈

◎ TEM、SEM分析技術

◎ 材料の磁性、電気的物性に対する効果の検討

◎ 共同で応用の展開

石油精製、環境浄化、燃料電池など

·論文: B.W. Lu et al., Catal. Sci. Technol.: 4, 4313-4321 (2014), Fuel: 103, 699-704 (2013), RSC Adv.: 2, 6800-6805 (2012) 等

·関連知財: 出願番号: 2014-119923, 2013-211200

*本研究の一部は、環境省環境研究総合推進費補助金の助成(3K123004)による

お問合せ先:岡山大学大学院環境生命科学研究科 魯保旺

TEL:0862-251-8842 E-mail baowanglu@okayama-u.ac.jp
③ 岡山大学一般公開講演会「廃棄物系バイオマスからのエネルギー利用新技術開発に関する公開講演会平成24~26年度 環境省環境研究総合推進費補助金課題「地域エネルギー供給のための廃棄物系バイオマスのガス化/多段触媒変換プロセスの開発」と関連課題から」（主催：環境研究総合推進費補助金課題「3K123004」研究グループ、平成27年2月6日、岡山大学薬学部2号館2F中講義室において実施した。参加者は、環境プラントメーカー、大学、研究所などから約35名であった。

PRESS RELEASE

大学記者クラブ加盟各社 御中

平成26年12月18日

図山大学

## 廃棄物系バイオマスエネルギー利用新技術開発へ 講演会を開催

環境省環境研究総合推進費補助金課題「地域エネルギー供給のための廃棄物系バイオマスのガス化/多股触媒变换プロセスの開発」研究グループは、本学理境管理センターおよび廃棄物マネジメント研究センターの共催により、標記公開講演会を開催します。

バイオマスとは生物由来の有機性資源のことで、再生可能であることが特徴です。廃棄物となったバイオマスの利用は、廃棄物の適正処理を確保できるだけでなく、エネルギー資源の回収および有効利用として期待が高まっています。

本講演会では、蔵薬物系バイオマス等に対する将来技術として、熱的なガス化と新規開発触媒による改置およびガス変換技術を組み合わせた地理プロセス、その地域適用性について研究した成果を発表します。さらに、地域のバイオマス利用の事例を含めて今後の方向性を展望します。

「廃棄物系バイオマスからのエネルギー利用新技術開発に関する公開講演会」

開催日時 平成27年2月6日（金） 13:00~17:00

開催場所 岡山大学業学部 2 号館 2F 中調機室

対象 研究関係者、学生、一般の方（どなたでも参加いただけます）

申还方法 事前申还不要

定員 120 人程度

主催 環境研究総合推進費補助金課題「3K123004」研究グループ

共催 岡山大学環境管理センター

岡山大学廃棄物マネジメント研究センター

本講演会は、環境省環境研究総合推進費補助金課題「地域エネルギー供給のための廃棄物系バイオマスのガス化/多段触媒度換プロセスの開発」に関する国民への成果発信の一環として実施します。

くお問い合わせ>

岡山大学環境管理センター

教授 川本 克也

（電話番号）086-251-8842

(χ—λ) kkawamoto@okayama-u.ac.jp
<プログラム>

13:00~13:10 建言说明

13:10~13:40 ガス化改置技術の動向と展望

岡山大学環境管理センター 川本克也 氏

13:40~14:10 新たな政策触媒開発

名古屋大学大学院工学研究科 田川智彦 氏

14：10～14：40 新たなガス変換能媒開発

岡山大学大学院環境生命科学研究科 鲁保旺 氏

14:40~14:55 休憩

14:55~15:25 新たな酸素製造技術開発

名古屋大学大学院工学研究科 山田博史 氏

15:25~16:05 開発プロセスの地域適用性シナリオと評価

岡山大学蔵裏物マネジメント研究センター 藤原健史 氏

埼玉県環境科学国際センター 鈴木和将 氏

16：05～16：35 進み始めた分散型バイオマスガス化装置の実践投入事例 岡山大学研究推進産学官連携機構 渡裕 氏（予定）

16:35~16:55 全体質問及び討論

~17:00 開会

### 9. 知的財産権の取得状況

1）魯保旺：高分散遷移金属触媒及びシリカ担体表面への遷移金属原子の高分散担持方法，出願番号：2014-119923

2）魯保旺，川本克也：遷移金属を大量に導入したメソポーラスシリカおよびその簡易な製造方法，出願番号：2013-211200
## 【3K-123004】地域エネルギー供給のための廃棄物系バイオマスのガス化/多段触媒変換プロセスの開発
## 英文概要

Development of Waste Biomass Gasification and Multi-Stage Catalytic Gas Conversion Processes for Providing Regional Energy

Katsuya Kawamoto (Leader), Okayama University

Tomohiko Tagawa, Nagoya University

Hiroshi Yamada, Nagoya University

Takeshi Fujiwara, Okayama University

Kazuyuki Suzuki, Center for Environmental Science in Saitama

Baowang Lu, National Institute for Environmental Studies (1 Apr 2012~31 Mar 2014)

## Abstract

Thermal treatment of solid wastes, including municipal solid waste (MSW) and other biomass waste, is the core technology for reducing waste volume by using good sanitation. In the face of global warming, energy recovery by waste-to-energy (WtE) is a crucial issue in this field. Hence, gasification has now become a very attractive technological process for disposal and further utilization of waste biomass, because it has great potential in power generation and gas utilization. Thermal gasification using partial oxidation provides $ H_{2} $ , CO, and $ CO_{2} $ as major components, and $ CH_{4} $ and other hydrocarbons as minor components. The gaseous mixture can be used as gas engine fuel and in fuel-cell applications. Carbon monoxide can also be used as a raw material in chemical synthesis processes. Under the above backgrounds, gasification experiments were conducted on a laboratory scale by using a bench-scale apparatus consisting of two kinds of reactor in series, namely a gasifier followed by a thermal reformer. Waste wood from demolished houses and refuse-plastic fuel (RPF) samples were used as feed stocks. We conducted gasification and reforming experiments by using novel mesoporous catalyst NiO/SBA-15 and alloy pipe catalyst. The results showed that syngas with around 55 vol% $ H_{2} $ was obtained from the catalytic reactions using the mesoporous NiO/SBA-15 with 20 wt% NO or more. Tar constituents can be removed by the same catalyst and the concentration below 0.2 mg/ $ m^{3} $ that was aimed for was obtained using the catalyst of 40 wt% NiO.

Pure oxygen production from air was studied using solid oxide fuel cell (SOFC) type reactor. C12A7, YSZ and LSGM were tested as electrolyte. YSZ showed a good characteristic of electrolyte for fuel cell, while C12A7 showed a good mixed conductivity and hydrogen selectivity. LSGM could be used as low as $ 700^{\circ} $ C and the performance could be improved by optimization of the electro-catalysts both for anode and cathode. Ni-Li-Al was proposed as an anode catalyst. (Ni-Li):Al = 1:1 showed the optimum activity. Mist decomposition method was proposed as a preparation method of anode catalyst. Location of Ni, Li and Al in the same catalyst particle was essential for the enhancement effect.

Oxidation treatment of alloys containing Ni was tested for the new preparation method of reforming catalyst. Hastelloy and Covar were selected as raw materials for the reforming catalyst. No Ni particles were detected by XRD analysis suggesting that Ni was dispersed as very fine particle or formed mixed oxide with other components. These two alloys, not containing precious metals such as Pt or Rh, were marketed with reasonable prices.
Preparation of catalyst is very easy and using tube type alloys can prevent plugging caused by carbon formation. Surface treatment with co-catalyst component also enhanced the activity, which enabled these catalysts for general application use.

Next, the study of catalyst development and application for gas conversion were conducted. By post-synthesis method, the NiO particles were inserted into the SBA-15 pores. The NiO/SBA-15 prepared by post-synthesis method exhibited high efficiency and selectivity for methanation. By direct method, the NiO particles were dispersed into the $ SiO_{2} $ structure of SBA-15. The NiO/SBA-15 obtained by direct synthesis method exhibited excellent efficiency, and selectivity for producer gas conversion to CO comparable to that obtained by post-synthesis method. The synthesis method affected the CO selectivity. The temperature and $ H_{2}/CO_{2} $ ratio played an important role in $ CO_{2} $ conversion to CO. The NiO loading did not affect the $ CO_{2} $ conversion to CO. Although there was no difference in CO selectivity at high temperature, it was influenced greatly by NiO loading at low temperature as a result of $ CH_{4} $ formation.

In the evaluation study on the application of developed gasification process, possibilities of the developed gasification and reforming technology of biomass waste was examined. Firstly, waste emission map was created using data of manifest of industrial wastes etc. Secondly, we estimated transport distance between the gasification and reforming facility and the waste emission sources by using a geographic information system (GIS). Also, a location of facility (include transfer station) was determined by minimizing transportation cost (p-median problem). Thirdly, we designed the system for utilizing produced gas as city gas and evaluated the system from the viewpoint of life cycle assessment (LCA). Finally, the estimated greenhouse gas (GHG) emission was compared to that of conventional treatment technology, waste-burned power generation. It was shown that the gasification and reforming process followed by the generation of city gas from produced gas emitted less GHG than incineration process with power generation.
# 平成 30 年度概算要求の概要

～非正規労働者の処遇改善、女性活躍推進や均等処遇、ワーク・ライフ・バランスの実現等働き方改革推進～

平成 29 年 8 月

雇用環境・均等局
## 平成30年度 雇用環境・均等局関係 概算要求の概要

(单位：千円)

区分	29年度当初予算額①	30年度要求額②	增減額③(②-①)	增減率③/①	对前年比②/①
一般会計	375,218	874,282	499,064	133.0%	233.0%
年金·医療等に係る経費等(義務的経費)	141,212	164,518	23,306	16.5%	116.5%
概算要求枠(裁量的経費)	234,006	246,824	12,818	5.5%	105.5%
新しい日本のための優先課題推進枠	-	462,940	462,940	-	-
労働保険特別会計	82,459,835	115,332,295	32,872,460	39.9%	139.9%
労災勘定	4,408,399	4,594,345	185,946	4.2%	104.2%
雇用勘定	78,051,436	110,737,950	32,686,514	41.9%	141.9%
総計	82,835,053	116,206,577	33,371,524	40.3%	140.3%
## 第1働き方改革の着実な実行や人材投資の強化等を通じた労働環境の整備・生産性の向上

同一労働同一賃金など非正規雇用の処遇改善、長時間労働の是正、柔軟な働き方がしやすい環境整備、賃金引上げなどにより、労働環境の整備・生産性の向上を図る。

## 1 同一労働同一賃金など非正規雇用の処遇改善 761億円（568億円）

（１）同一労働同一賃金の取組の周知・相談支援【一部新規】【一部推進枠】11億円（６．９億円）

非正規雇用労働者の処遇改善に向け、各企業が賃金制度も含めた待遇全般の点検等を円滑に行うため、業界別の特性を踏まえた「同一労働同一賃金導入マニュアル」を作成し、周知・啓発を図るとともに、都道府県労働局において、正規雇用労働者と非正規雇用労働者の不合理な待遇差に関する相談支援などを行う。

非正規雇用労働者の処遇改善や過重労働防止に資する時間外労働の上限規制への対応に向けて、弾力的な労働時間制度等の労務管理に関する技術的な相談支援を行うため、47都道府県に「働き方改革推進支援センター（仮称）」を設置し、関係機関と連携を図りつつ、専門家による個別相談援助や電話相談等を実施する。

## （２）非正規雇用労働者のキャリアアップの推進等

750億円（561億円）

① 同一労働同一賃金の実現など非正規雇用労働者の処遇改善に向けた企業支援 750億円（561億円）

非正規雇用労働者の正社員化や処遇改善を実施した事業主を支援するキャリアアップ助成金等について、非正規雇用労働者と正規雇用労働者の賃金規定や諸手当制度の共通化を図った際に、その人数に応じて助成額を加算する拡充を行うこと等により、非正規雇用労働者の正社員転換・処遇改善を推進する。

## ② 無期転換ルールの円滑な運用や多様な正社員の普及 78百万円（91百万円）

労働契約法に基づく有期労働契約の無期転換が平成30年度から本格的に行われることを踏まえて、周知徹底、導入支援、相談支援を行い、無期転換ルールの円滑な運用や、これを契機とした多様な正社員制度の普及を図る。
# 2 長時間労働の是正や安全で健康に働くことができる 職場づくり 34億円（33億円）

## （1） 長時間労働の是正

10億円（11億円）

① 生産性を高めながら働く時間の縮減等に取り組む事業者等の支援（一部再掲） 8.0億円（8.5億円）

時間外労働の上限規制等に対応するため、生産性を高めながら労働時間の短縮等に取り組む中小企業や傘下企業を支援する事業主団体に対する助成を行うとともに、働き方・休み方改善コンサルタントによる専門的な助言・指導等を行う。

非正規雇用労働者の処遇改善や過重労働防止に資する時間外労働の上限規制への対応に向けて、弾力的な労働時間制度等の労務管理に関する技術的な相談支援を行うため、47 都道府県に「働き方改革推進支援センター（仮称）」を設置し、関係機関と連携を図りつつ、専門家による個別相談援助や電話相談等を実施する。

## ② 勤務間インターバルの導入促進 3 5百万円（3 1百万円）

勤務間インターバルを導入する中小企業への助成金の活用や好事例の周知等を通じて、勤務間インターバルの普及促進を図る。

## ③ 年次有給休暇の取得促進等による休み方改革の推進 2．5 億円（2．4 億円）

年次有給休暇の取得促進に向けて、普及啓発に努めるとともに、地域のイベントなどの特性を活かした取り組みを進める。また、平成30年度から実施される学校休業日の分散化（キッズウィーク）に合わせて中小企業にあっても年次有給休暇が取得できるよう取り組むなど、休み方改革を推進する。

## （２）健康に働くことができる職場環境の整備

24億円（22億円）

## ① パワーハラスメント防止対策 1．2 億円（1．2 億円）

ポータルサイトや企業向けセミナー等を通じたパワハラ防止対策の周知・広報及び取組促進、取組を指導できる人材の養成を引き続き行うとともに、希望する企業にパワハラ防止対策の具体的手法の個別コンサルティング等を実施する。

## ② 早期の紛争解決に向けた体制整備等 22 億円（21 億円）

パワーハラスメントをはじめとした労働問題に関してワンストップで対応するため、全国の総合労働相談コーナーにおける相談体制整備を図るとともに、紛争調整委員会によるあっせんの迅速な対応等により、個別労働紛争の早期の解決を促進する。
#### 3 柔軟な働き方がしやすい環境整備 6.4 億円（5.9 億円）

## （1） 雇用型テレワークの導入支援

5.7 億円（5.5 億円）

平成 29 年度に刷新する雇用型テレワークのガイドラインについて、周知を図るとともに、テレワーク相談センターや国家戦略特別区域における導入支援、セミナーの開催等を行い、適正な労務管理下における良質なテレワークの普及促進を図る。

## （２）自営型テレワークの就業環境の整備【一部新規】

71百万円（36百万円）

就業環境の適正化を図るため、平成29年度に刷新する自営型テレワークのガイドラインを周知徹底するとともに、仲介事業者が守るベきルールの明確化や働き手への支援の充実を図る。また、雇用類似の働き方に関して、平成29年度に設置する有識者による検討会での検討結果を踏まえ、法的保護の必要性を含めて中長期的に検討する。

## 4 生産性向上、賃金引上げのための支援 43億円（43億円）

## （1） 最低賃金や賃金引上げに向けた生産性向上等のための支援等（一部再掲）

43億円（43億円）

最低賃金の引上げに向けて、中小企業、小規模事業者に対する専門家による業務改善方法の提案の実施、生活衛生関係営業者に対する収益力向上に関するセミナーへの専門家派遣、事業場内の最低賃金を一定額以上引き上げ、生産性向上等に資する設備投資等を行う中小企業・小規模事業者に対する助成金の拡充など（※）、生産性向上等のための取組を進める。

（※）キャリアアップ助成金の賃金規定等改定コース等
## 第2 女性、若者、障害者、高齢者等の多様な働き手の 参画

全ての人材が能力を高め、その能力を存分に発揮できるよう、女性・若者・障害者・高齢者等の活躍促進、外国人材の受入れ強化などにより、多様な働き手の参画を図る。

1 女性の活躍推進 260億円（129億円）

## （1） 多様な女性活躍の推進等

260億円(129億円)

① 女性活躍推進法の実効性確保 6.6 億円（7.7 億円）

女性活躍推進法に基づく取組が努力義務である300人以下の中小企業について、相談支援等や助成金の活用により、行動計画策定やえるぼし認定取得に向けた支援を行い、女性活躍推進の取組の加速化を図る。

行動計画を策定・届出した企業について、女性活躍状況を検証し、取組の実施や目標達成のために必要な改善に向けた支援を実施する。

女性の活躍状況に関する情報等を掲載している「女性活躍推進企業データベース」について、学生をはじめとした求職者や投資家等ユーザーの利便性の向上を図るため機能強化を行うとともに、多くの企業の情報掲載が進むよう働きかけを行うことで、企業情報の見える化を更に推進する。

## ② 職場におけるハラスメント対策の総合的推進 3．9億円（3．7億円）

男女雇用機会均等法及び育児・介護休業法に基づき、事業主に義務付けられた妊娠・出産、育児休業等に関するハラスメントの防止措置の履行確保を図るとともに、特に中小企業を中心に、職場におけるハラスメント対策を総合的に推進する。

## ③ 仕事と家庭の両立支援の推進

250億円（118億円）

男性の育児休業の取得促進、育児・介護等により離職した者の復職を支援するため、助成金の支給等により、仕事と家庭の両立支援に積極的に取り組む事業主等を支援する。
## 第3 子どもを産み育てやすい環境づくり

「子育て安心プラン」に基づく保育園等の整備、母子保健医療対策の強化、子どもの貧困とひとり親家庭対策の推進及び児童虐待防止対策・社会的養護の充実・強化などにより、子どもを産み育てやすい環境を整備する。

1 待機児童の解消に向けた「子育て安心プラン」をはじめとした総合的な子育て支援 6.6 億円（7.7 億円）

（１）ひとり親家庭等の自立支援の推進等

6.6億円（7.7億円）

① 女性活躍推進法の実効性確保（再掲） 6.6 億円（7.7 億円）

2 仕事と家庭の両立支援の推進（再掲）

250億円（118億円）