木質バイオマス熱利用（温水）計画実施マニュアル 実行編
B5判 232ページ 並製
価格 6,600円 (本体価格 6,000円)
ISBN978-4-88965-271-0 C0061
在庫あり
書店発売日 2022年08月19日
読書メーター
解説
木質バイオマスの熱利用を進めるために、実務経験が豊富な執筆陣が書き下ろした我が国初の総合的な手引書です。脱炭素社会の実現に必要な知見やノウハウをすべて収録しました！
紹介
木質バイオマスの熱利用を進めるために、実務経験が豊富な執筆陣が書き下ろした我が国初の総合的な手引書です。脱炭素社会の実現に必要な知見やノウハウをすべて収録しました！
目次
第９章 木質バイオマス熱供給システム設計の基本的考え方（回路と制御） 1
9.1.熱供給システム設計の問題点 1
9.2.熱供給システムの全体像と構成要素 3
9.3.蓄熱タンクの４つの機能 4
9.3.1.蓄熱タンク（Thermal Storage） 5
9.3.2.バッファー・タンク（Buffer Tank） 6
9.3.3.蓄熱度合いの計測（State of Charge） 6
9.3.4.圧力の絶縁（Hydraulic Separator） 6
9.4.欧州の第３世代技術の主要点 7
9.5.標準回路 9
9.6.標準回路の８原則 10
9.7.標準回路例（WE4） 14
9.8.制御システム 14
9.9.熱導管の回路・制御 15
9.10.需要家との熱受渡設備の回路と制御 15
9.11.需要家側の熱消費設備の回路・制御 16
9.12.日本の環境における熱供給設備の回路・制御例 18
第10章 熱負荷分析 27
10.1.熱負荷計算とバイオマス 27
10.2.熱負荷分析とその手法 27
10.2.1.最大熱負荷及び年間熱負荷 27
10.2.2.熱負荷計算 30
10.2.3.熱負荷計算結果とバイオマス導入分析手法 31
10.2.4.負荷パターン 36
10.2.5.新規・既存施設の負荷計算 44
10.3.給湯計算例 温浴施設給湯計算法 45
10.3.1.温浴施設時刻別客数 45
10.3.2.温浴施設給湯負荷 48
10.3.3.温浴施設負荷計算例 48
第11章 コスト積算・事業性評価 57
11.1.イニシャルコストの積算 58
11.1.1.イニシャルコストに関する項目と計算方法 58
11.1.2.標準的コスト 59
11.2.ランニングコスト 65
11.2.1.ランニングコストに関係する項目と計算方法 66
11.3.事業性の評価項目と評価方法 68
11.3.1.稼働率 68
11.3.2.ボイラー熱損失、配管熱損失 69
11.3.3.事業性評価 70
11.3.4.事業性試算について 72
11.4.実際の検討で起こり得る変動要素について 77
11.4.1.燃料単価について 78
11.4.2.化石燃料ボイラーの取り扱い 78
11.4.3.ランニングコスト削減に向けた要点 78
11.5.コスト削減による事業性向上について 79
11.6.CO2排出削減効果、地域経済効果 79
11.6.1.CO2排出削減効果 79
11.6.2.地域経済効果 82
第12章 事業構想 87
12.1.事業構想の位置づけ 87
12.2.事業構想の内容 88
12.2.1.事業目的の確認 88
12.2.2.地域の実態把握の重要性 89
12.2.3.地域の設定 89
12.2.4.地域について把握すべき事項 89
12.3.事業運営事業体の想定 90
12.4.導入施設の基本的内容 90
12.4.1.導入予定施設の熱需要量の把握と導入すべきボイラーの規模及び必要な燃料量の算出 90
12.4.2.燃料の確保 91
12.4.3.導入予定施設の状況 92
12.5.収支の試算 92
12.5.1.イニシャルコストの算定 92
12.5.2.ランニングコストの算出 93
12.5.3.収支の概略試算 95
12.6.事業構想案の作成 95
12.7.都道府県、市町村等関係行政機関や専門家等の意見把握 95
12.8.事業実施可否の判断 96
12.9.事業構想案の再検討 97
12.10.事業構想の検討をFS調査につなげる 97
第13章 FS調査・基本設計 99
13.1.FS調査の位置づけ 99
13.1.1.FS調査の位置づけ 99
13.1.2.FS調査での実施事項 99
13.1.3.FS調査を実施する上での留意点 100
13.2.事業コンセプトの確認・評価 101
13.3.熱需要の把握と特徴分析 102
13.3.1.熱需要の算出 102
13.3.2.熱需要分析の留意点 103
13.4.エネルギー変換技術の検討と選定 103
13.5.木質バイオマス燃料の調達可能性調査 104
13.5.1.木質バイオマス燃料調達の持続性の確認（バイオマス資源量調査） 104
13.5.2.バイオマス資源及び燃料供給事業者の選定と燃料の品質確認 104
13.6.事業用地等の条件把握 106
13.7.副生物の処理・利活用方法 106
13.8.システムの基本仕様の検討とバイオマスボイラー種類の選択 106
13.9.概算コストや事業収支の試算 109
13.9.1.コスト試算の留意点 109
13.9.2.事業性評価について 110
13.10.事業リスクの想定・対応方法の検討 110
13.11.バイオマス事業ビジネスモデルの検討 111
13.12.地域住民・関係者への事前確認 111
13.13.FS調査結果のまとめ 112
13.14.基本設計 112
13.14.1.基本設計時の留意点 113
13.14.2.バイオマスボイラーの選定とサイジング 114
13.14.3.設備仕様の検討とボイラーとの関係 116
13.15.施設、設備の配置計画の検討 117
13.16.二次需要先における設備と配管 118
13.17.イニシャルコストに係る予算の検討 118
13.17.1.イニシャルコストの試算について 119
13.17.2.イニシャルコスト試算の留意事項 119
13.18.ランニングコストに係る予算の検討 119
13.18.1.木質バイオマス燃料費、維持管理・メンテナンス費用 119
13.18.2.メンテナンスコストの試算について 120
13.19.事業収支の検討と事業性評価 120
13.20.イニシャルコストの資金調達の検討 121
13.21.事業化スケジュールの検討 122
13.22.関連法令の確認 122
13.23.基本設計書の作成 123
第14章 実施設計 125
14.1.ボイラープラントの設計 125
14.1.1.熱需要、熱負荷の確定 125
14.1.2.燃料仕様の確定 125
14.1.3.ボイラー（メーカー、機種、容量の確定） 127
14.1.4.化石燃料ボイラー（バックアップ・ボイラー、補助ボイラー） 128
14.1.5.蓄熱タンク（機種、容量の確定、センサー位置、制御方式確定） 128
14.1.6.ボイラー室内（内部レイアウト、配管径、材質、弁、膨張タンク） 131
14.1.7.煙突（ドラフト計算、長さ、径、配置、勾配、断熱設計、材質） 136
14.1.8.煙突建屋の設計 144
14.1.9.燃料サイロの設計（燃料搬送装置、燃料供給装置、乾燥装置） 144
14.2.熱導管の設計 145
14.2.1.配管設計（ルート、長さ、径、材質、断熱方式、流量、流速、圧力損失、熱損失） 145
14.2.2.循環ポンプの機種選定、容量選定（インバーター・ポンプ） 148
14.2.3.制御システムの設計 150
14.3.需要先における熱利用回路の設計 150
14.3.1.受渡装置の二次側の回路設計 150
14.3.2.熱利用機器との接続方式制御方式 151
14.3.3.暖房回路 151
14.3.4.給湯回路 152
14.4.コスト積算 152
14.4.1.イニシャルコスト 152
14.4.2.ランニングコスト 153
14.5.システムの事業性評価 153
14.5.1.稼働率 153
14.5.2.エネルギー損失（ボイラー熱損失、配管熱損失、配管動力損失） 154
14.5.3.効率性（総合エネルギー効率） 154
14.5.4.環境性（バイオマス代替率） 159
14.5.5.事業性試算（IRR） 159
第15章 事業の発注、着手 161
15.1.発注の対象 161
15.1.1.計画設計工程の留意点 161
15.1.2.ボイラー機種の選定の留意点 162
15.1.3.建屋や配管等工事に係る留意点 163
15.1.4.一括発注、分離発注 163
15.1.5.市町村等における競争入札の実施と仕様書の重要性 163
15.1.6.地域における合意形成と円滑な事業の進展 163
15.1.7.諸官庁への申請 165
15.2.下川町における事業の発注、着手 165
15.2.1.目的の明確化 165
15.2.2.総合計画等への記載 166
15.2.3.担当者 166
15.2.4.導入に向けて 167
15.2.5.計画（事業構想とFS調査）の留意事項 167
15.2.6.基本設計の留意事項 172
15.2.7.実施設計と工事の留意事項 174
第16章 施工・試運転 175
16.1.施工 175
16.1.1.設計図書の確認 175
16.1.2.総合工程表の作成 176
16.1.3.作業工程管理 177
16.1.4.安全管理 177
16.1.5.品質管理施工 177
16.1.6.その他施工時の留意事項 179
16.2.試運転 180
16.2.1.試運転前の注意事項 180
16.2.2.試運転 182
第17章 維持管理・メンテナンス 187
17.1.維持管理内容 187
17.1.1.日常点検 187
17.1.2.定期メンテナンス 190
17.1.3.日常点検、定期メンテナンスの一覧表 195
17.2.維持管理・メンテナンスに係る安全 195
17.3.耐用年数を向上させるシステム運用のノウハウ 196
17.4.よくあるトラブルとその対応（現場でできる修繕等） 196
17.5.実績確認、事後評価 199
17.5.1.性能点検 199
17.5.2.電気等エネルギーの使用量 201
17.5.3.不具合件数 201
17.5.4.稼働状況分析、実績分析 202
17.5.5.計画と実際の比較 203
用語集 207
前書きなど
このマニュアルは、木質バイオマス熱利用の温水ボイラーシステム、現在一般的に使用されている中小規模ボイラー（500kW 程度以下のチップ・ペレットボイラーを想定）システムを対象として、システムの考え方や内容とともに、計画作成から、施工、維持管理・メンテナンスまでの実施の仕方や留意事項について説明したものです。
木質バイオマス熱利用等についての書籍等はこれまでも発行されてきましたが、このような具体的な技術的マニュアルは作成されてきませんでした。（一社）日本ボイラ協会においては化石ボイラーに係る教本が作成されていますが、木質バイオマスボイラーに係るものではなく、当該協会で行われるボイラー講義においてもほとんど触れられていません。このことは、これまで木質バイオマスボイラーのボイラー全体の中に占める割合、位置づけが極めて低かったことによるものと理解されます。また、このこともあり、現代的な木質バイオマス熱利用の我が国の取組は、20年ほどに及びますが、基本的には石油ボイラーに倣って設置されているものが多く、それで是とされてきました。
しかし、これまでの積み重ねにおいて、木質バイオマス熱利用はその特徴に即したあり方にしていく必要性が高くなっています。また、ゼロカーボンが指向される中では、これまでの化石ボイラーを切り替え木質バイオマスボイラー等が主要な役割を果たしていく必要があり、その効率的な運用が一層求められています。
このことは、今回の規制改革においても明らかになりました。一昨年（2020年）、当協会等で政府の規制改革推進会議に要望した温水ボイラーの労働安全衛生法等の規制緩和が認められ、2022年から施行されることとなりました。このことは、再生可能エネルギーを拡大するとの視点から、これまでの規制についても見直しをしていくとの姿勢の表れです。その意味では、私たちが木質バイオマス熱利用システムのあり方として考えている内容の具体化ができる素地が作られてきているといえます。
本マニュアルは、林野庁の助成事業により、木質バイオマス熱利用システムの基本的考え方に基づく技術的標準を明らかにしようとしたものですが、前述のようなこれまでの状況から、標準的なものとは何かについて合意形成を図ることから始めることが必要でした。そのため、これまで木質バイオマス熱利用に携わってきた学識経験者の方はもとより、コンサルタントやボイラーメーカー、ボイラーの輸入代理店等の方々にも参加をいただき、執筆すべき内容について議論をするとともに、それぞれの方にお願いして執筆いただいた原案についてさらに議論を重ねながら作成してきました。参加していただいた方、原案を執筆いただいた方は別添の一覧表の通りです。これらの方々には、通常業務を抱えながらの多忙の中でご協力いただき大変感謝しています。また、このような議論を通じて、木質バイオマス熱利用システムの今後のあるべき方向を提示できたと考えています。
このマニュアルは、木質バイオマス熱利用事業に係る事業者、コンサルタント、ボイラーメーカーの担当者、設計者、施工者、地方公共団体の担当者、さらに燃料生産・供給業者等にお読みいただきたいと想定しており、できるだけ一度は全体的に通読していただきたい、全体の関連性を理解していただきたいというのが願いですが、マニュアルは、17章からなりおおむね500ページに近い大部なものとなりましたので、各章の概要を別添に掲げます。この概要を参考に関心のあるところをお読みいただくことも可能かと考えています。
なお、１〜８章までは基本編、９〜17章までは実行編として、別冊にしています。
このようなマニュアルとしては初めてのものであり、議論が足りない部分や内容として不備な点もありうると想定しています。その点についてはご容赦をいただくとともに、ご意見等を下記により受け付けますので、このマニュアルがより良いものになるよう育てていただければと思っています。
（一社）日本木質バイオマスエネルギー協会
mail@jwba.or.jp
著者プロフィール
