木質ガス化で電気代を削減

南アフリカの企業である CLC Solar Wind Energy は最近、農家が木や石の果物のピットから発電できるようにするための費用対効果の高いガス化装置を開発しました。 同社のプロジェクトマネージャーである Chris Coetzee 氏は、Glenneis Kriel 氏にテクノロジーについて詳しく語った。

CLC Solar Wind Energy のプロジェクト マネージャーである Chris Coetzee は、代替エネルギーに常に情熱を注いでいます。 12 年前、BMW 南アフリカで電気監督として働いていたとき、彼は趣味としてさまざまな形の再生可能エネルギーの実験を始めました。 この旅の初めに彼は最初は風力と太陽エネルギーに魅了されましたが、後に水力エネルギーが彼のお気に入りになりました。

「私は太陽光や風力エネルギーよりも水力エネルギーを好みます。なぜなら、ある程度の標高と少量の水があれば、24時間エネルギーを供給できるからです。水は、必要に応じて貯水池に汲み上げることで、システムを通じてリサイクルすることもできます。電気料金は安く、料金のピーク時に水から生成されたエネルギーを使用します」と彼は言います。

新しいアイデア今年の西ケープ州の乾燥した気候条件により、クッツェー氏は農家を支援するために水力エネルギーに代わる代替手段を検討するようになりました。 彼は、ほとんどの農家が木材や果物の種を入手できることに気づき、このバイオマスを発電用の燃料として使用できるガス化装置を構築するというアイデアを思いつきました。

「私がこれまで一緒に働いてきた農家のほとんどは、外来の木を伐採したり、新しい果樹園を建て替えたりし続けています。乾燥させたり、結実させたりする農家も、使い道のない果物の石を大量に抱えることになります。ガス化装置のおかげで、これらの農家は、これらの副産物を燃料に変えることで付加価値を与えます」とクッツェー氏は言います。

実証済みのテクノロジー木材チップや果物の石などのバイオマスは、ガス化装置のバーナー内で燃焼されます。 発生したガスは内燃機関の燃料として利用され、発電機と同様にエネルギーを生み出します。

これは新しい技術ではありません。 実際、クッツェー氏が指摘するように、第二次世界大戦中には何千台もの道路車両、電車、船舶の動力として使用されました。

「当時はディーゼルとガソリンが不足していたため、また寒冷環境により重要な時期にこれらの燃料源が凍結してしまうため、ガス化が使用されていました」と彼は言う。

クッツェーが建設したガス化装置は、南アフリカの至る所にあるミニタクシーで使用されているものと同じ、トヨタ 4Y 2 リットル エンジンを使用しています。 エンジンは燃料やディーゼルの代わりに、2cm×2cm程度の木片や果物の石や種から発生するガスで駆動します。 わずかに大きいまたは小さい木材チップでも同様に効果があります。

使い方バイオマスは着火剤とともにバーナーに入れられ、このプロセスには約 10 分かかります。 一度走り出すと燃料がある限り走り続けます。 ガス化装置には 1 時間ごとに木材を供給することも、充填されたホッパーを上部に置くこともできます。 後者では、ホッパーのサイズに応じて、1 ～ 2 日に 1 回だけ給餌する必要があります。

「車のガソリンタンクのような役割を果たします。タンクが大きいほど、燃料を補給するまでの走行時間が長くなります」とクッツェー氏は説明する。

硬い木材も柔らかい木材も同様によく燃え、エネルギー出力にはほとんど差がないと同氏は強調する。 「主な燃料源は木材から出るガスです。」 バイオマスは閉鎖系で燃焼されるため、ガス化装置は二酸化炭素排出量の少ないエネルギーを生成します。

「木材から果物の石まで、さまざまな燃料源で（プロトタイプを）テストし、3週間ノンストップで稼働させましたが、満足のいく結果が得られました」と彼は言います。

ガス化装置には空気が必要なので、換気のない建物内に密閉しないことが望ましいです。

「ガス化装置は小さな煙突のようなもので、他の燃焼エンジンと同様に、空気へのアクセスが良好である必要があります。そのため、屋外に置いておくことができます」とクッツェー氏は言います。 CLC Solar Wind Energy には 3 つのガス化装置モデルがあり、それぞれのコストが輸入モデルの 3 分の 1 以下です。とクッツェー氏は言う。

容量 30kW の最小モデルの価格は、「系統連系」の場合、186,000 ランド (付加価値税を除く価格) です。 クッツェー氏の説明によると、系統連系システムはエスコムの電力網に接続されており、将来的には農家が未使用の電力をエスコムの電力網に再分配すればクレジットを生成できるようになるという。

クッツェー氏は、1kW当たり1ランドと見積もられる系統電力を使用する代わりに、30kWモデルを週7日間継続的に使用するという条件で、農家は平均で月額約21,600ランドの電気代を節約できると推定している。

「これは、使用期間中のエスコム電力の使用量とコストに応じて、この技術への設備投資が 1 ～ 2 年以内に回収できることを意味します」とクッツェー氏は言います。

彼のラインナップの他の 2 つのモデルは 50kW と 150kW の容量があり、それぞれ 237,000 ランドと 440,000 ランドで販売されています。 150kW モデルは、「梱包および加工施設を備えた大規模農場で必要な電力をすべて生成するのに十分な容量を備えています」とコッツィー氏は述べています。

交渉の行き詰まり CLC太陽風力エネルギーガス化装置は、送電網接続に関する交渉が「行き詰まっているようだ」ため、来年から販売される可能性が最も高い。 系統連携システムの欠点は、負荷制限やその他の停電時には使用できないことです。 ただし、クッツェーは、全国送電網に電力を供給したり、独立型発電機としてオフグリッドで動作したりできるデュアル モデルも提供しています。

これらのコストは、系統接続のみのモデルより 35% 高くなります。 これらには、ネットワーク上で電力スパイクのない一定のエネルギーの流れを保証する負荷コントローラーが付属しています。 クッツェー氏によれば、わずかな変更を加えるだけで同様の機械を製造するのは比較的簡単であるため、ガス化装置の特許を取得するつもりはないという。

CLC Solar Wind ガス化装置には 1 年間の保証が付いており、その主要コンポーネントである発電機とエンジンは SABS の承認を受けています。

詳細については、Chris Coetzee (082 829 9210) に電話するか、[email protected] にメールでお問い合わせください。

この記事は元々、Farmer's Weekly 2015 年 10 月 30 日号に掲載されたものです。