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メタン発酵システム

メタン発酵システムは、原料の種類に応じた前処理装置、発酵槽と、ガス利用機器等で構成されます。メタン発酵槽では、酸素のない嫌気条件で活動する微生物を利用して、バイオマスからメタンが主成分のバイオガスへ変換します。カーボンニュートラルのバイオガスを利用することで、二酸化炭素排出量や燃料費の削減効果、バイオマスの減容化効果など、さまざまなメリットが得られます。
 

目的


食品工場や下水処理場からは水分を多く含んだバイオマスである食品や下水汚泥等が発生します。これらは有機物を含んでいるため、資源として有効活用可能です。バイオマスにメタン発酵技術を適用してカーボンニュートラルなエネルギーの製造を行います。得られたエネルギーは工場や下水処理場等で利用することが可能です。さらに多くのエネルギーを効率的に製造するために、バイオマス原料に応じた変換方法やシステム全体の高効率化を検討しています。
 
カーボンニュートラルのイメージ
カーボンニュートラルのイメージ

 

メタン発酵を用いたバイオマス利用システムの開発


前発酵槽では原料のバイオマスを多種・多様な微生物が分解し、有機酸や水素分子、二酸化炭素が作られます。これをメタン発酵槽でメタン生成菌が利用することでバイオガスが発生します。
 
〔メタン発酵反応の概要図〕
メタン発酵反応の概要図
前発酵槽   メタン発酵槽
 
 
食品工場などで発生する食品バイオマスなど高含水率のバイオマスを分別・粉砕し、発酵に適した原料濃度に希釈します。メタン発酵槽内の微生物の働きにより、メタン約60%、二酸化炭素約40%のバイオガスに変換します。発酵ケーキは低含水率のバイオマスとともに乾燥し燃料として利用することにより、バイオマスエネルギーを最大限に有効活用することができます。

バイオマス利用システムフロー例(食品工場の場合
バイオマス利用システムフロー例(食品工場の場合)
 
  • カーボンニュートラルなバイオマスエネルギーを得られます。
  • 性状、成分が異なるバイオマスに適用可能です。
  • 高温発酵を採用する事により、発酵時間を短縮し省スペース化を実現しました。
  • 発生したバイオガスはボイラの燃料として利用できます。
     

展望


バイオマスの種類や成分によって、発酵条件や前処理方法が異なるため、多様なバイオマスを効率的に低コストでエネルギー変換する技術が必要です。今後、利用可能なバイオマスの種類を拡大できるよう研究開発を行っていきます。
 

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