廃棄物由来燃料
廃棄物由来燃料ペレット

廃棄物固形燃料（RDF）は、都市固形廃棄物（MSW）、産業廃棄物、商業廃棄物などのさまざまな種類の廃棄物から生成される燃料です。

持続可能な開発のための世界経済人会議は、次のように定義しています。

回収可能な発熱量を持つ特定の廃棄物や副産物は、厳格な仕様を満たしていれば、セメント窯の燃料として利用することができ、石炭などの従来の化石燃料の一部を代替することができます。場合によっては、セメント工程に最適な「テーラーメイド」燃料を提供するために、前処理を施した場合にのみ使用できることもあります。

RDFは、主にリサイクル不可能なプラスチック（ PVCを除く）、紙、段ボール、ラベル、その他の段ボール材料など、廃棄物の可燃性成分で構成されています。これらの成分は、ふるい分け、風力選別、弾道選別、鉄鋼・非鉄金属、ガラス、石材、その他の異物の分離、均一な粒度への破砕などの様々な処理工程によって分離されます。また、均質な材料を製造するためにペレット化も行われます。この均質な材料は、セメント工場、石灰工場、石炭火力発電所などで化石燃料の代替として、あるいは製鋼炉の還元剤として使用できます。CEN/TC 343に従って文書化されている場合は、固形回収燃料（SRF）としてラベル付けできます。[ 1 ]

他には、次のようなプロパティを説明します。

  • 二次燃料
  • 代替燃料
  • 代替燃料の略語「AF」
  • 結局のところ、これらの名称のほとんどは、廃棄物由来またはバイオマス由来の代替燃料の一般的な言い換えにすぎません。

このような物質には、普遍的に正確な分類や規格は存在しません。立法機関でさえ、代替燃料の種類と組成に関する明確なガイドラインをまだ確立していません。分類や規格への最初の取り組みは、ドイツ（代替燃料協会）と欧州レベル（欧州回収燃料機構）で行われています。これらの取り組みは主に代替燃料の生産者によって開始されており、正しいアプローチに基づいています。つまり、このような物質の組成を明確に定義した標準化によってのみ、生産と利用を世界規模で統一することができるのです。

代替燃料の分類に向けた最初のアプローチ:

固形回収燃料は、CEN/343 ANASなどの基準を満たすように生産されるという点でRDFの一部です。[ 2 ] SRF/RDFの生産、品質基準、熱回収に関する包括的なレビューが現在入手可能で、欧州のSRFの品質に関する統計も含まれています。[ 3 ]

歴史

1950年代、セメント産業において、廃タイヤが初めて廃棄物由来燃料（Refuse Derived Fuel）として利用されました。その後、1980年代半ばには、ドイツのヴェストファーレン州セメント産業において「Brennstoff aus Müll（廃棄物由来燃料）」（BRAM）が使用され、様々な廃棄物由来代替燃料が継続的に利用されるようになりました。

当時、業界は激しい競争圧力にさらされており、化石燃料の代替によるコスト削減が最優先事項でした。1980年代以降、ドイツセメント協会（Verein Deutscher Zementwerke eV、デュッセルドルフ）は、ドイツ連邦セメント産業における代替燃料の利用状況を記録してきました。1987年には化石燃料の5%未満が廃棄物由来燃料（RDF）に代替されていましたが、2015年にはその使用量はほぼ62%に増加しました。

廃棄物由来燃料は、さまざまな特殊な廃棄物エネルギー施設で使用されており、最大粒径 500 mm の低発熱量 (8 ～ 14 MJ/kg) の処理済み廃棄物由来燃料を使用して、地域暖房システムや産業用途向けの電気と熱エネルギー (熱/蒸気) を生産しています。

処理

ガラスや金属などの材料は不燃性なので、処理工程で除去されます。金属は磁石を使用して、ガラスは機械的なふるい分けを使用して除去されます。その後、エアナイフを使用して軽い材料と重い材料を分離します。軽い材料は発熱量が高く、最終的にRDFが生成されます。重い材料は通常、埋め立て地に送られます。残留物は、処理された形で（処理に応じて）単純な混合物として販売することも、ペレット燃料、レンガ、丸太に圧縮して、単独で、または循環リサイクルプロセスで他の目的に使用することもできます。[ 4 ] RDFまたはSRFは、都市固形廃棄物およびその他の同様の固形廃棄物の可燃性サブフラクションであり、機械的および/または生物学的処理方法（たとえば、バイオ乾燥）を使用して生成されます。[ 5 ]機械的生物学的処理（MBT）プラントで。[ 3 ] MBTプラントでRDF / SRFを生産する過程で、本来は可燃性の物質が固形物として失われるため、[ 6 ] RDF / SRFの生産と使用が、従来の焼却炉（廃棄物発電）プラントでの残留MSWの一段階燃焼よりも資源効率が良いかどうかという議論が生じています。[ 7 ]

破砕されたSRFからRDFペレットを製造する工程では、乾燥が必要となることがよくあります。通常、高カロリーで高密度のRDFペレットを製造するには、水分含有量を20%未満にまで下げる必要があります。RDFの乾燥には大量のエネルギーが必要となることが多いため、安価な熱源を選択することが望ましいです。

RDF の生成には次の手順が含まれます。

  • 袋割り/細断
  • 手作業による選別（通常は不活性物質、PVC、その他の不要な物体を除去するため）
  • サイズスクリーニング
  • 磁気分離
  • 渦電流分離（非磁性金属）
  • 空気分級機（密度分離）
  • 粗い細断
  • 赤外線分離による精製分離
  • 乾燥
  • ペレット化
  • 混合/均質化

最終市場

RDFは、発電や化石燃料の代替として、様々な用途に使用できます。石炭火力発電所では、従来の燃料源と併用できます。欧州では、廃棄物焼却指令の厳しい大気汚染防止基準が適用されるセメント窯産業でRDFを使用できます。セメント窯でのRDF / SRFの使用を制限する主な要因は、総塩素（Cl）含有量であり、商業的に製造された平均的なSRFの平均Cl含有量は、乾燥基準で0.76 w/w（± 0.14% w/wd、95%の信頼度）です。[ 8 ] RDFは、プラズマアークガス化モジュールや熱分解プラントにも供給できます。RDFがクリーンに燃焼できるか、京都議定書に準拠している場合、RDFは、未使用の炭素クレジットが炭素取引所を介して公開市場で販売される資金源を提供できます。しかし、都市廃棄物処理契約の活用やそのソリューションの銀行融資可能性はまだ比較的新しい概念であるため、RDFの経済的優位性は議論の余地がある。欧州におけるRDF生産市場は、欧州埋立指令と埋立税の導入により急速に成長している。英国から欧州およびそれ以外の地域への廃棄物由来燃料（RDF）輸出量は、2015年に330万トンに達すると予想されており、前年比で約50万トン増加している。

RDFおよびSRF特性の測定：生物起源含有量

RDFおよびSRFのバイオマス部分は、欧州連合（EU）排出量取引制度（EOS）や英国の再生可能エネルギー義務証明書（ROB）プログラムなど、複数の温室効果ガス削減プロトコルにおいて金銭的価値を有しています。バイオマスは、燃焼によって発生するCO2が工場でリサイクルされるため、カーボンニュートラルであると考えられています。RDF / SRFの燃焼バイオマス部分は、定置式燃焼事業者によって、報告されているCO2排出量 全体の削減に利用されています。

欧州CEN 343ワーキンググループでは、RDF/SRFのバイオマス分率を測定するための複数の方法が開発されている。最初に開発された2つの方法（CEN/TS 15440）は、手選別法と選択溶解法であり、これら2つの方法の比較評価が利用可能である。[ 9 ]放射性炭素年代測定の原理を用いた、より高価な代替方法が開発された。炭素14法を概説した技術レビュー（CEN/TR 15591:2007）は2007年に発行され、炭素年代測定法の技術規格（CEN/TS 15747:2008）は2008年に発行された。[ 10 ]米国では、標準法ASTM D6866に基づく同等の炭素14法が既に存在している。

炭素14年代測定はRDF/SRFのバイオマス分率を測定できますが、バイオマス発熱量を直接測定することはできません。発熱量の測定は、再生可能エネルギー義務証明書（Renewable Obligation Certificate）プログラムなどのグリーン証明書プログラムにとって重要です。これらのプログラムは、バイオマスから生産されたエネルギーに基づいて証明書を付与します。英国の再生可能エネルギー協会（Renewable Energy Association）の委託によるものを含む複数の研究論文が発表されており、炭素14年代測定結果を用いてバイオマス発熱量を計算する方法を示しています。

RDFおよびSRF特性の品質保証：代表的な実験室のサブサンプリング

RDF / SRFの熱回収（燃焼）特性は本質的に変動しやすい（不均一な）ため、品質保証、特にその正確な測定には大きな課題があります。最近の進歩により、例えば1kgのSRF / SRFサンプルから、ボンベ熱量測定法やTGAなどの分析装置で検査されるgまたはmg単位までの最適なサブサンプリングスキーム[ 11 ]が可能になりました。このようなソリューションを使用すれば、代表的なサブサンプリングを確保できますが、塩素含有量の場合はそうではありません。 [ 12 ]新しい証拠は、サンプリング理論（ToS）が、代表的なサブサンプルを得るために必要な処理労力を過大評価している可能性があることを示唆しています。

地域別使用

カンパニア

2009年、イタリア・カンパニア州ナポリの廃棄物管理問題に対応するため、3億5000万ユーロ以上の費用をかけてアチェラ焼却施設が完成しました。この焼却施設は年間60万トンの廃棄物を焼却しています。[ 13 ]この施設から生産される電力は、年間20万世帯の電力供給に相当します。[ 14 ]

アイオワ

米国で最初の本格的な廃棄物発電施設は、1975年にアイオワ州エイムズに建設されたアーノルド・O・チャントランド資源回収プラントです。このプラントではRDFも生産され、地元の発電所に送られて補助燃料として利用されています。 [ 15 ]

マンチェスター

イングランド北西部のマンチェスター市は、大規模なPFI契約の一環として、計画中の機械式生物処理施設で生産されるRDFの利用に関する契約を締結する手続きを進めています。グレーター・マンチェスター廃棄物処理局は最近、年間最大90万トンのRDF生産が見込まれるため、RDF利用に関する初期入札に市場から大きな関心が寄せられていると発表しました。[ 16 ] [ 17 ]

ボルネス

2008年春、スウェーデンのBollnäs Ovanåkers Renhållnings AB（BORAB）は、新たな廃棄物発電プラントを稼働させました。都市固形廃棄物と産業廃棄物がRDF（廃棄物固形燃料）に変換されます。年間7万～8万トンのRDFが生産され、近隣のBFBプラントの電力として利用され、ボルネス市民に電力と地域暖房を供給しています。[ 18 ] [ 19 ]

イスラエル

2017年3月下旬、イスラエルはヒリヤ・リサイクルパークに独自のRDFプラントを稼働させました。このプラントは、毎日約1,500トンの家庭ごみ（年間約50万トンの廃棄物）を処理し、1日あたり500トンのRDFを生産すると推定されています。[ 20 ]このプラントは、イスラエルの「イスラエルにおける廃棄物管理の改善と発展に向けた熱心な取り組み」の一環です。[ 21 ]

アラブ首長国連邦

2018年10月、UAEの気候変動・環境省は、エミレーツRDF（BESIX、テックグループエコの単独所有者、グリフィンリファイナリーズ）と、ウム・アル・カイワイン首長国におけるRDF施設の開発・運営に関する事業権契約を締結しました。この施設は、1日あたり1,000トンの家庭ごみを受け入れ、アジュマーン首長国とウム・アル・カイワイン首長国の住民55万人の廃棄物をRDFに変換します。RDFはセメント工場で使用され、従来のガスや石炭の使用の一部を代替する予定です。[ 22 ]

参照

参考文献

  1. ^ 「RDFとSRFの違い」 . Resource.co .
  2. ^ 「CEN/TC 343 - 公開規格」 2013年6月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年4月20日閲覧。
  3. ^ a b Velis, CA; Longhurst, PJ; Drew, GH; Smith, R.; Pollard, SJT (2010年11月30日). 「廃棄物の機械的・生物学的処理（MBT）による固形回収燃料の製造と品質保証：包括的評価」 . Critical Reviews in Environmental Science and Technology . 40 (12): 979– 1105. Bibcode : 2010CREST..40..979V . doi : 10.1080/10643380802586980 . hdl : 1826/6847 . S2CID 110958033 – CrossRef経由. 
  4. ^ウィリアムズ、P.（1998）廃棄物処理と処分ジョン・ワイリー・アンド・サンズ、チチェスター
  5. ^ Velis, CA; Longhurst, PJ; Drew, GH; Smith, R.; Pollard, SJ (2009). 「廃棄物の機械的・生物学的処理のためのバイオ乾燥：プロセス科学と工学のレビュー」 .バイオリソーステクノロジー. 100 (11): 2747– 2761. Bibcode : 2009BiTec.100.2747V . doi : 10.1016/j.biortech.2008.12.026 . hdl : 1826/3363 . PMID 19216072 . 
  6. ^ Velis, Costas; Wagland, Stuart; Longhurst, Phil; Robson, Bryce; Sinfield, Keith; Wise, Stephen; Pollard, Simon (2012年2月7日). 「固形回収燃料：廃棄物ストリームの組成と処理が塩素含有量と燃料品質に及ぼす影響」 . Environmental Science & Technology . 46 (3): 1923– 1931. Bibcode : 2012EnST...46.1923V . doi : 10.1021/es2035653 . PMID 22191490 – CrossRef経由. 
  7. ^ Velis, Costas A.; Cooper, Jeff (2013年2月6日). 「固形回収燃料は資源効率が良いか？」 . Waste Management & Research: The Journal for a Sustainable Circular Economy . 31 (2): 113– 114. Bibcode : 2013WMR....31..113V . doi : 10.1177/0734242X13476385 . PMID 23417573 . 
  8. ^ Gerassimidou, Spyridoula; Velis, Costas A.; Williams, Paul T.; Castaldi, Marco J.; Black, Leon; Komilis, Dimitrios (2021). 「セメント窯で共燃焼した廃棄物由来の固形回収燃料（SRF）中の塩素：発生源、反応、運命、そして影響に関する系統的レビュー」 . Critical Reviews in Environmental Science and Technology . 51 (2): 140– 186. Bibcode : 2021CREST..51..140G . doi : 10.1080/10643389.2020.1717298 .
  9. ^ Séverin, Mélanie; Velis, Costas A.; Longhurst, Phil J.; Pollard, Simon JT (2010). 「固形回収燃料を製造する機械生物学的処理プラントからのプロセスストリームの生物起源含有量。手作業による選別と選択的溶解測定法は相関関係にあるか？」 . Waste Management . 30 (7): 1171– 1182. Bibcode : 2010WaMan..30.1171S . doi : 10.1016/j.wasman.2010.01.012 . hdl : 1826/5695 . PMID 20116991. 2023年9月6日閲覧。 
  10. ^欧州標準化委員会、発行規格一覧
  11. ^ Gerassimidou, Spyridoula; Velis, Costas A.; Komilis, Dimitrios (2020). 「廃棄物由来固形回収燃料（SRF）のサブサンプリング計画の策定：サンプリング理論（ToS）に基づくシュレッディングによる代表サンプル調製への影響」 . Waste Management . 113 : 430–438 . Bibcode : 2020WaMan.113..430G . doi : 10.1016/j.wasman.2020.06.010 . PMID 32610247 . 
  12. ^ Gerassimidou, S.; Velis, CA; Bourne, RA; Komilis, D.; Garcia-Taengua, E.; Williams, PT (2020). 「廃棄物由来の固形回収燃料（SRF）におけるサブサンプリングの代表性と不確実性の統計的定量化：サンプリング理論（ToS）との比較」 . Journal of Hazardous Materials . 388. Bibcode : 2020JHzM..38822013G . doi : 10.1016/j.jhazmat.2019.122013 . PMID 31954309. 2023年9月6日閲覧。 
  13. ^ “Il termovalorizzatore di Acerra | A2A” . www.gruppoa2a.it (イタリア語) 。2023-09-06に取得。
  14. ^ 「イタリア、アチェッラの都市廃棄物焼却炉 | EJAtlas」。
  15. ^リソースリカバリシステム（ストーリー郡を担当）| アイオワ州エイムズ市、2023年2月14日閲覧
  16. ^マンチェスターの廃棄物由来燃料契約に対する健全な関心、 www.letsrecycle.com、2006年11月20日アクセス
  17. ^マンチェスター、廃棄物燃料の販売先を模索、 www.letsrecycle.com、2006年11月20日アクセス
  18. ^ BORAB - 廃棄物発電プラント、2011年3月3日アクセス
  19. ^ Bioenergitidningen - ボルナスの新しい廃棄物工場、2011 年 3 月 15 日アクセス
  20. ^イスラエル、ゴミ捨て場をエネルギー資源に変える- 2017年3月27日アクセス
  21. ^ 「イスラエル、ゴミ捨て場をエネルギー資源に転換」エルサレム・ポスト | JPost.com 2017年3月27日。
  22. ^ 「UAE気候変動省、代替燃料施設契約を締結」 Construction Week Online、2018年10月18日。 2019年11月14日閲覧。
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