Microsoft PowerPoint - 資料4-2_131216現状分析

資料４－２

下水道における

下水道における

資源・エネルギー施策の現状分析

１．省エネルギー対策①

○下水道は我が国の年間消費電力量の約0.7％を占める大口需要家（100万kW級の原子力発電所1基分の年間電力使用量）。

○処理水量当たりの

電力使用量原単位はH17年度以降横ばい状況

。

○下水道施設での電力使用量のうち、水処理工程が約5割を占めるが、

水処理に係る電力使用量原単位は若干悪化

。

全国の下水道事業の電力使用量と原単位

電力使用量の内訳

○年間電力使用量 約70億kWh/年（全体の0.7％） ○電力使用量原単位 下水道事業全体：0.499kWh/m3_（H17） ⇒0 492kWh/m3_（H22）

全国の下水道事業の電力使用量と原単位

処理場・ 場内ポン プ 14% 処理場・ その他 ポンプ場 10%

電力使用量の内訳

⇒0.492kWh/m （H22） _14% 処理場・ 水処理 48% 処理場・ 汚泥処理 21% その他 7% 0.8 75 80 _{全国の処理場におけ} る電力使用量合計値 処理水１㎥当たりの _21% （H23年度） ○電力使用量原単位は、その他（管理棟など）は減少している

処理工程ごとの電力使用量原単位の推移

0.6 0.7 60 65 70 位 （kWh/ 年） kWh/ 年） 処理水１㎥当たりの 電力使用量原単位 電力使用量原単位 、そ 他（管 棟な ） 減少 る が、水処理は若干悪化 水処理工程：0.226kWh/m3_{（H17）⇒0.232kWh/m}3_（H22） その他工程：0.046kWh/m3_{（H17）⇒0.035kWh/m}3_（H22） 104.4 104.7 104.1 102.9 110.0 電力使用原単位推移 （H17年度比） 0.5 50 55 使 用量原単 位 力 使用量 (億 k 100.0 99.4 102.9 100.0 103.1 106.8 90.0 100.0 場内ポンプ 水処理 汚泥処理 （H17年度比） 0.4 35 40 45 電力 使 電 力 2 83.9 80.3 76.5 70.0 80.0 Ｈ17 Ｈ18 Ｈ19 Ｈ20 Ｈ21 Ｈ22 汚泥処理 その他 ポンプ場 ※H23年度は節電要請等の影響があるため除外 0.3 30 Ｈ8 Ｈ10 Ｈ12 Ｈ14 Ｈ16 Ｈ18 Ｈ20 Ｈ22

１．省エネルギー対策②

○省エネルギー対策により

下水道事業の維持管理コスト縮減

が図られるが、エネルギー使用原単位を見ても、対策状況は

処理

○省 ネルギ 対策により

下水道事業の維持管理コスト縮減

が図られるが、 ネルギ 使用原単位を見ても、対策状況は

処理

場ごとに差が大きい

。

○今後、電力会社の

電力料金値上げ

は下水道事業の経営への影響が懸念。

エネルギー使用量原単位の分布

電力会社による値上げの動き

同じ水処理方法・規模の処理場でみても、エネルギー使用原単位の差が大きい。

ネルギ 使用量原単位の分布

2.000 東京電力：平均8.46％の値上げ実施 関西電力：平均9.75％の値上げ実施 九州電力：平均6.23％の値上げ実施

電力会社による値上げの動き

1.600 1.800 ｍ 3 ）

標準法（焼却なし）・処理水量１万t/日

九州電力 平均6.23％の値上げ実施 北海道電力：平均7.73％の値上げ実施 四国電力：平均7.80％の値上げ実施 東北電力：平均8.94％の値上げ実施 1.200 1.400 使 用原 単位（ KL / 千 ｍ

程度でみても、エネルギー使用原単位

の差は２倍程度

_{下水道維持管理費の内訳}

経営への

0 600 0.800 1.000 エネル ギ ー 使 標準法等 焼却あり 人件費 19.2% その他 27.2%

影響懸念

0.200 0.400 0.600 標準法等 焼却なし 高度処理 運転管理委 託費19.3% 汚泥処分費 清掃費1 5% 調査費1.0% 燃料費0.9% 水質測定経 費0.4% 下水道維持管理費_{8,879億円/年} （平成23年度） 3 0.000 1 10 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 日平均汚水量（ｍ3/日） OD法等 修繕費 14.3% 電力費 9.4% 汚泥処分費 4.8% 薬品費2.0% 清掃費1.5%

２．下水汚泥の有効利用（エネルギー化①）

○下水汚泥中の固形物の約8割は有機物としてエネルギー利用が可能である。下水汚泥エネルギー化率は約13％（平成23年度

末）であり、

平成17年度約７％に比べ倍増しているが、未だ低い水準

にある。

○下水汚泥の消化工程から発生する消化ガスによる発電は、全国41箇所、年間1.4億kWhの発電量（約4万世帯の使用電力量に

相当 平成23年度末）で近年増加。

○自治体により固形燃料化されている事例は広島市 愛知県 福岡県等の7件にとどまっているが 横浜市 大阪市 埼玉県等

○自治体により固形燃料化されている事例は広島市、愛知県、福岡県等の7件にとどまっているが、 横浜市、大阪市、埼玉県等

で事業化に向けた取組が進められている。

下水汚泥エネルギー化率

下水汚泥のエネルギー化の実施個所の推移及び事例

○消化ガス発電の実施個所 27箇所（H17）⇒41箇所（H23） ○固形燃料化の実施個所 1箇所(H17）⇒7箇所(H25) 約7％（H17）⇒約13％（H23） 汚泥燃料

【消化ガス発電の実施個所数と電力量の推移】

【固形燃料化の事例】

消化ガス 11.8% 汚泥燃料 0.8% 緑農地利 用 10 1% 31 33 41 35 40 45 120 140 ］ 発電電力量 箇所数 10.1% バイオマス として未利 用 27 28 28 28 20 25 30 80 100 発電設備設 置 力量［千 kWh ］ 広島市西部水資源再生センター【炭化】 （平成24年度より稼働）（100t-wet/日） 用 77.3% 5 10 15 20 40 60 置 処理場数［ 箇 発電電 （平成23年度） 4 0 5 0 20 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 箇 所］ ※下水汚泥エネルギー化率：下水汚泥中の有 機物のうち、ガス発電等エネルギー用途に 有効利用された割合 宮城県県南浄化センター【造粒乾燥】 （平成21年度より稼働）（50t-wet/日）

２．下水汚泥の有効利用（エネルギー化②）

○下水汚泥エネルギー化率が低水準にある原因としては、

コストが大きい

ことと、規模が小さく、

スケールメリットが働かない

処理

場が多くある。

○その他、

人材不足

により導入検討・維持管理ができないとの声（第５・６回委員会検討課題と関連）

余剰消化ガスを有効利用しない理由 固形燃料化を実施しない理由 余剰消化ガスを有効利用しない理由 固形燃料化を実施しない理由 【質問事項】 平成24年度末時点において、 「消化槽がなく エネルギー化を行っていない」 【質問事項】 平成24年度末時点において、 「消化槽はあるが 有効利用は行っていない」 「消化槽がなく、エネルギ 化を行っていない」 「消化槽はあるが、有効利用は行っていない」 「消化槽があり、消化ガスの有効利用は行っているが、余剰ガスが3割 以上である」と回答した処理場に対し、固形燃料化を行わない理由につい て質問 （複数回答可 総回答数 2 611） 「消化槽はあるが、有効利用は行っていない」 「消化槽があり、消化ガスの有効利用は行っているが、余剰ガスが3割以 上である」と回答した処理場に対し、余剰ガスを有効利用しない理由につ いて質問 （複数回答可 総回答数 496） 5 出典：下水道ビジョンに関する調書（資源・エネルギー編） （複数回答可 総回答数：2,611） （複数回答可 総回答数：496）

２．下水汚泥の有効利用（リンの利用）

○世界的な食糧需要の急増やリン鉱石の主要産出国である中国、アメリカの輸出制限等により、リンの価格が乱高下。リンを輸

入に頼る我が国では、安定的なリン資源の確保に懸念。 さらに、世界のリン鉱石埋蔵量は偏在。

○農業・食品に関わるリンの輸入量約56万トン/年のうち約1割が下水道を経由。しかし、その

有効利用は約1割

（主にコンポス

ト）。ほぼ横ばいで推移（平成17年度31万DS-tから平成23年度33万DS-t）

○リン利用しない理由は

コストが大きい

ことと 規模が小さく

スケールメリットが働かない

処理場が多くある 人材不足の声も

○リン利用しない理由は、

コストが大きい

ことと、規模が小さく、

スケ ルメリットが働かない

処理場が多くある。人材不足の声も。

2000 40 45 リン鉱石輸入量 400 -t/

世界のリン鉱石の状況

肥料化された下水汚泥量

その他 1000 1500 ン 鉱石 輸入量 （ 千 t） 15 20 25 30 35 40 輸 入単価 （ 千 円/ ｔ） 輸入単価 100 200 300 利 用量(千DS -年) 脱水汚泥 コンポスト 乾燥汚泥 0 500 1 988 1 990 1 992 1 994 1 996 1 998 2 000 2 002 2 004 2 006 2 008 2 010 リ ン 0 5 10 輸 0 100 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 緑農地 利 _脱水汚泥 コンポスト

リン利用しない理由

国内のリンのフロ

リン鉱石の経済的埋蔵量（2011年）

リン利用しない理由

国内のリンのフロー

6 出典：下水道ビジョンに関する調書（資源・エネルギー編）

３．下水道事業からの温室効果ガス排出

○下水道から排出される温室効果ガスは、2005年度（H17年度）において約696万t-CO

₂₂

/年であったのが、2011年（H23年度）は

約662万t-CO

₂

/年（我が国全体の約0.5％）。さらに、地方公共団体の事業の中では

大きなウェイトを占める

。

○ただし、

CO

₂

の310倍の温室効果を有するN

₂

O

について、排出削減の主な対策である汚泥の高温焼却化は、平成23年度におい

て

目標は100%であったが、実際は約64％に留まる

。また、近年の増加率は横ばいになりつつある。

○原因としては

改築や修繕に要する初期投資コストが大きいことと 維持管理コストが増加すること

○原因としては、

改築や修繕に要する初期投資コストが大きいことと、維持管理コストが増加すること

。

下水道からの温室効果ガス排出量の推移

○焼却炉において燃焼の高度化（燃焼温度を800℃から850℃に上げる） により N Oを約6割削減

高温焼却率の目標と実績

100 120 （％） により、N₂Oを約6割削減 ○京都議定書目標達成計画においては、2008年度（H21年度）に高温焼 却率を100％にする目標であったが、実際はH23年度においても64% 20 40 60 80 100 実績 計画の目標 0 20 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 計画の目標 高温焼却のために焼却炉を改修・維持管理するには、60ｔ炉で設備改修費 が約4億円 年間ユーテリィティ費で約１千万円/年のコスト増の試算

東京都事務事業活動

室効果ガ 排出量

割合

が約4億円、年間ユ テリィティ費で約１千万円/年のコスト増の試算。 高温焼却対策工事概算費用（60t炉） 高温焼却対策ユーティリティ費用（60t炉） 補助 燃料量 電気 合計 800℃ 25 575 21 650 47 225 1tあたり 費用 円/t 年間ユーティリティ費用（千円/年） 2 539 単位：百万円 　　　　　　　施設能力 項目 60t/日 機械設備費 210 撤去据付費 110 東京都全体の排出量208万t-CO₂ に対し、下水道局は87.6万t-CO₂で 42％を占める。（2008年実績）

東京都事務事業活動温室効果ガス排出量の割合

7 出典：流動焼却炉における高温焼却の推進方策検討調査業務 報告書 平成21年3月 国土交通省 焼却 25,575 21,650 47,225 850℃ 焼却 35,805 22,097 57,902 ※ユーティリティ消費量は、収支計算結果から補助燃料：1.4倍、電力 使用量：1.02倍として算出 3,113 2,539 撤去据付費 110 電気設備費 54 ダイオキシン 暴露防止対策費 37 合計 411 設備対策 工事概算 費用 出典：下水道事業における地球温暖化防止計画 ～アースプラン2010～（東京都）

４．下水道資源の処理場外での活用

○エネルギー供給構造高度化法によるバイオガス利用、固定価格買取制度（ＦＩＴ）による売電など、下水道の有するエネルギー

○ ネルギ 供給構造高度化法によるバイオガス利用、固定価格買取制度（ＦＩＴ）による売電など、下水道の有する ネルギ

を場内だけではなく、場外で活用していく取り組みが始まっている。 ⇒

固定価格買取制度：設備認定済み 5箇所

○

下水熱の利用

は、省エネ効果、温室効果ガス削減効果があり、処理場外での利用も始まっているが、コストを含めた技術的側

面の課題が多く、展開地も下水処理場やポンプ場の近傍のみの利用に留っている。 ⇒

下水道における熱利用：4箇所増

（H17⇒H25）

（H17⇒H25）

下水道における熱利用の事例

東京都 新砂三丁目地域冷暖房の事例

○平成23年8月26日、「電気事業者による再生可能エネルギー電気の 調達に関する特別措置法」が成立

固定価格買取制度

東京都・新砂三丁目地域冷暖房の事例

・砂町水再生センターからの処理水によって冷水、焼却炉の排ガスを洗 浄した水（洗煙水）を利用して温水を製造。 ・高齢者医療センターなどの冷暖房や給湯に利用（延床面積約24万㎡）。 調達に関する特別措置法」が成立。 ○再生可能エネルギー源を用いて発電された電気を、国が定める一 定の期間・価格で電気事業者が買い取ることを義務付けるもの。電 気事業者が買取りに要した費用は、原則として使用電力に比例し た賦課金によって回収。賦課金 よ 回収。 ○既に、横浜市、石川県（以上既設）、栃木県、久留米市、神戸市にお いて、設備認定済み。

【バイオマス発電に係る調達価格・調達期間（H25年度） 】

【バイオマス発電に係る調達価格・調達期間（H25年度） 】

バイオマス

メタン発酵

ガス化発電

廃棄物

（木質以外）

燃焼発電

※3

燃焼発電

※3

調達価格

（税込）

40.95円

17.85円

調達期間

20年間

20年間

8 【温水製造】 （洗煙水熱の利用）

調達期間

20年間

20年間

まとめ

【省 ネ

ギ 対策】

【省エネルギー対策】

○下水道施設での電力使用量のうち、水処理工程が約5割を占めるが、水処理に係る電力使用量原単位は若干悪化。

○省エネルギー対策により

下水道事業の維持管理コスト縮減

が図られるが、対策状況は

処理場ごとに差が大きくい

。

【下水汚泥等の有効利用】

○下水道は、下水汚泥中の有機物、希少金属であるリンや、温度差エネルギーである下水熱など多くの資源・エネルギーポテ

ンシャルを有するが その利用は未だ低水準

ンシャルを有するが、その利用は未だ低水準。

○原因は、

初期投資に要するコストが大きい

ことと、規模が小さく

スケールメリットが働かない

処理場が多くあること。

○一方で、下水資源・エネルギーの

処理場外での利用

も始まっている。

下水道が有する資源 エネルギ ポテンシャルと利用の現状

注）下記数値はポテンシャルであり、現在の技術で経済的合理性を有する利用可能量ではない。 区分 賦 存 量 利用状況（H23年度） 下水汚泥 下水汚泥発生量 約223万トン/年 発電可能量：40億kWh/年 →約110万世帯の年間電力消費量に相当 エネルギー利用割合 約1割 消化ガス発電：41箇所 固形燃料化：７箇所（H25）

下水道が有する資源・エネルギーポテンシャルと利用の現状

注）下記数値はポテンシャルであり、現在の技術で経済的合理性を有する利用可能量ではない。 下水熱 下水処理量： 約147億m3_/年 熱供給可能量：7,800Gcal/h →約1,500万世帯の年間冷暖房熱源に相当 下水熱利用 12箇所（H25） リン 流入するリン： 6万トン/年 我が国の年間のリン輸入量の約１割に相当 利用されたリンの 割合は約1割 肥料利用：33万DS-t 6万トン/年 割合は約1割

【温室効果ガス排出量】

○下水道から排出される温室効果ガスは削減されつつあるが、目標には不十分。

9

道

排

温

効果

減

あ

、目標

分。

○特にN

₂

O排出削減対策である高温焼却化が進まない原因は、

改築や修繕に要する初期投資コストが大きいことと、維持管

理コストが増加する

こと。