エネルギーに制約のある世界では、都市固形廃棄物 (OFMSW) の有機分画 (食品残渣や緑の廃棄物) の嫌気性消化 (AD) は、クリーンで再生可能なエネルギーの高い可能性を提供します。 OFMSW は本質的に非常に生分解性が高く、処理された廃棄物 1 トンあたり最大 200 m (電力の約 400 kWh) の高いバイオガス回収が達成可能であり、CO2 を削減する可能性があります。 200-300 kg CO2 の排出量 /t のバイオ廃棄物 (Bolzonella et al., 2006)、化石燃料の代わりに (電力と熱) を使用した場合。
ただし、OFMSW には、バイオガスを生成する実際の有効性を証明する際の制限要因となる特定の特性が欠けています。下水汚泥、動物の排泄物、およびその他の有機性廃棄物は、OFMSW が共消化されるとバイオガスの可能性を相乗効果をもたらすような特性を継承します。 OFMSW と下水汚泥の AcoD は、メタンの形で生成される余剰の再生可能エネルギーからの経済的利益と、処理インフラの共有、つまり共通施設の使用によるコスト削減を提供できます。共消化による消化物は、手頃な価格で肥料としてリサイクルできます。
OFMSW の AcoD の本格的な適用がフィンランド (1400 m) で報告されています。イタリアの 2 つの下水処理場である Viareggio と Treviso では、OFMSW の共同消化ステップを含めると約 150 万ユーロの費用がかかり、回収期間は 3.5 年です (Cavinato et al., 2013)。デンマークにある 22 の本格的な集中型プラント。そしてスロベニアのヴェレニエ。ただし、共消化の産業用途は限られています。つまり、現在、OFMSW 容量の嫌気性消化全体の 9.7% のみが共消化されています。
設計と運用経験の欠如、バイオソリッドとバイオガスのダウンストリーム処理に対する同時消化の影響、廃棄物の収集と処理、バイオガス利用オプションの欠如、および不十分な金銭的インセンティブが、既存の下水処理場施設への同時消化の統合における主なボトルネックと見なされました。 (Nghiem et al. 2017)。廃水と固形廃棄物の管理を担当する行政機関間の複雑な相乗効果が、共同消化アプローチの開発と幅広い適用を妨げていることが確認されています。
OFMSW は、バイオ燃料 (メタン、水素、エタノール)、バイオプラスチック、バイオ農薬、有機酸、化学薬品 (アセトンおよびブタノール、グリセロール)、および酵素 (リパーゼ、アミラーゼ、およびペクチナーゼ)。 OFMSW の AcoD からのこれらの付加価値製品の回収は、現在の研究の領域であり、技術の可能性を実現し、さらに実際の規模に変換するために、より多くの作業が必要です。
AcoD の真の利点を実現するためには、さまざまな条件下での技術経済およびエネルギー効率の研究がさらに必要です。バイオマスからバイオエネルギーへのアプローチの持続可能性に対する利害関係者の好みと、従来のエネルギー源よりも代替エネルギー源としてのバイオガスに対する世帯の認識を考慮した社会経済的研究は、貴重な追加になる可能性があります。また、バイオガス施設の設置が社会的に受け入れられているか、社会が得る純利益についての洞察も提供できます。
OFMSW およびその他の有機廃棄物の共同消化を含む統合管理システムは、再生可能エネルギーの生成、GHG 排出の削減、持続可能なバイオ廃棄物のリサイクル、栄養素のリサイクル、廃棄物管理のための経済的に実行可能なオプションをもたらします。
これらの調査結果は、最近ジャーナル Renewable and Sustainable Energy Reviews に掲載された、都市固形廃棄物の有機フラクションの嫌気性共同消化（OFMSW）:進歩と課題というタイトルの記事で説明されています。 この作業は、南洋工科大学およびインド工科大学ルーキー校の Vinay Kumar Tyagi 氏、L.A. Fdez-Güelfo、C.J.Álvarez-Gallego、L.カディス大学のロメロ・ガルシアと、南洋理工大学のヤン・ジョウとウー・ジャーン・ング。
参考文献
- Bolzonella D、Pavan P、Mace S、Cecchi F. さまざまに分類された有機都市固形廃棄物の乾式嫌気性消化:本格的な経験。水科学技術 2006; 53:23-32.
- Nghiem LD、Koch K、Bolzonella D、Drewes JE.廃水汚泥と食品廃棄物の本格的な共消化:ボトルネックと可能性。 Sustain Energy Rev 2017 を更新。 72:354–62。
