廃棄物からの「エネルギーハーベスト※1」
廃棄物として排出される酸・アルカリは1年間に約460万ｔ※2。
これをマテリアルとしてだけでなく、
エネルギーとしても利用することはできないか。
「エネルギーハーベスト」の発想を化学分野に応用し
リサイクル・中間処理と同時に電気を生み出す次世代の環境技術が
燕工場からスタートしました。
※１：環境中の未利用エネルギーを電力へと転換する技術
※２：平成23年度、産業廃棄物の排出及び処理状況等（環境省報道発表資料）
反応熱エネルギー それは廃棄物に秘められたもう一つの資源
「IONIC POWER GENERATION」は中和・溶解・酸化・還元などの反応熱を電力へと転換する技術です。70℃～90℃という低温域の反応熱を効率よく取り出すことにより、廃棄物をエネルギー資源として利用します。「マテリアル＋エネルギー」。廃棄物に秘められていた未利用の資源は、新しい環境型社会への扉を開きました。
発電フロー
イオニックパワーで電気を生み出すリサイクル処理プラント
反応槽内で薬剤を添加した廃棄物は、化学反応により温度上昇を始めます。反応液が一定温度を超えたところで熱交換器への移送を開始し、発電機側に熱を受け渡します。発熱は一定時間続くため、廃棄物の化学処理が終了し、発電可能温度を下回るまでこの工程を連続して行います。処理が完了した液は別の熱交換器を通り、次に処理する廃液へと残りの熱を受け渡した後、受槽に一時保管され再資源化工程に送られます。こうして生み出された電気は、電気事業者の配電系統へと連係します。
また、燕工場では「IONIC POWER GENERATION」以外の処理ラインからも反応熱を回収しており、発電を効率的に行うための処理液の予熱や、処理後の脱水工程等に利用しています。
Point1 化学反応をコントロール、反応熱をイオニックパワーへ。
反応熱＝イオニックパワーのメカニズム。
反応熱とはイオン化やイオン結合等、物質の形態変化に伴う内部エネルギーの放出
（エンタルピーの変化）です。これまで見過ごされてきたこの熱に着目し、
エネルギーとして再定義したのがイオニックパワーです。
中和熱や溶解熱など、化学反応に伴い発生する「反応熱」を抑えるのではなく、いかに効率的に取り出すか。「IONIC POWER GENERATION」の現場では、これまでの常識とは逆のアプローチがなされています。濃度や流量、温度、圧力などあらゆる情報の監視と制御により、安全の確保と熱回収の両立を実現。化学反応をコントロールすることで、リスクファクターとされた「熱」は、エネルギーとしての可能性をもったイオニックパワーへと生まれ変わりました。
反応槽
槽内に設置した複数のセンサーで液の状態をモニタリングし、発電に最も適した反応時間、温度となるよう薬剤の投入量をコントロールしています。
Point2 熱→電気で、汎用性の高いエネルギーに変換。
回収した熱はバイナリーサイクル発電により、汎用性の高い電気エネルギーへと変換しています。「IONIC POWER GENERATION」」の発電量は、1日に約200kwh。原材料となる化学物質により発電量は変化しますが、発電効率の高い温度域の運転を維持する温度制御と組成の異なる物質を組み合わせる技術で、通常では困難な低濃度液でも発電を可能にしています。
熱交換器
反応槽から送られる液の熱を発電機側に受け渡します。もう一方の熱交換器では、次に処理する廃液の予熱を行います。
Point3 マテリアル＆エネルギー。 「生み出す」技術でパーフェクトリサイクルを実現。
発電原料となる化学物質は、半導体やガラス等の製造過程から排出される硝酸系廃液を中心としています。化学物質の混合技術や反応を精緻にコントロールすることで、組成や濃 度が均一でない廃液を原料としたエネルギー製造が可能となりました。また発電に向けた化学処理の工程で、廃液の中和を行うと同時に、太陽熱発電の蓄熱媒体やガラスの光沢剤等の原料となる工業薬品の製造も行っています。
保管タンク
処理前の廃液を保管するタンク。集荷された廃液は分析結果に応じて成分や濃度を調整して貯蔵されます。
操作盤
発電量、温度、反応槽の圧力、流量、pH等のシステムの稼働状況をデータで集め、集中制御を行います。
バイナリーサイクル発電機
加熱源系統と媒体系統の2つの熱サイクルを利用して発電を行います。反応熱をロスなく発電機へと送ることで、高い発電効率を実現しています。
