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The process design for effective utilization of woody biomass resources and the technological scenario for the revitalization of forestry

Research Project

Project/Area Number 19K23692
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0604:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

KAIBE KENJI  東北大学, 材料科学高等研究所, 特任准教授 (50851705)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords木質バイオマス / プロセス設計 / プロセスモデル / バイオマス発電 / 木材 / 林業 / 地域活性化 / 発電コスト / 経済性評価 / 技術シナリオ
Outline of Research at the Start

国土の約7割を森林が占め,木質バイオマスは多くの地域で利用可能なカーボンニュートラルのエネルギー資源としてその利用に注目が集まっているが,それを供給する日本の林業は経済的自立が厳しい状況にある。本研究では生産コストの低減とその向け先のバランス(用材/燃料利用の割合)に焦点をあて,生産プロセスの詳細化と用材/エネルギー利用の最適化による利用量の最大化を試算できるようにプロセスモデルを改良し,地域の実情に応じた技術開発・改善の方向性と利用拡大に向けたより実効性の高い提言を行うことを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to improve the process model that can predict the direction of technology development and improvements. This study shall also evaluate their effects on the final numerical values such as the power generation cost by 1) evaluating from production of woody biomass to energy utilization, 2) layering each process and element such as working process, equipment configuration etc., and 3) modeling and creating a database of each element. Focusing on production cost reduction and balance between lumber and energy utilization, the process model has been improved to correspond to different forest management prescription in each region and estimate optimization of lumber and energy utilization. These results have made it possible to construct the direction and impact of technological improvements according to the regional conditions as technical scenarios. It is expected to contribute to expanding the use of woody biomass and revitalizing the forestry.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国土の約7割を森林が占め、木質バイオマスは多くの地域で利用可能なカーボンニュートラルのエネルギー資源として注目が集まっているが、それを供給する林業は経済的自立が厳しい状況にある。森林荒廃や森林機能低下等の問題から林業の活性化という社会的要請が高まっている。本研究は木質バイオマス生産コスト低減と向け先バランスに焦点をあて、用材/エネルギー利用の最適化等を試算できるようにした。これにより地域の実情に応じた技術改善等の方向性とその影響を技術シナリオとして構築できるようになった。本研究成果は林業の産業競争力を高め、森林機能改善による地球環境保全等への貢献が期待される社会的意義の高いものである。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] 森林資源のエネルギー利用の特徴-山形県のバイオマス発電を事例として-2022

    • Author(s)
      海邉健二
    • Journal Title

      法政地理

      Volume: 54 Pages: 15-26

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Feasible conditions for Japanese woody biomass utilization2021

    • Author(s)
      Takashi AMEMIYA, Masato DENOH, Hiroshi ENOMOTO, Takuya ITO, Kenji KAIBE, Naomi SAWADA, Miyuki TOMARI, Yukihiko MATSUMURA
    • Journal Title

      Environmental Science and Pollution Research

      Volume: 28 Issue: 37 Pages: 51060-51071

    • DOI

      10.1007/s11356-021-13966-8

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 木質バイオマス資源の利用拡大に向けた地産地消モデルと技術シナリオ2021

    • Author(s)
      海邉健二
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 5 Pages: 61-64

    • NAID

      40022661710

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 森林資源の利活用の変遷と地域特性に関する研究~東北地方を事例として~2022

    • Author(s)
      海邉健二
    • Organizer
      日本地理学会2022年春季学術大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 木質バイオマス発電における環境影響評価と経済性評価2022

    • Author(s)
      海邉健二, 大友順一郎
    • Organizer
      第72回日本木材学会大会
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  • [Presentation] 東北地方における森林資源量とエネルギー需給の地域特性に関する研究2021

    • Author(s)
      海邉健二
    • Organizer
      日本地理学会2021年秋季学術大会
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      海邉健二, 伊藤達也
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      第16回バイオマス科学会議
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  • [Presentation] 森林資源の利活用と地域活性化に関する研究―山形県鶴岡市を事例として2021

    • Author(s)
      海邉健二
    • Organizer
      日本地理学会2021年春季学術大会
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      海邉健二, 大友順一郎
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  • [Presentation] 木質バイオマス発電所の最適立地に関する検討-山形県を事例として-2020

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      海邉健二, 伊藤達也
    • Organizer
      第131回日本森林学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 木質バイオマスの利用拡大に向けた技術評価-バイオマス生産の観点から-2019

    • Author(s)
      海邉健二, 大友順一郎, 中田俊彦
    • Organizer
      第15回バイオマス科学会議
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-09-03   Modified: 2023-01-30  

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