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木質バイオマス資源有効活用に向けたプロセス設計と林業の活性化に向けた提案

研究課題

研究課題/領域番号 19K23692
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0604:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

海邉 健二  東北大学, 材料科学高等研究所, 特任准教授 (50851705)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード木質バイオマス / 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
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

本研究では木質バイオマスの生産からエネルギー利用までを統合的に評価し、各プロセスを作業工程/機器構成/操作条件等の要素毎に階層化、更に各要素をデータベース化・モデル化して技術開発・改善の方向性の予測と最終的な数値に及ぼす影響を評価できるプロセスモデルを高度化する。生産コスト低減と向け先バランス(用材/エネルギー利用の割合)に焦点をあて、地域毎に異なる施業体制への対応と、用材/エネルギー利用の最適化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。今後、木質バイオマスの利用拡大と林業の活性化への貢献が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二
    • 雑誌名

      法政地理

      巻: 54 ページ: 15-26

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feasible conditions for Japanese woody biomass utilization2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi AMEMIYA, Masato DENOH, Hiroshi ENOMOTO, Takuya ITO, Kenji KAIBE, Naomi SAWADA, Miyuki TOMARI, Yukihiko MATSUMURA
    • 雑誌名

      Environmental Science and Pollution Research

      巻: 28 号: 37 ページ: 51060-51071

    • DOI

      10.1007/s11356-021-13966-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 5 ページ: 61-64

    • NAID

      40022661710

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二
    • 学会等名
      日本地理学会2022年春季学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二, 大友順一郎
    • 学会等名
      第72回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二
    • 学会等名
      日本地理学会2021年秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 再造林の促進に向けた取り組みとその効果について~山形県鶴岡市を事例として~2021

    • 著者名/発表者名
      海邉健二, 伊藤達也
    • 学会等名
      第16回バイオマス科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二
    • 学会等名
      日本地理学会2021年春季学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 木質バイオマス生産からエネルギー利用までの要素連関性について~コストの観点から~2020

    • 著者名/発表者名
      海邉健二, 大友順一郎
    • 学会等名
      第29回日本エネルギー学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二, 伊藤達也
    • 学会等名
      第131回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      海邉健二, 大友順一郎, 中田俊彦
    • 学会等名
      第15回バイオマス科学会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2023-01-30  

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