Landfill Gas Mining

米国環境保護庁 U.S. EPA は landfill gas、埋立ガスを LFG と呼んでいます。有機物の分解で生じ、メタンは主に酸素のない状態でつくられます。ガスはおおむね半分がメタン、化学式では CH4、残り半分が二酸化炭素 CO2 で、ほかの成分も含みます。これは体積による大まかな組成であり、どの処分場でも同じとは限りません。埋立ガスの量が示されても、それが同量の純粋なメタンを意味するわけではないのです。燃料として考える際に大切な違いです。メタンは温室効果ガスでもあり、大気へ漏れ出すと熱を閉じ込める働きをします。漏出の問題は、使える燃料が失われることだけではないのです。 [1]

井戸や水平の集ガス設備と配管でガスを回収しますが、すべては集まりません。そのため U.S. EPA は、ガスの発生量と回収可能量の推計を分けています。LandGEM はガスの発生を予測するモデルで、発電設備の入口にある流量計ではありません。結果には想定した回収効率を組み合わせる必要があります。設備のカバー範囲、状態、測定の質によって、推計が実態に合うかが決まります。モデルの数字が、そのままエンジンに届くガス量ではありません。 [2]

湿気や不純物を含むガスを、考えなしにどんなエンジンにも入れることはできません。U.S. EPA は水分除去に加え、必要に応じてケイ素を含む化合物であるシロキサン、硫黄化合物などを除く処理を説明しています。処理内容はガスと設備次第です。発電用の処理は、天然ガスを配管などで代替できる品質に精製した再生可能天然ガス RNG の製造と、必ずしも同じではありません。米国エネルギー情報局 EIA もこの違いを説明しています。採掘コンテナを置くだけで、こうした工程は代替できません。 [1] [6]

独自の単純化した例を考えます。100 kg のメタン、つまり CH4 が発生し、そのうち 75 kg を回収したとします。燃焼設備が流入量の 98 % を分解すると、73.5 kg です。出口には 1.5 kg の未燃焼メタンが残り、25 kg は回収されていません。設備に入った量の 98 % を分解しても、処分場で発生した全量の同じ割合を分解したことにはなりません。U.S. EPA は両者を区別しています。この例は排出量の完全な一覧ではありません。覆土で一部のメタンが酸化して変わること、ほかの漏れ、蓄積ガスの変化は別途評価します。燃焼によってメタンは二酸化炭素と水に変わります。ここでいう「メタンの分解」は、排気から何も出なくなるという意味ではありません。 [3] [4]

Methane Mitigation はメタン排出の削減を意味します。ただし、回収の利点は地域での排出ゼロの証拠ではありません。U.S. EPA は、燃焼で生じてスモッグの原因になる窒素酸化物 NOx などを挙げています。比較する技術によっては、埋立ガスの発電設備が代替元より多く排出する場合もあります。回収したメタン、燃焼、マイナー向けの電力を分けて見ましょう。電力利用者が増えただけで、すでに動いていたガス回収の利点をすべてその利用者の成果にはできません。 [4]

採掘が赤字になっても、ごみの分解は続きます。U.S. EPA は発電事業の終了後も回収を続け、ガスを燃やすためのフレア設備で処理する選択肢を示しています。新しい採掘事業が置き換えるのは、既存のフレアや別の電力利用者かもしれません。全量を空気中に放出する状態とは限らないのです。休止中は実際のガスの行き先や、吸引する送風機の運転を確認します。工程の最後の機械が止まっても、送風機の電力消費や保守はなくなりません。 [3]

Uptime は、対象の設備が実際に動く、または使える時間の割合です。何を測るかを決める必要があります。U.S. EPA のガス予測は、埋立履歴、ごみの組成、現地の条件を使います。将来の搬入量を多く見積もったり、不完全な回収を見落としたりすると、燃料量を過大評価します。モデルと回収量の実測、運転記録を照合しましょう。分解が続いても、発電設備、ガス処理、マイナーがすべて連続稼働するとは限りません。長期予測と個別機械の稼働状況は、別の問いに答えるものです。 [2]

U.S. EPA は初期の経済試算と、特定の処分場の詳細評価を分けています。採掘ではマイナーだけでなく、回収、ガス処理、発電機、補助電力、保守まで含めます。別の顧客への電力供給、ガスの直接的なエネルギー利用、RNG への精製といった現実的な選択肢と比較します。そのうえで初めて投資回収を論じられます。利益と追加的な排出削減は、それぞれ根拠が必要です。比較がなければ「ごみから Bitcoin」は興味深い構想であって、事業評価ではありません。 [5]