微細藻類とは -...

フォトバイオリアクターのフォトイオリアクタの開発プロセス効率化と性能予測法

東京大学大学院新領域創成科学研究科

海洋技術環境学専攻

佐藤徹

微細藻類とは微細藻類とは

微細藻類とは

【CO2固定技術】【CO2固定技術】

1. 省エネルギー機器の開発、普及省機器開発、普及2. CO2の隔離、固定

2 1 物理的固定2.1 物理的固定2.2 化学的固定2.3 生物的固定微細藻類

微細藻類とは水中の一次生産者であり、高い光合成能力を持つものもある。高光合成能力を持ももある。

森林： 5gCO2/m2/day微細藻類培養：50gCO2/m2/day

微細藻類の利用

有用微細藻類社会的利用価値の高ものを体内に蓄積するため→社会的利用価値の高いものを体内に蓄積するため、ビジネス化も盛んである。

キートセラス：不飽和脂肪酸ドナリエラ： βカロチンヘマトコカスアスタキサンチン

食用、薬品

ヘマトコッカス：アスタキサンチンボツリオコッカス：重油シュードコリシスティス：軽油

化石燃料代替

ボツリオコッカスキートセラス

微細藻類の利用

アスタキサンチンアスタキサンチン

ビタミンEの約1000倍の抗酸化ビタミンEの約1000倍の抗酸化

能を持つ。ヘマトコッカスから抽

出される商品価格 7万円/出される。商品価格：7万円/g

マイクロガイア社によるハワイの培養場

微細藻類の光合成

使用藻類：Dunaliella tertiolecta（緑藻）

緑藻は植物と同様、クロロフィルaとbを含む

βカロチンを生産

クロロフィルaとbが波長420～480nm、640～680nmの光に対して、強い吸収が見られる。したがって、青色と赤色は緑藻の光合成に有効強い吸収が見られる。したがって、青色と赤色は緑藻の光合成に有効

微細藻類の成長特性

光飽和と光阻害

フラッシングライト効果

グ• フラッシングライト（点滅光）：光のon、off

– 光の明暗が周期的な場合をとくにDark-Light (DL）サイクル呼ぶ。

• フラッシングライトが当たると通常の連続光よりも光合成効率があがる

Photobioreactor内の藻類は攪拌されて不定周期の明暗のある光を受ける


• 古典的解釈

• 明暗比φと振動数ν

L

TTT

TT

1

• DL-cycleの効果の指標Λ

DL TT DL TT

分母分子

IPIP

IPIP

,,

分子 IPIP

Λが大きいとDL-cycleの効果が大


• 新しい解釈

明反応光化学反応であるため、反応速度はμsのオーダー

暗反応酵素反応であるため、反応速度はmsのオーダー暗反応酵素反応であるため、反応速度はmsのオダ

カルビンサイクルカルビンサイクル


実験

Chaetoceros gracilisChaetoceros gracilis

１時間後に酸素電極により

酸素増加量を測定


IPIP

IPIP

,,

IPIP

分母分子


• 使用藻類：Dunaliella tertiolecta使用藻類：Dunaliella tertiolecta• LED照明パネルを使用（赤3：青1）• 光量子量144.0、236.8(μmolE m-2 s-1)• V： 100 1000 2500 5000(Hz)• V： 100,1000,2500,5000(Hz)

φ： 30,50,70(%)、連続光• 温度；25.0±1.0℃

藻類濃度 0 1608 /L(乾燥重量)• 藻類濃度：0.1608g/L(乾燥重量)• 培養時間：1h• 活性酸素の増加量を測定


生産効率

エネルギー効率（実際に当てた光の量あたりの光合成量の連続光との比較）

I=144.0μmol Em-2 s-1 I=236.8μmol Em-2 s-1

フォトバイオリアクターの機能フォトバイオリアクタの機能

フォトバイオリアクターの機能

ドーム型バイオリアクター

AIR

CO2 AIR

トレイン

CO2

AIR

AIR

フォトバイオリアクターの機能性能に影響を与える要素

・受光量

攪拌全体攪拌攪拌｝バイオリアクター形状による・攪拌（全体攪拌、局所的攪拌）

・培地環境（温度、ｐH、栄養素etc）・・・藻類による

｝イオリアクタ形状による

受光量、攪拌培地環境受光量、攪拌培地環境

?培養する藻類形状

生産性?培養する藻類形状

生化学的工学的

バイオリアクターの無機的イオリアクタ無機的性能評価法の確立が必要

積算受光量計算

光合成受光量が大きいほど光合成速度（成長率）大きい光合成：受光量が大きいほど光合成速度（成長率）大きい

受光性能 → 全体性能の一つの基準

緯度季節による太陽の運動

受光性能体性能準

α

θα

緯度、季節による太陽の運動をモデル化

N

β λ

α0バイオリアクターの受光面に入射する光強度を時間ごとに計算 1日の積算受光量 Nに計算、1日の積算受光量を算出

→様々なバイオリアクター形状の受光性能を比較

dS積算受光量計算

太陽位置モデル式

)cos)sin(cossin)(cos(sin 00001

太陽高度λと方角β

0000

)cos

sin)cos((sin 01

α：想定点の南中高度

α ：90°－（想定点の緯度）cos α0：90 －（想定点の緯度）

（日本ではα0＝55）

これを日の出から日没まで積分これを日の出から日没まで積分

I(λ,β,S）：微小受光面に入射する太陽光強度dSdSI

日没

積算受光量 ),,(ｄS：微小受光面の面積

dSdSI 受光面積日出

積算受光量 ),,(

季節、緯度を考慮した任意形状の積算受光量の算出が可能


例）各形状の1日の積算受光量計算結果

（１基を単位面積に設置日本北緯３５°において）

パネル型 3.5パネル型

2

2.5

3

受光

量

パネル

ドーム型 12月 3月 6月0 5

1

1.5

2

積算

受ドーム

かまぼこ

9月0

0.5

30 40 50 60 70 80 90

南中高度

かまぼこ型

南中高度


より実際的な受光量計算モデルより実際的な受光量計算モデル

大規模プラントにおける受光性能空間

バイオリアクター相互の影の影響により受光性能低下

2 5

2

2.5

量

パ

→ 適度な間隔が必要

単独状態とは違った比較結果

1

1.5

積算

受光

量

パネル

ドーム

かまぼこ

比較結果

0

0.5

30 40 50 60 70 80 90

太陽高度

攪拌と生産性の関係

全体攪拌局所的攪拌（渦）全体攪拌局所的攪拌（渦）

受光面受光面

渦

局所的攪拌イメージ全体攪拌イメージ局所的攪拌イメジ全体攪拌イメジ

この2種類の攪拌を分離して考える


全体攪拌

光、栄養素、CO2などを均一に行き渡らせる

培地の均一化培地の均化

滞留する場所の存在生産性の

→ 培地の不均一

藻類の壁面付着等

生産性の低下

藻類の壁面付着等

AIR全体攪拌：性能低下を防止する役割

バイオリアクターの全体形状に大きく影響される可視化

→ 一般的な全体攪拌の数値モデル化は困難可視化


ドーム型バイオリアクターを用いた可視化実験ドム型バイオリアクタを用いた可視化実験

（目的、観測項目）

・トレーサー実験

全体攪拌の状態全体攪拌の状態

滞留の有無、渦の生成の有無

・タフト実験

全体攪拌による対流全体攪拌イメージ

全体攪拌による対流

内層と外層の流れの相違


トレーサー実験

暗幕→トレサ実験

・実験方法↑

培地内にトレーサーを入れて魚眼レンズで内部から撮影

ドームカメラ（魚眼レンズ）

AIR

スケッチ例


タフト実験

・実験方法

内部に３色のタフトを設置しトレー内部に３色のタフトを設置しトレサーと同様に魚眼レンズで撮影

タフト設置位置

タフトイメージ

攪拌強化実験－培養装置

攪拌強化実験－培養条件

温度：１５～２０℃温度５ ℃

ｐH：７．０～８．５

流量AIR流量：４０L/min

攪拌方法：従来の攪拌方法

新しい攪拌方法

培地：右表

攪拌強化実験－実験結果

攪拌強度空気流量 40 Ｌ/min

空気流量 70 Ｌ/min

成長速度（平均）

0 0532g/L/day 0.195g/L/day0.0532g/L/day 0.195g/L/day

点吹き出し回転成長速度

2点吹き出し回転流れ（新考案による方法）

0.0566g/L/day攪拌強度の増加 → 生産性の向上

攪拌が生産性に大きく影響を与えることが確認された

新規フォトバイオリアクターの開発新規フォトバイオリアクタの開発

目的関数と制約条件

培養方法培養方法

ソフト面ハード面農学

工学ソフト面ハード面

・培養液培養温度

・培養規模装置形状

学的視

学的視・培養温度

・適正pH等

・装置形状視点

視点

新規形状高効率バイオリアクター新規形状高効率バイオリアクタ

目的関数：設置面積あたりの収穫量目的関数：設置面積あたりの収穫量制約条件：設置面積あたりの気体注入量

フォトバイオリアクターの機能

機能構成要素

注入気体

ドレインコック気体注入孔容器

気体抜穴

pH調節

温度調節

受光攪拌

藻類種

注入気体

栄養塩厚さ

気体抜穴温度調節

局所攪拌

全体攪拌水の保持

水温度調整水形状局所攪拌

乱流曲面/平面

乱流ゲルトラー渦

複雑に絡み合っている物事を「機能」と「構成要素」に

関してanalysis ⇒ 改善したい機能をsynthesis関してanalysis ⇒ 改善したい機能をsynthesis

発明のプロセス

特許

新

機能別ｼﾐｭﾚｼｮﾝ許

調査

新規形

ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

受攪培形状形

状の

受光機

攪拌機

培養実

状

選発明

の提案

機能

機能

実験

選抜

明手法

案

法

特許調査

目的重複した発明を回避• 目的：重複した発明を回避

• 過去の特許例過去特許例

発明手法

• 既存発明手法例：TRIZ [ＴｅｃｈＯｐｔｉｍｉｚｅｒ]– 機能を抽象化し、全く別の物に類似性を見出す

– データベースとして過去の特許を利用

– 〈改善特性〉×〈悪化特性〉＝矛盾解決〈発明原理〉

• 今回の手法

– データベースの代わりにブレイン・ストーミングデタスの代わりにブレインストミング

バイオリアクターに適用

新規フォトバイオリアクターの開発

既存形状ドーム型

・受光機能｢日立の木｣のイメージ

・｢かど｣がない滞留が起こらない

・ゲルトラー渦曲面による局所攪拌

・攪拌機能機械的な動き・トレイン曲面による局所攪拌機械的な動き・トレイン


パイプ型


・強度に難点のあるかまぼこ型を改善

Ｆ

空気注

・攪拌機能循環する一方通行流れ


注入

循環する方通行流れ曲面による局所攪拌


パラボラ型

・受光機能パラボラアンテナのイメージ


空気注

・受光機能採光用ドームのイメージ


注入

採光用ドムのイメジ曲面による局所攪拌


ダイヤ型

・かどに滞留する平板型を改善

・平板は安価コスト面の魅力

空気注

・攪拌機能循環する一方通行流れ

注入

循環する方通行流れ


逆ドーム型

・既存形状ドーム型を利用するコストの安さ


空気注

・逆転の発想ドーム型を反転


下点注入

ドム型を反転曲面による局所攪拌


比較対象比較対象

新規4形状


• 受光機能

１太陽の日変化による日射角度の変化１．太陽の日変化による日射角度の変化

２．大気透過による減衰

太陽方向培養液厚さによる減衰

α θα３．太陽方向培養液厚さによる減衰

kcxII exp

Nβ λ

α0

光量子量を１日分積算

kcxII exp0

I 0

光量子量を１日分積算

培養液I0１日積算総受光量

x


設置面積1aあたり受光量の1日変化１あたり受光量１日積算値

受光量評価（光量子量積算）設置面積1aあたり受光量の1日変化

8 E-03

9.E-03

パラボラ

１aあたり受光量　１日積算値

4.5E-02

5.0E-02

6.E-03

7.E-03

8.E 03

規化

]

パイプ

ドーム

ダイヤ

設置面積1aあたり受光量の1日変化

8.E-03

9.E-03パラボラ

パイプ3.5E-02

4.0E-02

化]

4.E-03

5.E-03

量子

量[正

規ダイヤ

5.E-03

6.E-03

7.E-03

正規

化]

パイプ

ドーム

ダイヤ

2 0E 02

2.5E-02

3.0E-02

子量

[正規

化

1 E-03

2.E-03

3.E-03

光量

2 E 03

3.E-03

4.E-03

5.E 03光

量子

量[

1.0E-02

1.5E-02

2.0E-02

光量

子

0.E+00

1.E 03

6 8 10 12 14 16 180.E+00

1.E-03

2.E-03

6 11 160.0E+00

5.0E-03

ボプダ時刻［時］6 11 16

時刻［時］パラボラパイプドームダイヤ


攪拌機能• 非構造格子CFD

二相流モデル

• 攪拌評価パラメータの考案

パイプ型パラボラ型

• 攪拌評価パラメータの考案

染料（乱数）拡散

光量子拡散

流動物質の標準偏差:小⇒ 攪拌力:大

ダイヤ型逆ドーム型

攪拌力大

ドーム型


拡散の式：攪拌評価1（染料拡散）

拡散の式：

t

j

CS

CutC

jctjj

j xSxxt

00

erRandomNumbLC

C:染料とみなす

0

液相の流れによって拡散

標準偏差標準偏差

1位パラボラ型1位パラボラ型


拡散の式：

攪拌評価2（光量子拡散）

拡散の式：

t

j

CS

CutC

jctjj

j xSxxt

kII

LC

00

C:光量子量とみなす

kcxII exp0

液相の流れによって拡散

標準偏差標準偏差

正規化1位パラボラ型1位パラボラ型


受光性能 1位受光性能 1位

シミュ攪拌性能 1位レーシ

攪拌性能 1位

ション

比較対象比較対象

新規4形状


培養実験実験形状：パラボラ型・パイプ型・ドーム型

期日：2001年1月12日～1月24日

場所：静岡県磐田市

培養藻類：クロロコッカムリトアレイ


パイプ型ドーム型パラボラ型


実験条件培養液量ドム型 130L パイプ型 70L パラボラ型 70L• 培養液量：ドーム型 130L；パイプ型 70L；パラボラ型 70L

• 気体注入量：

ドム型 60L/分パイプ型 31L/分パラボラ型 31L/分ドーム型 60L/分；パイプ型 31L/分；パラボラ型 31L/分• 気体注入時間：AM6:00-PM6:00• 培地：MC培地人口海水を使用• 培地：MC培地人口海水を使用

• 初期濃度：1．0g/L• 設置方角:真南向き人口海水成分表設置方角:真南向き

• 温度調整設定温度：25℃人口海水成分表

薬品名薬品量薬品名薬品量 NaCl 35.1g/L MgSO4･7H2O 6.6g/L

MgCl2･6H2O 5.6g/L CaCl2･2H2O 1.5g/LＭＣ培地成分表

薬品名薬品量薬品名薬品量 KNO3 1.25mg/L A5-solution 1mL/L

KH2PO4 1.25mg/L Fe-solution 1mL/L

KNO3 1.0g/L KH2PO4 0.07g/LEDTA･2Na 18.6mg/L FeCl3･4H2O 2.4mg/L

ZnCl2 4mg/L H3BO3 60mg/LCoCl2･6H2O 2mg/L CuCl2･2H2O 4mg/L

ＭＣ培地成分表

gMgSO4･7H2O 1.25mg/L 50%希釈人口海水 1000ml

g gMnCl2･4H2O 40mg/L (NH4)6Mo7O24 37mg/L


設置面積算出法

1200100

南北方向

12

00

1 南北方向1m間隔

東西方向

10

00

東西方向小限の間隔

（形状固有）（形状固有）


実験結果実験結果

2.3

2.5

パラボラ

プ

濃度上昇速度1.9

2.1パイプ

ドーム

グラフにおける「傾き」

パイプ： 6.1mg/Lh1.5

1.7

濃度

[g/L]

g/ドーム： 4.3mg/Lhパラボラ：3.6mg/Lh

0 9

1.1

1.3濃

0 5

0.7

0.9

0.5

0 50 100 150 200 250 300

経過時間[h]


培養成績評価

• 設置面積１aあたりの藻体生産量 A×B

占有面積 A.設置台数濃度上昇率 B.藻量増加 A×B全藻量増占有面積設置台数濃度昇率藻増藻増加

パイプ 1.50m2/台 66.7台/a 6.1mg/L･h 427mg/台･h 28.5g/a･h

ドム 2 86 2/台 35 0台/ 4 3 /L h 516 /台 h 18 1 / hドーム 2.86m2/台 35.0台/a 4.3mg/L･h 516mg/台･h 18.1g/a･hパラボラ 1.56m2/台 63.7台/a 3.6mg/L･h 252mg/台･h 16.1g/a･h

基準：設置面積あたり気体注入量

プ• パイプ型がも優秀

• 攪拌性能の高かったパラボラ型は苦戦


実験後の装置（藻類付着）

前面下部外側底部から5cmに一周付着物なし前面下部外側底部から5cmに周付着物なし


実験後の装置（藻類付着）

CFD速度ベクトル図実験での流れと藻類付着


攪拌性能 1位

培

攪拌性能 1位

生産量 1位培養実

シミュ

生産量 1位

実験レ

ーシ

受光性能 1位

ション

比較対象高効率なバイオリアクターを発明

比較対象高効率なイオリアクタを発明

パイプ型：ドーム型対比57%upの生産量

新規4形状

フォトバイオリアクターの性能法開発性能予測法の開発

性能予測法の開発

Virtual Photobioreactor

適培養条件気液二相流CFD

微細藻類挙動

適培養条件の予測

受光履歴光合成モデル

濃度別・光量別の微細藻類モデル増殖の予測


対象リアクター


気液二相流CFD


微細藻類挙動の予測法

微細藻類は質量・体積のない点とし微細藻類は質量体積のない点とし、Photobioreactor内の液相の流れに沿うものとする。

格子の各頂点の液相速度

から微細藻類速度を内挿

dd 2

Subgrid Scaleの渦をRandom Walkモデルで表現

dtKadtuxx nn 21

dtKadtvyy nn 21

dtKadtwzz nn 21


微細藻類挙動の予測

600秒間(約20周)を計算)( k d

繰り返して使用)exp(0 kCdII


微細藻類増殖の予測

Yoshimoto et al.(2005)による、生理学に基づいたFLEを表現できる光合成デルを使用できる光合成モデルを使用

対象藻類は

様々な濃度での単位時間での成

Chaetoceros calcitrans

様々な濃度での単位時間での成長量を出力する。それらをもって成長曲線を作り、増殖を予測する。


結果：適培養濃度・成長曲線

70800

r)

藻類濃度毎の単位時間当たり増加重量

成長曲線

30

40

50

60

trat

ion

of A

lgae

ion

cells

/ml)

400

600

f inc

reas

e(m

g/ho

urI=1200μE/m2/s

0

10

20

0 200 400 600 800 1000

Con

cent

(mill

i

0

200

0 10 20 30 40 50 60 70 80C t ti f Al ( illi ll / l)

Wei

ght o

fI=1200μE/m /s

Time(s)Concentration of Algae (million cells/ml)

600

800

mg/

hour

)

40

Alg

ael)

200

400

600

ght o

f inc

reas

e(m

10

20

30

ncen

trat

ion

of A

(mill

ion

cells

/ml

I=300μE/m2/s

00 10 20 30 40 50 60 70 80

Concentration of Algae (million cells/ml)

Wei

g

0

10

0 200 400 600 800Time(hour)

Con


検証：実験値との比較考察：連続光との比較検証：実験値との比較

800ith FLE

考察：連続光との比較

700

ase(

mg/

hour

) with-FLE

without-FLE藻類濃度 (g/l)

乾燥重量増加(mg/h)

計算値実験値

600

eigh

t of i

ncre

a計算値値

1.00 431 408

5000 5 10 15 20 25 30


We

1.25 425 372


I0=1200μE/m2/sを照射した場合、実験値はSato, et al. (2005)によるChl litt l のもの

0 μ5%の成長量の増加るChlorococum littoraleのもの

微細藻類培養コストと削減CO2削減コスト

微細藻類培養コスト

試作機の開発培地

チューブ型連続式フォトバイオリアクター Air

Pump培地の流れPump

Unit流れ

実験室用にスケールダウンし設計した。

①連続式

収穫

①人手がかからない自動的なシステムである。

②チューブ②チュブ流量を保つことで循環時間を設定することができ、実験用としてパラメータの抽出が容易である。


試作機の開発reactor

高さ

ライザー管径D m 0.1

ライザー管高さH m 1

チューブ径d m 0 02高さ1m

幅1.8m

チュブ径d m 0.02

チューブ長さl m 159.2

チューブ部分体積V m3 0.05

光合成時間T h 1 042光合成時間T h 1.042

COMPR効率ζ 0.5

エアーリフト効率η 0.0856

ブチューブ分流速U m/s 0.0424

ライザー管流速v m/s 0.0017

チューブ部分Re 848.8

ライザー管Re 169.8

チューブ部分λ 0.0790

ライザー管λ 0.1593

エアーリフトポンプ温調（水冷）エアー流量Qair m^3/s 8.986E-06


必要な設備

微細藻類培養効率

実験条件Trace Element Solution

培地組成

H3BO4 7mg

MnSO4･7H2O 15mg

ZnSO4･7H2O 30mg

培地流量、溶存酸素量はエアー流量によって、pHはCO2投入量によって、適切にコントロルした

ZnSO4 7H2O 30mg

CuSO4･5H2O 30mg

Na2MoO4 0.3mg

CoCl2 7mg

適切にコントロールした。

光量子量（チブ面上で測定） Deionized Water 100mL

A5 constituents① ②ポイント光量子量

① 92 88

光量子量（チューブ面上で測定）

NaNO3 1500mg

MgSO4･7H2O 100mg

K2HPO4 45mg③ ④

① 92.88 ② 130.34 ③ 368.42 K2HPO4 45mg

KH2PO4 35mg

Fe-EDTA 12mgCaCl2･2H2O 9mg⑥⑤

④ 371.52 ⑤ 99.69

Trace Element Sol. 1mL

Deionized Water 1LpH 7.5

⑥ 117.96

微細藻類培養効率

1 214日後～15日後で増殖速度が高

実験結果

藻類増殖曲線

0 8

1

1.2

L)

増殖速度が高0.4(g/L)→1.12(g/L)

0 4

0.6

0.8

類濃

度(g

/

比増殖速度 (1/h)

dtdC

C

1

0

0.2

0.4藻 dtC増殖速度を平均濃度で割ったものとすると0

8 10 12 14 16

経過日数)/76.0( LgC

先行研究での適条件における

039.0先行研究での適条件における試験培養結果では

044.0 )/275.3( LgC 044.0 )( g15日後のチューブ

の様子


藻類収穫量の計算法

Q1

Point Aでのマスバランスより

12212 )( CQCQQ

藻類収穫量計算法

a

Point A CC

Point A～Bでの藻類の成長は

Point A

Point B

Q2Q2-Q1 TTCCCC

221

12

リアクターの体積をV(m3)とすると

b

Point B

Q260 Q

VT

( )

bQ1以上の関係式から、藻類収穫量を次のように表した。

),,( 212 QVfQC


仮定 biomass production

項目単位値

敷地面積 m^2 9000敷地面積 m 2 9000

リアクター設置面積 m^2 4.5

培養時間 min 127500

クタ台数台リアクター台数台 2000

リアクター体積 L 50

エアーリフト空気流量(1台) L/min 70

南中時に直接光があたるのを防ぎまエアーリフト空気流量(1台) m^3/s 0.001167

エアーリフト空気流量(total) L/min 140000

エアーリフト空気流量(total) m^3/s 2.333333

南中時に直接光があたるのを防ぎ、また太陽光の弱い日の出・日の入前後に効率よく受光するために、リアクターを南北方向に地面と垂直に並べる

COMPR 大吐出能力 L/min 3700

COMPR台数台 38

培地供給・収穫量(1台) L/min 0.366658

南北方向に地面と垂直に並べる。

培養時間は国内のある地域の日照時間培地供給収穫量(1台) L/min 0.366658

温度調節用水量(１台) L/min

培地供給・収穫量(total) L/min 1466.633

温度調節用水量(total) L/min

のデータを利用。日照とは、直射光の直達日射量が120W/ｍ2（ 240μmol/m2に相

当）以上の場合をいう。対象藻類の光飽和は 2な時

温度調節用水量(total) L/min

ポンプ吐出量 L/min/1台 90

ポンプ台数台 17

和は100～400μmol/m2なので、日照時間を培養時間とする。


イニシャルコスト

項目単位値

維持費用

項目単位値項目単位値

リアクター単価 ¥/unit 78,620

リアクター費用 ¥ 157,239,449

項目単位値

培地（供給分） ¥/year 8,287,332

エネルギー単価 ¥/kWh 11

温室 ¥ 200,000

COMPR単価 ¥/unit 2,000,000

COMPR費用 ¥ 76 000 000

エネルギー料金（total) ¥ 662,768

メンテナンスコスト ¥/year 4,902,989

廃水処理単価 ¥/L 0 065COMPR費用 ¥ 76,000,000

遠心機単価 ¥/unit 3,150,000

遠心機費用 ¥ 3,150,000

廃水処理単価 ¥/L 0.065

廃水処理(total) ¥/year 5,386,766

計 ¥/year 19,239,854

ポンプ単価 ¥/unit 50,000

ポンプ費用 ¥ 750,000

重力沈殿装置単価 ¥/unit 200 000

償却年数 year 20

年間費用 ¥/year 31 497 326重力沈殿装置単価 ¥/unit 200,000

重力沈殿装置費用 ¥ 7,800,000

培地単価 ¥/L 0.1

年間費用 ¥/year 31,497,326

培地 ¥ 10,000

計 ¥ 245,149,449

CO2削減コスト

運用コストイニシャルコスト

排出量削減量

運用コスト償却年数固定コスト

222 COCO

CO

支出システム全体のイニシャルコスト

全体維持

CO2削減残渣によるバイオマス発電

システム全体の維持・メンテナンスコストシステム運用に必要なエネルギー購入 CO2排出

システム運用に必要なエネルギー

CO2削減コスト

CO2削減量 CO2排出量CO2削減量

項目単位値

藻類濃度 g/L 3.275

培地回収量(1台) L/ i 0 3250

CO2排出量

項目単位値

COMPR必要エネルギー W/1基 0.0881

COMPRエネルギ効率 0 5培地回収量(1台) L/min 0.3250

培地回収量(total) L/min 650.0

培地収穫量(年間) m^3/year 82873.3

COMPRエネルギー効率 0.5

COMPR必要エネルギー(年間) kWh/year 748.6

重力沈殿装置容量(１台) L/台 10000

藻類収穫割合 0.95

藻類収穫量（時間当たり） g/min 2022.3

藻類生産量（年間） g/year 2.714E+08

重力沈殿装置台数台 39

濃縮後培地量(１日) L 38999.2

沈殿装置必要エネルギー kWh/m^3 0.068

藻類収穫量(年間) g/year 2.578E+08

藻類内C割合 0.51

藻類成長によるCO2固定量 kgCO2/year 507536.9

沈殿装置必要エネルギー（total) kWh 5635.4

遠心機能力（１日あたり） m^3/day 35.88

遠心機台数台 1

バイオマスエネルギー原単位 MJ/t 15000

残渣発電量 kWh/year 1.074E+06

電力係数 kgCO2/kWh 0.555

遠心機必要エネルギー(1m^3) kWh/m^3 13

遠心機必要エネルギー kWh/year 53867.7

total必要エネルギー kWh/year 60251.6電力係数 kgCO2/kWh 0.555

残渣発電によるCO2固定量 kgCO2/year 596301.8

CO2削減量 ton/year 596.3

total必要ネルギ kWh/year 60251.6

必要エネルギーによるCO2排出量 ton/year 33.4

CO2収支（削減量） ton/year 562.9

CO2削減コスト

太陽光発電との比較

CO2削減コスト ¥/ton 55 959

今回の試算

CO2削減コスト ¥/ton 55,959

太陽光発電

設置単価円 700,000年間発電量 kWh/year 1000償却年数 year 20累積発電量 kWh 20000累積発電量 kWh 20000発電単価 \/kWh 35電力係数 kgCO2/kWh 0.555エネルギー単価 \/kWh 11エネルギ単価 \/kWh 11コスト差額 \/kWh 24CO2削減コスト \/tonCO2 43243.24324

CO2削減コストはCO21トン当たり太陽光は43,000円、微細藻類は56,000円

微細藻類とは -...

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