一、研究目的

     作为推进可再生能源的生物质有效利用技术，实现降低化石燃料资源使用量，构筑循环型能源社会，解决地球环境问题是极为重要的。我们将注目于生物质资源中碳固定量多，今后发生量增加的木质系生物质，将木质系生物质转换为运输用燃料BTL(Biomass To Lignid)或ETBE(Ethy1 Tertiary Buty1 Ether)作为主要目的进行基础研究。在研究中，主要研究水热处理和利用机械化学处理的前处理，以糖化和纤维素成分分离作为出发点，制成组合乙醇，气化和合成液体燃料、发电、热利用的总系统。采用系统的物质收支，能量收支构成不从外部提供电力等的自立型能源系统，用单纯投资回收年的形式推算系统的经济性。

二、木材组成和热力学数据的研讨

      将木质素（C₁₈H₂₄O₁₁）、纤维素（C₆H₁₀O₅）、半纤维素（C₅H₈O₄）和灰分的组成，作为27%，50%，20%，3%。将模拟研究用木材的平均分子构造模型做成C₃₈H₅₉O₂₉。用Dulong式推算木材、纤维素、半纤维素和木质的燃烧热。关于热焓，以比热数据作为温度2次式，将其进行积分，作温度3次式整理，用蒸馏计算中必要的蒸汽压，用安特万式进行计算取得。

三、模拟模型的研究

     生物质资源，设想为木材加工废料。在日本大规模的锯木厂有相当于420t/d的木材处理量。

     作为系统的能源物质，以乙醇和甲酸甲基、乙醇的併产系统生产生分解塑料原料的乳酸，树脂原料的1，3一丙烷二丁醇、碳素材、甲烷、而且还进行热回收作为厂内动力用电，提供反应和蒸馏用的蒸汽，将多余热水提供给外部的需发射型生产过程。从基础实验结果和文献值中假设各工程的反应率，分离率等过程构筑参数，计算出进行模拟的物质收支和能量收支。如果木材中43%的碳成分被转换为乙醇，甲酸甲基和甲醇等能源物质。约57%的化学品被转换成为在物质转换和蒸馏分离等使用的蒸汽发生用燃烧反应的碳酸气（CO₂）的需反应过程。此外还表明它是木材保有能量的约62%被转换为甲醇、甲酸甲基和乙醇等能源物质、化学品等的能量转换系统。

      其经济性试算如下：木材原料费9000元/干燥重量t，运输费61日元/km/t，运输距离40km时的木材原料费经试算为14.47亿日元（约11400日元/t）。以各种主要设备、设备基础数据基础系统的主要设备费全部累计为约85亿日元。由测量仪表、迠筑物、配管等所购成的固定设备费为主要设备费的3倍，即255亿日元。直接运行费（人事费）3.70亿日元/年，固定资产税和保险4.85亿日元/年，一般管理费0.93亿日元/年。以年间运行300日计算，化学品可完全出售，出售款额约为53.05亿日元/年。综合计算结果，经济性指标—单纯投资回收年限为8.8年。其值 比目前所求得的年数长，但最近，即使是节能技术的开发也有长达10年的倾向，而在新技术开发中的太阳光发电被考虑为数十年之久。所以该系统的实现可能性较高。而以木质系生物质资源成本为变数研讨其经济性时，在木材加工废料或迠筑废材的场合，单纯投资回收率为9年以下，显示其实现可能性高。而单纯使用森林间伐材，投资年限为20年以上，需进一步提高其经济性。

四、研究结论

      以大型木材加工厂的木材加工废料为对象，进行从木质生物质生产液体燃料和化学品的能源自给型工艺过程的物质收支、能量收支、经济性试算结果，可将63%木材持有能量转换为能源物质等，单纯投资回收年为8.8年，表明其实现可能性高。而在间伐材的场合，单纯投资回收年数为20年以上，但在木材加工废料或迠筑废材的场合投资回收年为9年以下。(张焕芬摘自《エネルキ•资源》)