基本情報/Basic Information

開講科目名 ／Course	バイオマスエネルギー特論／Advanced Biomass Energy
時間割コード ／Course Code	S222000042
ナンバリングコード ／Numbering Code
開講所属 ／Course Offered by	理工学研究科／
曜日コマ ／Day, Period	火　2
開講区分 ／Semester offered	後期／second semester
単位数 ／Credits	2.0
学年 ／Year	1,2
主担当教員 ／Main Instructor	官 国清／GUOQING GUAN
科目区分 ／Course Group	大学院（博士前期課程）　専門科目
教室 ／Classroom
必修・選択 ／Required/Elective	選択
授業形式 ／Class Format	講義科目
メディア授業 ／Media lecture	－

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Faculty/Department
官 国清／GUOQING GUAN	地域戦略研究所／

難易度（レベル） ／Level	レベル5
対応するＤＰ ／DP	DP1･DP2
授業としての具体的到達目標 ／Concrete arrival target as the class	〇バイオマスは化石燃料に代替する再生可能エネルギーとしての重要性を理解する。 〇バイオマスエネルギーの科学基礎を十分に学ぶ 〇最先端なバイオマスエネルギー変換・利用技術を学ぶ 〇最適なバイオマスエネルギー利用方法を十分に理解し，身の回りのバイオマス資源に対して，LCAの観点から考えられるようになる。
授業の概要 ／Summary of the class	本講義では，バイオマス資源及びバイオマスエネルギーの基礎知識，バイオマスの収集・運搬に関する最新な技術，省エネー乾燥・粉砕など前処理技術，バイオマスの高効率燃焼技術、バイオマス発電原理，バイオマスを利用した熱電併給コジェネレーション，急速熱分解、次世代バイオマスガス化や炭化など熱化学変換技術，バイオディーゼル燃料製造技術、メタン発酵、エタノール発酵、ブタノール発酵など生物化学変換技術，バイオマスエネルギーシステムの設計方法及びバイオマスエネルギーのLCA分析などの最新トピックスについて講述し，バイオマスエネルギーの最先端な変換・利用技術の理解を深める。
授業の内容予定 ／Contents plan of the class	第１回：バイオマスエネルギーとは 再生可能エネルギーの中で，バイオマスエネルギーはほかの再生可能エネルギーにはないエネルギーとしての特徴を持っている。今回の講義では，バイオマスとバイオマスエネルギーの定義，バイオマスの分類，生物的CO2固定の原理，バイオマスの基本的な物理・化学特性及び自然エネルギーとしてバイオマスエネルギーの特徴を概説する。 第２回：最新なバイオマスの収集及び前処理技術 バイオマスは一般的に広く薄く存在するので，収集・運搬の効率を上げることが重要である。また，バイオマスに水分が多いため，エネルギーとして利用する前乾燥など前処理が必要である。今回の講義では，最新なバイオマスの収集・運搬技術，最先端な省エネー乾燥・粉砕技術を紹介する。 第３回：バイオマス発電技術 バイオマスを燃料とする発電技術は基本的には通常の火力発電と同様ですが，バイオマスのエネルギー密度は化石燃料と比べて低いので，バイオマスの特徴を考えた最新なバイオマス発電技術，課題及び解決策などを解説する。また，日本においてバイオマス発電事業を紹介する。 第４回：バイオマスエネルギーと関わるコジェネレーション技術 コジェネレーションは一つのエネルギー源から複数の形態の有効エネルギーを取り出すことできる。バイオマスエネルギー利用効率を高めるため，バイオマス発電によって電力と熱の双方を利用する最先端な総合利用方法，蒸気タービン，ガスタービン及びガスエンジンから排出する熱の高効率利用方法と実施例を紹介する。 第５回：バイオマスのガス化（１）：原理・方法 バイオマスガス化は，バイオマスを価値ある合成ガスに変換する技術です。今回の講義ではバイオマスガス化原理と方法，ほかのバイオマスエネルギー変換方法との比べ，水蒸気ガス化や触媒ガス化など，バイオマスガス化の意義，バイオマスガス化の問題点と解決策を紹介する。 第６回：バイオマスのガス化（２）：エクセルギー分析と次世代ガス化技術 エクセルギー (Exergy) とは，ある系から力学的な仕事として取り出せる有効エネルギー (Available energy)のことである。バイオマスのガス化に関するエクセルギ―分析によるガス化を高効率かできる。今回の講義ではエクセルギー分析方法とバイオマスガス化への応用，そしてエクセルギ―再生に基づく次世代ガス化技術を紹介する。 第７回：バイオマスから液体燃料への変換技術 バイオマスから生産されるバイオオイルは石油価格の上昇により，価格面でも化石燃料と競争可能になりつつある。今回の講義ではバイオマスの急速熱分解による大量なバイオオイルへ変換の原理，最新な熱分解技術，バイオマス熱分解の課題，バイオマスの水熱液化技術の原理と課題などを解説する。 第８回：バイオディーゼル燃料 バイオディーゼル(BDF:Bio-Diesel Fuel)とは植物油，食用廃油，牛脂などの油脂をメチルエステル化等の化学処理をして，ディーゼル自動車燃料等として使用するものである。今回の講義ではバイオディーゼル原料，バイオディーゼルの製造方法，バイオディーゼルの応用，地産地消型バイオディーゼル生産モデルなどを解説する。 第９回：バイオマスの生物化学的変換（１）：バイオエタノール・メタン発酵原理と課題 バイオエタノール (Bioethanol) は，産業資源としてのバイオマスから生成されるエタノールを指す。また，メタン発酵は，水分が多いバイオマスからメタンガス燃料を取り出せる良い技術である。今回の講義ではバイオエタノール及びメタンの発酵原理，発酵原料の選択，先端な発酵技術，バイオエタノールの利用方法と問題点などを解説する。 第10回：バイオマスの生物化学的変換（２）：ブタンノール発酵原理と課題 ブタンノールはエタノールに比べ水分を含み難しく保存や流通に有利であり，単位容量あたりのエネルギー価が高くガソリン代替燃料として現在のエンジンにそのまま利用できるため，現在ブタノール発酵に関する研究が盛んでいる。今回の講義ではブタンノールの発酵原理と課題，最先端なブタノールの発酵技術，ブタノールの利用法と注意点などを紹介する。 第11回：合成ガスから液体燃料製造技術：FT合成原理と課題 フィッシャー・トロプシュ法（Fischer-Tropsch process，FT法）は一酸化炭素と水素から触媒反応を用いて石油の代替品となる合成油を作り出すことできる。今回の講義ではＦＴ合成原理，触媒，最先端なＦＴ合成技術，合成油の特徴と応用バイオマスから得られた一酸化炭素と水素からＦＴ合成事例などを紹介する。 第12回：バイオマスの固形燃料化技術（Teams双方向授業) バイオマスを炭化して木炭など固体燃料を作る技術は古くから存在する。今回の講義では炭化の原理，炭化の古い方法と最新な方法，半炭化方法，半炭化プロセス中の物質・エネルギー流れ，半炭化製品の特性と応用，下水汚泥などの固形燃料化技術，ゴミ固形燃料化技術などを紹介する。 第13回：バイオマスエネルギーシステム：高効率な利用システム設計原理 バイオエネルギーは生産され，変換され，利用されてこそ実用的な意味をもつ。今回の講義では，バイオエネルギーシステムの概念，考え方，分析方法，複合化したバイオマスエネルギーシステム，システム内での資源及びエネルギー循環，高効率なバイオマスエネルギー利用システムの設計原理及び実のバイオエネルギーシステムの分析例などを紹介する。 第14回：バイオマスエネルギー利用のLCA分析理論と実践 LCAは，対象とする製品を生み出す資源の採掘から素材製造，生産だけでなく，製品の使用・廃棄段階まで，ライフサイクル全体（ゆりかごから墓場まで）を考慮し，資源消費量や排出物量を計量するとともに，その環境への影響を評価する手法である。今回の講義では，ＬＣＡの概念，バイオマスエネルギー利用するときＬＣＡ分析方法と具体実践例を紹介する。 第15回：まとめと総合討論 本講義の最後のまとめとして，これまでのバイオマスエネルギーについての授業内容を振り返りながら，青森県のバイオマスエネルギーの地産地消と最適な利用の可能性に関する総合討論を行う。
成績評価方法及び採点基準 ／A scholastic evaluation method and marking standard	小テスト及びレポートを踏まえ，以下の基準により評価する。 ・バイオマスエネルギーの科学基礎や，最先端なバイオマスエネルギー変換方法・利用技術，最適なバイオマスエネルギー利用方法などを十分に理解したか。（５０％） ・随時配布した研究論文の内容を理解したか。（３０％） ・身の回りのバイオマス資源に対して，LCAの観点から最適な利用方法が考えられるか。（２０％） （メディア授業に移行した場合は，Teamsで実施します。）
予習及び復習等の内容 ／Contents such as preparations for lessons and the review	予習： 講義中に指示します。 復習： 最新なバイオマスエネルギーに関する論文を読ませ、復習を促します。
教材・教科書 ／The teaching materials, textbook	特に指定しない。必要に応じて資料（講義用PPTなど)を配布します。
参考文献 ／bibliography	横山伸也，芋生憲司（2009）『バイオマスエネルギー』森北出版株式会社
留意点・予備知識 ／Point to keep in mind, back ground	出席が三分の二に満たない場合は，成績評価対象にはなれません。
授業内容に関する質問・疑義等 ／Question, doubt about class contents	特に設けない。講義内容に関する質問随時にメールでを受ける。
Eメールアドレス・HPアドレス ／E-mail address, HP address	E-mail: guan@hirosaki-u.ac.jp HP: https://sites.google.com/view/energy-conversion-group/home
学問分野1（主学問分野） ／Discipline 1	D31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
学問分野2（副学問分野） ／Discipline 2	D27:化学工学およびその関連分野
学問分野3（副学問分野） ／Discipline 3	E32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
地域志向科目 ／Local intention subject	なし
授業形態・授業方法 ／Class form, class method	講義とグループ討論 （メディア授業に移行した場合は，Teamsで実施します。）
科目ナンバー ／The subject number
メディア授業による著作物利用の有無について ／Whether or not copyrighted works are used in media classes	無／Nothing
その他 ／Others	特になし

No.	回（日時） ／Time (date and time)	主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position	学習方法と内容 ／Methods and contents	備考 ／Notes
該当するデータはありません