分　　野

野菜

品　　目

イチゴ

技術概要

　冬期の施設園芸品目であるイチゴは、化石燃料を利用した加温設備が主に使用されており、ＣＯ_２の排出源となっています。また、近年の化石燃料の高騰は、経営上大きな課題となっています。
　「みどりの食料システム戦略」において、令和32年までに農林水産業のゼロエミッション化が掲げられており、現場で導入可能な実用性の高い新たな加温システムの構築が求められています。
　そこで、カーボンニュートラルな木質バイオマスに着目し、薪を主な燃料とするエーテーオー(株)のウッドボイラーS-220NSB（以下、ウッドボイラー）を選定しました。ウッドボイラーをイチゴの培地加温に利用した際の生育・収量への影響を調査して、良好な成績が得られました。

1. ウッドボイラーは、燃料として木質燃料と灯油の併用が可能で、夕方に貯湯槽のお湯を薪燃焼で沸かし、培地温度が下がる夜間に温湯を施設内に自動循環させ、培地を加温することができまする。燃料の薪が尽き、貯湯槽の温度が下がった場合でも、灯油バーナーによって自動で補助加温することが可能です。薪焚き室を貯湯槽が覆う構造のため、本体表面が高温にならず、安全性も高いです（図１）。
   
   
   　図１　ウッドボイラーS-220NSB（左：正面、右：背面）
   
   
   
   
2. 培地温度15℃設定で11月から翌年２月にかけて培地加温する場合、ウッドボイラーは慣行体系（灯油ボイラー）と比べ、１作における10ａ当たり燃料合計金額を慣行対比78.5％、10ａ当たりＣＯ_２排出量を慣行対比33.2％に抑えることができます（表１）。
   
   　表１　培地加温でのウッドボイラーと灯油ボイラーの10ａあたり燃料使用量、ＣＯ_２排出量
   

   培地加温	燃料使用量		合計金額 （円/10ａ）	ＣＯ２排出量 （kg/10ａ）	慣行比較
   	薪使用量 （kg/10ａ）	灯油使用量 （Ｌ/10ａ）			合計金額 （％）	ＣＯ２排出量 （％）
   ウッドボイラー	3,173	848	253,497	2,111	78.5	33.3
   灯油ボイラー （慣行）	0	2,551	322,759	6,353	－	－

   ※灯油ボイラー：ウッドボイラーの燃料使用量から１作あたりの培地加温に必要な熱量を割り出し、灯油使用量を単位発熱量で割り出した換算値。
   　単位発熱量は、薪：19.6MJ/kg（ナラ）、灯油：36.5MJ/Ｌ。
   
   
3. ウッドボイラーは、高設養液栽培システム内の温湯管に接続することで培地加温が可能となります。培地温度15℃設定でウッドボイラーを利用すると、培地加温を行わない区と比較して、冬期でも草勢が強く維持でき、総商品果収量が「とちおとめ」で24％、「にこにこベリー」で14％増えます（図２、図３、図４、図５、表２）。
   
   
   　図２　ウッドボイラーの培地加温効果の検証
   品種：にこにこベリー、左：ウッドボイラー加温区、右：無加温区
   
   
   
   
   　図３　培地加温が「とちおとめ」の草高に及ぼす影響
   
   
   　図４　培地加温が「にこにこベリー」の草高に及ぼす影響
   
   
   
   
   
   　図５　ウッドボイラーの温湯加温が培地温度に及ぼす影響
   （令和４年１月18日から1月19日　培地温度：５cm深さ温度）
   
   
   
   　表２　培地加温による10ａあたり期間別商品果収量、平均１果重への影響
   

   試験区	商品果率 果数対比 （％）	年内商品果収量（～12月）		早期商品果収量（～２月）		総商品果収量（～５月）		商品果 平均１果重 （ｇ/果）
   		収量 （kg/10ａ）	標準対比 （％）	収量 （kg/10ａ）	標準対比 （％）	収量 （kg/10ａ）	標準対比 （％）
   とちおとめ 培地加温区	87.6	662	114	1,905	125	5,185	124	14.0
   とちおとめ 無加温区	87.3	581	－	1,528	－	4,165	－	14.3
   にこにこベリー 培地加温区	85.2	563	137	2,096	118	5,572	114	16.8
   にこにこベリー 無加温区	83.5	411	－	1,781	－	4,899	－	16.5

   ※商品果率：総果数及び総収量に占める商品果（５ｇ以上の正常果と７ｇ以上の乱形果）の割合。
   ※商品果収量：7,000株/10ａでの換算値。

1. 使用する薪は、安価でかつ発熱量の高い広葉樹が望ましいです。本試験で利用した県内の森林組合の薪は、生木での購入となりますので乾燥に半年程度の時間が必要ですが、輸送費含め46.1円/kgと非常に安価です。試算上、薪は灯油（令和５年８月現在）と比較して、単価当たりの発熱量が高いです(図６、表３、表４)。
   
   
   　図６　試験に使用した広葉樹の薪
   （撮影場所：石巻地区森林組合）
   　表３　ウッドボイラーの10ａ当たり燃料使用量、金額
   

   期間	薪		灯油		合計金額 （円/10ａ）
   	使用量 （kg/10ａ）	金額 （円/10ａ）	使用量 （Ｌ/10ａ）	金額 （円/10ａ）
   11月	208	9,584	0	0	9,584
   12月	809	37,272	160	18,512	55,783
   １月	528	24,341	720	83,455	107,796
   ２月	370	17,039	401	46,508	63,547
   合計	1,914	88,235	1,281	148,475	236,710

   ※使用量（10ａ）：所内3.3ａ鉄骨ハウスでの使用実績からの推定値
   ※単価：薪：46.1円/kg、灯油価格：115.9円/Ｌ
   
   
   
   　表４　薪単価、単価あたり発熱量試算
   

   燃料	販売価格 （円、税込）	単位	単価 （円/kg）（円/Ｌ）	単位発熱量 （MJ/kg）（MJ/Ｌ）	単価あたり発熱量 （MJ/円）
   薪（広葉樹）	14,750	320kg(１ｍ3)	46.1	19.6	0.43
   灯油	2,277	18Ｌ	126.5	36.5	0.29

   ※薪：石巻地域森林組合ウッドリサイクルセンター販売価格表
   　　　重量は、購入時約400kg（生木）で乾燥時約320kg（水分率10～12％）、配送料１カゴ3,750円（８カゴ輸送で30,000円　石巻市から名取市まで輸送）
   ※灯油：民生用灯油（給油所小売価格）2,277円/18Ｌ（配達・税込）（令和５年８月16日現在　石油製品価格調査（資源エネルギー庁））
   ※単位発熱量：灯油　総合エネルギー統計エネルギー源別標準発熱量表（資源エネルギー庁）、
   　　　　　　　薪　「ポジティブリストNo.E00x.薪ストーブにおける薪の使用」（環境庁）樹種は購入品に多く含まれる「ナラ」と仮定
   
   
2. ウッドボイラーは、薪焚き室が200リットルと広いため、薪や樹皮、丸太など幅広い木質燃料に対応できます。薪焚き室内の薪への着火作業は手動となりますが、本体に送風機が付属しているため、新聞紙のような簡易な焚き付けで十分に着火できます。送風によって燃焼効率も高く、１日10kg程度の薪を燃焼させても灰の掃除は１か月に１回程度となります（表５、図７）。
   
   　表５　ウッドボイラーS-220NSB　諸元表
   （エーテーオー(株)カタログ参考）
   

   外形寸法（mm）	610(幅)×1,160(奥行)×1,290(高さ)
   薪焚き室（mm）	480(幅)×　790(奥行)×　510(高さ)
   投入口（mm）	480×370
   薪焚き室容量（Ｌ）	200
   貯湯容量（Ｌ）	220
   熱源能力（kcal/h）	35,300～51,000
   煙突径（mm）	φ140
   本体重量（kg）	95
   電源	100Ｖ

   
   　図７　ウッドボイラーの薪焚き室
   （左：薪設置時、麦：燃焼時）
   
   
   
3. ウッドボイラーの導入費は、設置費、電気工事費含め、一式で約206万円となります（表６）。
   
   　表６　ウッドボイラーS-220NSB　部材表と導入費
   

   品名	数量	単価（円）	金額（円）
   薪ボイラー　S-220NSB	１台	860,000	860,000
   熱交換器　20ｍ	一式	72,000	72,000
   ミキシングバルブ（3/4）（26.6～82.2℃）	１個	75,000	75,000
   床暖コントローラー3000（SUSボックス付）	１個	82,000	82,000
   不凍液タンク（半密閉式膨張タンク付）	１個	64,000	64,000
   循環ポンプUPS-25	１個	98,000	98,000
   ボイラーコントローラー3000（SUSボックス付）	１個	85,000	85,000
   ウッドボイラー用灯油バーナー	１個	132,000	132,000
   灯油バーナー台	１個	18,000	18,000
   灯油タンク（200Ｌ）	１個	58,000	58,000
   送油鋼管（9.52ｎ×５ｍ巻）	一式	8,600	8,600
   煙突Φ139.8　半直筒（500Ｌ）	１本	7,400	7,400
   煙突エルボΦ139.8　90°	１個	14,600	14,600
   煙突フタ付十字曲がりΦ139.8　90°	１個	30,000	30,000
   煙突断熱資材（ワイヤードブラケット、貫通部プレート）	一式	100,000	100,000
   絶縁ユニオン（20Ａ）	２個	9,600	19,200
   運賃、諸経費（電気工事、配管接続工事）	一式	152,300	152,300
   小計			1,876,100
   消費税（10％）			187,610
   合計			2,063,710

   ※単価は、エーテーオー(株)「ウッドボイラー標準価格表」（2024.1.21）を参考。
   ※接続する栽培設備（栽培槽、温湯管等）は上記に含まない。
   
   
   
4. ウッドボイラーは、栽培施設内への設置も可能ですが、煙突がカーテンや内張等に干渉するため、厳冬期に凍結する恐れがない前室への設置が望ましいです。ウッドボイラーは、底部が薪焚き室の直下で高温となるため、床面が燃えやすい素材の場合はコンクリートブロック上に設置するなどして床面と触れないよう留意してください。
   
   
5. 本試験は、宮城県農業・園芸総合研究所内の鉄骨ハウス（施設面積3.3ａ）内の高設栽培システム（ココベリーファーム（カネコ種苗(株)）、ヤシガラ培地）を培地加温した際の試験結果です。加温設備として、培地加温とは別に重油温風暖房機を用いて最低温度８℃設定で施設内を加温しました。
   

関連情報

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タイトル 出典 容量 イチゴの培地加温に利用可能な木質バイオマスボイラー R5普及技術 556KB

担当部署

農業・園芸総合研究所　野菜部（電話：022-383-8124）