バイオマス対応型フォワーダの有効性を検討する取り組み

バイオマス対応型フォワーダの
有効性を検討する取り組み
上川南部森林管理署
金山森林官
山本
森林技術指導官
国沢
剛
修
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１－１．南富良野町の
主な木質バイオマスへの取り組み
１－２．バイオマス検討チームの発足
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1-1.南富良野町の主な木質バイオマスへの取り組み
公共施設等にバイオマスボイラーの導入
年間使用量：５５５ｔ
用途は主に暖房、冬の稼働
・南富良野中学校（１４５ｔ/年）
・ホテルラーチ（９５ｔ/年）
・南富良野小学校（１７０ｔ/年）
・金山地区複合施設（１４５ｔ/年）
雪氷乾燥システムによる
ピンチップ品質の向上
バイオマス対応型フォ
ワーダの導入
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1-２.バイオマス検討チームの発足
◎活動目的
・バイオ資源供給による地域貢献
・林地残材の販売の可能性見極め
◎主な取り組み内容
・林地残材に土などが混入しないよう、
冬期事業地での功程調査を検討
・発表会にて、町有林調査結果や功程調査の
作業仕組みなどを報告
・雪氷乾燥システムのフル活用に
向けた需要先確保を提案
・バイオマス対応型フォワーダの功程調査、分析
（以下、「バイオフォワーダ」という。）
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２－１．バイオフォワーダとは
２－２．従来型フォワーダ、
クローラダンプとの性能比較
２－３．荷箱の積載能力の比較
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2-1.バイオフォワーダとは
ダンプ機能
特徴は３つ
・グラップルを搭載。
・荷台に拡幅・圧縮機能を装備。
・ダンプ機能を装備。
林野庁の補助で開発
設計目標積載量：２ｔ
グラップル搭載
拡幅
（ヘッドが固定されず、
前処理不可欠）
圧縮
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2-2.従来型フォワーダ、クローラダンプとの
性能比較（荷台容積）
バイオフォワーダ
諸岡 MST-800VDL
3.８倍
収納時 5.1６㎥
開放時19.44㎥
容量
2.２
倍
従来型フォワーダ
イワフジ U-6B
8.9８㎥
容量
3.2
倍
クローラダンプ
コマツ CD６０R
６.0２㎥
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2-3.荷箱の積載
能力の比較
作成：北海道立総合研究機構林業試験場
渡辺
一郎
氏
調査年・場所：H２６年・南富良野町カラマツ町有林
◎荷台全開が
収納より２倍
◎積込みは
グラップルローダが
搭載グラップルより
１．３～１．４倍
※荷箱については、圧縮を行わずに積載
全開満載・グラッ
プルローダの組合
せが一番良い
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３－１．調査箇所の概要
３－２．調査項目・調査方法・試算
３－３．作業の仕組み
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3-1.調査箇所の概要①
対象区域
植栽樹種
林
齢
区域面積
（小班）
伐採時期
伐採種
枝条の
搬出時期
凡例
６２り林小
班の一部
トドマツ
グイマツ
対象区域
椪
土場
作業道
58年
1.83ha
(15.00ha)
H26年度
(12～2月)
間伐
(列状)
H２７年度
７月下旬
100m
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3-1.調査箇所の概要②
プロセッサ作業により、
作業道脇に集積された
末木枝条
※収集は、作業道上か
ら届く範囲に限定
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3-2.調査項目・調査方法・試算
◎調査項目
★バイオフォワーダの機能性（作業時間、積載重量）
★積込み・運搬・荷下ろしを１台で担うワンオペ作業の検証
◎調査方法
・機械毎に積込みや運搬などの作業時間を計測
・トラック毎の運搬重量を計測
◎試算
単位重量（ADT：風乾重）当たりの功程、経費を試算
※ＡＤＴ：風乾重とは、自然乾燥させた状態の重さ
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3-3.作業の仕組み
前処理
積込み
運
搬
荷下ろし
巻立て
使用機械：4台
バイオフォワーダ
クローラダンプ
グラップルローダ（先山）
グラップルローダ（土場）
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作業１．前処理
グラップルローダ
（先山）
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作業２．積込み
バイオフォワーダ
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作業３．運搬
バイオフォワーダ
クローラダンプ
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作業４．荷下ろし
バイオフォワーダ
クローラダンプ
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作業５．巻き立て
グラップルローダ
（土場）
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参考．直積み
バイオ
フォワーダ
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3-3.作業の仕組み
前処理
積込み
運
搬
荷下ろし
巻立て
パターンA：バイオワンオペ型
パターンB：バイオツーオペ型
パターンC：クローラ型
パターンD：直積み型
直積み
：バイオフォワーダ
：クローラダンプ
：グラップルローダ（先山）
：グラップルローダ（土場）
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４－１．フォワーダの性能
４－２．功程の比較①
４－３．功程の比較②・費用の比較
４－４．枝条等材積の推定
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4-1.フォワーダの性能
パターン
運搬回数
総運搬重量
（ADT）
１回当たり
（ADT／回）
A:バイオ
ワンオペ型
５
6.53
1.31
B:バイオ
ツーオペ型
1
2.26
2.26
C:クローラ型
7
12.56
1.79
D:直積み型
1
1.57
1.57
合計
14
22.92
1.64
・Ｂパターンの運搬重量が多い
→圧縮機能が効果的に働いた
ただし、同じバイオフォワーダのＡパターンでは十分
に積込みが行えていない
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4-2.功程の比較①
パターン
総作業時間
総運搬重量
（ADT）
功程
（時間／ADT）
A:バイオ
ワンオペ型
3：59：54
6.53
0:36:44
B:バイオ
ツーオペ型
1：32：57
2.26
0:41:08
C:クローラ型
8：58：0２
12.56
0:42:50
D:直積み型
0：31：40
1.57
0:20:10
(2,204秒)
(2,468秒)
(2,571秒)
(1,211秒)
・積み込み・運搬・荷下ろしをバイオフォワーダで
行ったAパターンが最も効率が良い
→その要因は？
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4-3.功程の比較②・費用の比較
合計
（秒
/ADT）
経費
（円
/ADT）
87 930 2,205
3,857
595 1,034 45 728 2,468
4,276
C:クローラ
型
195 479 1,053 85 759 2,571
3,986
D:直積み型
510 481
2,125
パターン
作業仕組み別の功程（秒/ADT）
前処理
A:バイオ
ワンオペ型
B:バイオ
ツーオペ型
積込
207 636
66
運搬
345
220
荷下
0
巻立
0
1,211
・Aの運搬の功程が高い
→B・Cは２オペ、Aは１オペ。待機時間がないため24
4-4.枝条等材積の推定
実測重量 22.92ADT
比重０．７換算
3３㎥
１５％
相当
ha当たり 1８㎥
材積量
ha当たり
立木の資材量
214㎥
11７㎥
丸太の資材量
111㎥
6１㎥
※功程調査対象区域面積 1.83ha
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4-5.コスト試算(パターンＡ作業仕組み)
原料購入経費
1,000円/ｍ3 → 1,430円/ｔ（ｔ換算比重0.7）
プラス
集積・運搬経費
3,857円/ｔ
→ 5,014円/ｔ（間接費加算0.3）
6,444円/ｔ
4,511円/ｍ3
(絶乾比重0.7)
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５－１．調査結果と分析のまとめ
５－２．仮想モデル
５－３．今後の課題
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5-1.調査結果と分析のまとめ
◎フォワーダの性能について
→運搬重量は、グラップルローダとバイオフォワーダの
組み合せが最大（パターンＢ）
◎功程・費用の比較について
→積込みから荷下ろしまでバイオフォワーダのみで行うと
効率的かつ経済的（パターンＡ）
以上から、
★バイオフォワーダの機能性（作業時間、積載重量）
→搭載グラップルによる積載重量は少なかったが、
功程・費用面では優位
★積込み・運搬・荷下ろしを１台で担うワンオペ作業の検証
→ワンオペの功程が高いことを立証
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5-2.仮想モデル
前処理
積込み
運
搬
荷下ろし
：バイオフォワーダ
条件：１台当たり２ｔ×１２サイクル
前処理は１時間早く、作業開始
パターン
ワンオペ
モデル
：グラップルローダ
合計
（秒
/ADT）
経費
（円
/ADT）
73 376 1,450
2,553
作業仕組み別の功程（秒/ADT）
前処理
積込
174 536
運搬
291
巻立て
荷下
巻立
・積載重量を引き上げ、フォワーダ運搬を優先稼働させると
功程・経費は大幅に向上する見込み
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5-3.今後の課題
★圧縮機能が十分発揮されるよう、搭載グラップルでの積込み
方法の改善が必要
★グラップルが１台のみの作業仕組み及び機械運搬も含めたコ
ストの比較が必要
★伐採・搬出で使用するグラップルやフォワーダを活用した枝
条等の収集の功程調査が必要
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