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» 2013年08月16日 09時00分 UPDATE

再生可能エネルギーの現実(5):バイオマス発電の3つの課題−燃料調達、分別、CO2−

再生可能エネルギーの中でバイオマス発電だけは特殊だ。発電方式は火力と同じで、燃料を必要とする。木材や廃棄物などを使うが、長期に安定した量を調達することは簡単ではない。燃料の種類によって買取価格が違うために、複数のバイオマスを混在して使う場合には厳密な分別が必要になる。

[石田雅也,スマートジャパン]

連載第4回:「地熱発電の3つの課題」

 バイオマス発電は「生物に由来した燃料を使う」ことが原則で、該当する燃料の種類は多岐にわたる。固定価格買取制度では7種類にまとめて、それぞれで買取価格を決めている(図1)。燃料をガス化してから発電する方式が最も高く、それ以外は燃料になる木材などの調達コストをもとに価格が分かれる。

kaitorikakaku_enecho.jpg 図1 燃料で分かれるバイオマス発電の買取価格。出典:資源エネルギー庁

 再生可能エネルギーの中で燃料を必要とするのはバイオマスだけである。当然ながら燃料費がかかる。しかも買取期間の20年間にわたって、安定して燃料を調達できなくてはならない。いつでも無料で手に入る太陽光、風速、水流、地熱とは大きく違う点だ。

 バイオマス発電では燃料を分別することも求められる。同じ木材であっても、未利用の木材とリサイクルの木材では買取価格に2倍以上の差がつくからである。燃料の種類ごとに発電に利用した分量を計算式に従って厳密に算出して報告することが義務づけられている。

燃料の調達は地域の生産業者と連携で

 バイオマス発電に利用する燃料のうち、調達が最も難しいのは木材(木質バイオマス)だろう。未利用の状態で残っている木材の大半は、森林を健全な状態に保つために樹木の一部を伐採した「間伐材」である。

 ただし間伐材でも合板や製紙に利用することができるため、流通量は決して多くない。国全体で森林が減っていることもあって、将来は値上がりする可能性もある。こうした課題を克服する最善の方法は、地域の森林業や製材業と連携して、共同でバイオマス発電に取り組むことだ(図2)。いかに経済的なメリットを生み出せるかが重要になってくる。

kesennuma_biomas.jpg 図2 地域ぐるみで燃料の木材を調達する仕組み。出典:気仙沼地域エネルギー開発

 同様の試みは家畜の糞尿を使ったバイオマス発電でも始まっている。畜産業と自治体が共同で発電事業に取り組み、売電収入の一部を畜産業に還元する。この方法によって糞尿を継続的に調達しながら、畜産業の収入増につなげることが可能になる。

出所を証明できないと最低の買取価格に

 バイオマス発電の事業者にとって、燃料の確保と同様に厄介な問題が分別だ。自治体などが家庭や企業から収集した廃棄物の焼却施設を利用して、バイオマス発電を導入する事例が増えている。これまで利用していなかった焼却の際の熱を使って発電する方法であり、典型的な再生可能エネルギーと言える。

 ただし固定価格買取制度では、生物由来の燃料で発電した電力だけが買取の対象になる。生ごみは「一般廃棄物」として対象に含めることができるが、プラスチックなどは除外する必要がある。両者を混焼する場合には、買取の対象になる廃棄物の比率を正確に算定しなくてはならない。

 さらに面倒なことに、使用する燃料の出所を示す証明書が必要になる。その点で最も手間がかかるのは、買取価格の差が大きい木質バイオマスの場合だ。木材の出所を証明する書類のほかに、その木材をチップに加工した時点でも証明書を用意しなくてはならない(図3)。

enecho_biomas_trade.jpg 図3 バイオマス発電の買取に必要な燃料の出所証明。出典:資源エネルギー庁

 木材の出所から発電所までの流通経路が複雑になっていると、各段階の証明書をすべて整えておく必要がある。適切な証明書を用意できなければ、買取価格が最も低いリサイクル木材による電力と判断されてしまう。高い価格で調達した未利用材を燃料に使っていても、安い価格で売電することになるわけだ。

燃料の配送や加工の時にもCO2を排出

 本来は火力発電の一種であるバイオマス発電を再生可能エネルギーとみなす理由は、「カーボンニュートラル」の概念に基づいている(図4)。木や草などの植物が光合成によって二酸化炭素を吸収する効果をもとに、火力発電で発生する二酸化炭素を相殺する考え方である。

biomas_energy_cycle.jpg 図4 バイオマスによる「カーボンニュートラル」の概念。出典:産業技術総合研究所

 とはいっても実際の発電設備からは燃焼時に大量のCO2を排出している。地球温暖化を防止する観点からは、バイオマス発電でもCO2排出量の削減に取り組むことが望ましい。すでに石炭火力などで実用化が始まっている「CO2分離・回収」の設備を実装する方法が主な対策になる。

 もうひとつ注意すべき点は、燃料の運搬・加工・貯蔵などの工程で排出するCO2である。例えばトラックで長距離に燃料を運ぶと、ガソリンの燃焼によってCO2を多く排出してしまう。できるだけ狭い地域の中で燃料の調達から発電まで完結する体制を作ることも、バイオマス発電の重要な課題と言える。

第1回:「太陽光発電の3つの課題」

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