「木」を使って大規模発電、石炭火力と共存可能：自然エネルギー（2/2 ページ）

» 2013年07月10日 13時00分公開

[畑陽一郎，スマートジャパン]

100万kWの火力発電所でも実証運転

　中国電力の三隅発電所では、出力100万kWの火力発電所で、検証を行った。林地残材バイオマス設備を発電所構内に新設し、島根県素材流通協同組合から林地残材バイオマスチップを調達、石炭と混焼した。三隅では、CO₂の削減と設備の運用性を特に調べた。

　2011年2月から2013年3月の実証運転では、木質バイオマス2.5万トンと石炭183万トンを混焼。木質バイオマスから年間2830万5474kWhの電力を得た計算となり、CO₂を約2.2万トン削減できた。木質バイオマスの調達にも課題はなかった。発電設備の定期点検期間（4月～7月）を除くと、0.24～0.31万トン/月と安定していたからだ。

　中国電力の新小野田発電所では、2007年から既に木質バイオマスを混焼している。主に伐採材や間伐材を使ってきた。補助金を受け、林地残材受け入れ設備を増強、2011年3月から2013年3月までの実証運転では新たに林地残材を使った。新小野田には出力50万kWの設備が2つある。山口県森林組合連合会から林地残材バイオマスチップを調達した。実証運転では三隅と同じ検証項目に加え、混焼率も調べた。

　バイオマスチップ1.9万トンの年間を通じた安定調達ができ、ミル、バイオマス設備、ボイラのいずれも問題がなかったという。混焼率は2013年1月の2日間に検証、混焼率を2.0％に高めても設備に異常がないことが分かった。

　年間を通じ、バイオチップ1.9万トンと石炭141万トンを混焼し、バイオマスから1761万7191kWh/年の電力を得、CO₂を1.4万トン削減できたという。

図4　新居浜西火力発電所での実証運転の流れ。出典：住友共同電力

　住友共同電力の新居浜西火力発電所では出力15万kWの3号機を使って、高効率微粉炭火力に年平均2.5重量％の林地残材を継続的に混焼できるかを調べた（図4）。結果は、2.5重量％の連続運転に成功し、最大3重量％の混焼率も確認できた（図5）。ただし、2012年度は石炭使用量が増加してしまったため、年平均では目標の2.5重量％に届いていない。

　住友共同電力はコストについても調べている。山林事業者の作業方法が合理化され、積載効率や搬出方法の改善が進んでいることが分かった。一方、木質バイオマスの搬出にトラックを利用しているため、ガソリン価格の上昇で、改善分が相殺されてしまい、調達コストが削減できなかったという。山林事業者への意見聴取では、事業継続への強い要望があったこともあり、今後の実証運転では調達コストの低減を目指すとした。

図5　チップ使用量と混焼率。出典：住友共同電力

混焼率5％は可能なのか

　電源開発の松浦火力発電所では、100万kWの設備2基を利用し、木質ペレットを6300トン使って、混焼率について特に調べた。3重量％（最大5重量％）を目指したほか、混焼率の変化の影響を調べた。まず、ミル単機で混焼率を1～4％まで変え、ミルの性能を調べた。次にミル全台を使って混焼率3％を維持し、プラントの運用性と環境特性を調べた。その結果、課題はなかったという。松浦の実証運転は2015年3月まで続くため、今後は石炭と木質ペレットに加えて、第3のバイオマスを追加した、3種類混焼試験を計画しているという。

　九州電力の苓北発電所ではCO₂のライフサイクルアセスメント（LCA）を特に調べた。70万kWの設備2基を使い、熊本県内の林地残材を調達した。調達量は計画7500トンに対して、実績7520トン、混焼率0.5重量％に対して、0.4重量％であり、ほぼ実現できている。木質バイオマスによる発電電力量は1280万kWhだという。

　LCAの評価は、CO₂減少が約9500トンだとした。使用した木質バイオマス7520トンの熱量は石炭に換算すると約4100トンになる。木質バイオマスを利用したことによるCO₂発生量は479トン、一方、石炭は9947トンなので、約9500トンの削減になるという計算だ（図6）。同社はトラック輸送の課題についても調査している。1日最大6台のトラック輸送が加わったが、木質バイオマスの飛散やトラックの交通渋滞、地域住民からの苦情などはなかったという。

図6　LCA評価の内容。出典：九州電力

　今後は、木材調達からチップ製造、輸送までの流れを軌道に乗せて持続性を高めるほか、2014年度には年平均1重量％まで混焼率を向上するとした。

　種類の異なる6つの火力発電所の実証運転から分かったことは、火力発電所本体の設備を増強することなく、2重量％程度の木質バイオマスを追加でき、CO₂排出量を低減できることだ。連続運転も可能だ。さらに、木質バイオマスの調達量や調達量のばらつきにも問題が少ない。次は、調達コストに関する同様の調査が必要だろう。