Biomass Power Generation

バイオマス発電

バイオマス（biomass）は、「バイオ（bio＝生物、生物資源）」と「マス（mass=量）」を組み合わせた言葉。いろいろな生物資源を無駄にせず、これを燃料として発電機を回して電気エネルギーに変換する発電方法です。このページでは、そんなバイオマス発電の種類や仕組み、一般的な発電量や長所・短所など、バイオマス発電にまつわる様々な情報をご紹介します。

バイオマス発電はどんな仕組み？

バイオマスとは、動植物などから生まれた生物資源（化石燃料以外）の総称です。このバイオマスを燃料とし、「燃焼させた蒸気」または「加熱や発酵により発生させたガス」によってタービンやエンジンを回し、発電機を動かすことで発電するのが「バイオマス発電」です。

バイオマスのイメージ
出典：資源エネルギー庁「なっとく！　再生可能エネルギー」

木材、家畜の排せつ物、食品まで！？いろいろなバイオマス発電

バイオマス発電は、さまざまな産業で発生する廃材や廃棄物を発電のエネルギー源として有効活用する発電方法です。地域の産業と連携することで、資源を循環させ、エネルギーの地産地消につながります。

木質バイオマス

  • 木質バイオマス
    森林の生育のために間引いた間伐材、製造工場や建設・解体現場で発生する廃材などを、直接燃やす、または加熱によりガスを発生させることで発電を行います。主に林業が盛んな地域で普及が進んでいます。
    木質チップ（粉砕して小さくしたもの）、木質ペレット（小さく固形状にしたもの）などに加工することにより、輸送しやすくなり、燃焼効率やエネルギー変換効率を高めることができます。
    木を燃やすのに再生可能エネルギーなの？と思うかもしれませんが、木質バイオマスは「カーボンニュートラル」という考え方に基づき再生可能エネルギーの一種と位置づけられています。

畜産系バイオマス

  • 畜産系バイオマス
    牛や豚、鶏などの家畜排せつ物などを、直接燃やす、または微生物によりガスを発生させることで発電を行います。家畜排せつ物の主な用途は堆肥ですが、堆肥利用が困難な場合もあり、有効活用策として主に酪農の盛んな地域で導入が進んでいます。

食品系バイオマス

  • 食品系バイオマス
    生ごみや食品廃棄物を微生物によって発酵させ、そこで発生したガス（バイオガス）でエンジンを回し、発電を行います。

発電方式

バイオマス発電では、燃料を燃やして発生させた蒸気、もしくは燃料の加熱・発酵によって生じたガスによって発電を行います。それぞれ以下の3つの発電方式に分類されます。

直接燃焼方式（物理的転換方式）

木質バイオマス、可燃性ごみ、精製した廃油などを直接燃焼して蒸気を発生させ、蒸気タービンを回して発電します。

直接燃焼方式（物理的転換方式）のイメージ

熱分解ガス化方式（熱化学的変換方式）

木質バイオマス、可燃性ごみ（食品系バイオマスを含む）などを加熱することによって発生させたガスによってガスタービンを回し、発電します。発電に伴い発生する熱を暖房や給湯のために活用することもできます。

生物化学的ガス化方式（生物化学的変換方式）

畜産系バイオマス、食品系バイオマス、下水汚泥などを発酵させることで、メタンなどのバイオガスを発生させて、ガスエンジンを回すことで発電を行います。

バイオマス発電の特徴

バイオマス発電に適した環境・場所

  • バイオマス燃料の提供場所から近い

    燃料が近隣で入手できるのが最良だが、遠方から運搬される場合は港近くなど運搬の便が良い場所が望ましい

  • 排熱の需要地から近い

    熱分解ガス化方式で発電に伴って生じた熱（排熱）を利用する場合、利用する施設から近い

  • 送電線までの距離が近い

    発電した電気を送るための送電線に繋がなければならないが、距離が長いほど費用がかかる

バイオマス発電の発電量はどのくらい？

JRE神栖バイオマス発電所の例

  • 発電能力
    24,400 kW
  • 年間発電量
    約 2億 kWh
  • 一般家庭の年間消費電力量
    約 45,000 世帯分相当

バイオマス発電の長所・短所

メリット

  • 廃棄物などを再利用することにより、発電できる（資源の循環利用）
  • カーボンニュートラルにより発電に伴うCO2排出が実質ゼロになると考えられている
  • 天候によらず、24時間365日安定して発電することができる

デメリット

  • 太陽光や風力などと異なり、燃料コストがかかる
  • 燃料調達が難しい場合もある（燃料が少ない、点在している等）
  • 燃料調達の問題から発電規模が限られる場合がある
  • 燃料（資源）は有限なので地域によっては他の用途との調整が必要な場合がある

バイオマス発電の豆知識

バイオマス発電の起源

木質バイオマスによる発電は、1960年代から70年代にかけて北米の林産業から生まれたと言われています。当時、林産業では大型化が進んだ製材工場や紙パルプ工場から大量に排出される残廃材の処理に困っており、それをチップにしてボイラーで燃やす、あるいはパルプ廃液（黒液）を回収し、ボイラーで燃やして、電気や熱を作るようになりました。こうしてバイオマス発電は、残廃材処理と、木材の加工や製品の乾燥に要するエネルギー調達を同時に行うことを可能にしたのです。

バイオマス発電の波及効果

地産地消の木質バイオマス発電については、近くの山林材を主な燃料とすることから、日本の森林が整備され、林業を支えて森を再生することにつながると期待されています。