バイオマスエネルギーとは？発電の仕組みとメリット・デメリットを簡単に解説！
脱炭素において、バイオマスエネルギーの動向が国内外で注目されています。
国内では複数の省庁や地方自治体などにおいて、既に具体的な取り組みが実施・加速されています。バイオマスエネルギーの場合は、原料としてその資源を確保すること自体が課題となっている状況もあります。
本記事では、バイオマスの特徴・分類から説明すると共に、バイオマス発電やそのメリット・デメリットなどまで、広範囲に解説します。
目次
バイオマスエネルギーとは？
バイオマスエネルギーとはどのようなものかについて、バイオマスエネルギーの特徴や、それを使用するバイオマス発電の仕組み、さらにはバイオマス確保について解説します。
バイオマスエネルギーの特徴
バイオマスエネルギーに使用する、バイオマスとはどのようなものでしょうか。
植物や動物由来などの生物から生まれた資源のことを指しています。森林の間伐材、家畜の排泄物、食品廃棄物など、下図に示すような、いろいろな資源が国内でも活用されています。
バイオマスは、バイオマスエネルギーとしてバイオマス燃料にして発電することができます。さらに家畜のふん尿などを利用したメタン発酵なども既に国内でも実施されています。
生成メタンガスなどを使うことにより、こちらもバイオマスエネルギーとして利用することができます。
バイオマスエネルギーは、脱炭素の観点からも重要な役割をしめています。
森林からの間伐材を利用したバイオマスエネルギーでは、使用・燃焼をすればCO2を排出しますが、その間伐材は成長時にCO2を吸収して成長しています。そのため、使用時と成長時のCO2の量が全体としてはバランスが取れていることとなり、このため「カーボンニュートラル」な資源として、脱炭素戦略でも注目されています。
バイオマス発電の仕組み
バイオマスエネルギー利用の過半数を占めるものとして、バイオマス発電があります。
バイオマス発電では、先に紹介した間伐材などの生物資源の燃焼によりエネルギーを生み出すことで発電を行います。 具体的には、生物資源を燃やし、水を沸騰させた蒸気でタービンを回すことで発電させています。 このようなタービンによる発電は、火力発電でも同様に行われているもので、従来の火力発電とも変わりません。
バイオマス発電の発電時の仕組み自体は、従来の技術を利用することになります。このため特に、新規な技術開発の必要性は少なくなっています。
バイオマスエネルギーの確保に関する取り組み
バイオマス発電などに有効に利用されているバイオマスエネルギーですが、国内でもそのエネルギー源としての確保に関する取り組みがすすんでいます。
経済産業省では、バイオマスエネルギー利用に関して、バイオマス発電の事業者が留意すべき内容をFIT制度としてまとめています。発電に使用する燃料の調達計画が、持続可能なものかについて、地方自治体や場合によっては林野庁がヒアリングできる仕組みを導入しています。また農林水産省では、森林資源を地産地消の観点から、地域内でのエコシステムとして確立させる取り組みを開始しています。またこれに関連して、農水省が推進する集落での維持・活性化に関する事業についても検討を開始しています。
参考： 知っておきたいエネルギーの基礎用語～地域のさまざまなモノが資源になる「バイオマス・エネルギー」（経済産業省 資源エネルギー庁）
バイオマス発電のメリット・デメリット
バイオマス発電のメリット、デメリットについてもまとめておきます。
バイオマス発電のメリット
バイオマス発電のメリットとしては、SDGｓにも合致した社会貢献などがあげられます。
まず、気候変動対策において、カーボンニュートラルな資源として京都議定書でも、CO2が排出されないとされています。
また地域の循環型社会の構築にも貢献しており、未活用であった廃棄物を利用することで、廃棄物の再利用や減少にもつながります。
現在、農山漁村の活性化が、国や地方公共団体などの主要テーマとなっています。
間伐材を含む林地残材や稲わらなどの再利用を促進することにより、農山漁村の自然環境を維持し、その持続的発展も期待できます。また廃棄物の資源化により、当該地区の地域環境の改善にもつながります。
バイオマス発電のデメリット
メリットの多いバイオマス発電ですが、デメリットや注意すべき点もあります。
まず、バイオマス発電は燃料費が問題となり、コストが高いことがあげられます。
木質ペレットなどもバイオマス発電に利用されますが、海外からかなりの調達コストをかけて輸入して使用している例もあります。
このため、輸送費があまりかからない地産地消型のバイオマス発電が計画されており、実際にも事業化されている例もあります（次項参照）。
さらにバイオマス発電用の燃料調達に関して、安定供給に問題が生じることもありえます。
特に木質ペレットなどの海外からの輸入材の使用割合は、７割を超えているといわれており、今後も安定供給に取り組む必要があります。
バイオマスエネルギーの利用に関する取り組み
バイオマスエネルギーの利用は、国内でも加速しています。
国・地方公共団体におけるバイオマスエネルギーの利用
バイオマスエネルギーは、地域活性化に役立つ可能性を持っています。間伐材や家畜の排泄物のような資源は、農村や漁村に存在しており、このため地産地消の観点が特に大切です。これらのバイオマスをエネルギーとして活用できれば、新たにエネルギー関連の新産業も地域に生み出すことができます。
参考： 知っておきたいエネルギーの基礎用語～地域のさまざまなモノが資源になる「バイオマス・エネルギー」（経済産業省 資源エネルギー庁）
2013年度から、経済産業省、農林水産省を含む7府省が連携して、「バイオマス産業都市」を推進しています。
下図のように既に国内各地で、地産地消型などのバイオマスエネルギーの利用がすすんでいます。
たとえば図の中にある、岡山県真庭市では、間伐材などを使用するバイオマス発電では、長期の稼働実績があります。地産地消の成功例として、国内自治体などからの見学者も数多く来市しています。
参考： 知っておきたいエネルギーの基礎用語～地域のさまざまなモノが資源になる「バイオマス・エネルギー」（経済産業省 資源エネルギー庁）
企業におけるバイオマスエネルギーへの取り組み
国内企業における、バイオマスエネルギー利用についても紹介します。
株式会社レノバは、自社戦略の中核として、バイオマス発電事業を取り組んでいます。
同社事業では、バイオマス発電所の設計・建設に取り組んでおり、特に気候変動に関与する水・大気・周辺環境や、動植物への影響を最小限としています。
バイオマスエネルギー源として、木質チップ、木質ペレット、パームヤシ殻などの木質バイオマス燃料を使用します。同事業では、大型バイオマス発電所を国内7か所で運転または建設中であり、すべての運転を開始すると一般家庭の約100万世帯分の発電量が生み出されます。同社・秋田バイオマス発電所では、地産地消の観点から、燃料の約7割を県内から調達しています。
参考：バイオマス発電における サステナビリティの取り組み事例（RENOVA）
株式会社リコーでは、「地域の森林保全とCO2削減を同時実現」するという目標を掲げて、木質バイオマスエネルギーの利用にも取り組んでいます。
特に、森林における間伐材が使われず放置されていることに対して、企業の立場から事業を推進しています。2016年末から、静岡県御殿場市にある同社環境事業開発センターにおいて、木質バイオマスエネルギーの地産地消モデルの運用を開始しました。
同社で設置した木質バイオマスボイラーで、間伐材を燃焼させてセンターの空調や給湯に利用します。ボイラー設置により、年間180トンのCO2ガス削減効果が見込まれています。
参考：木質バイオマスエネルギーの地産地消モデルスタート（RICOH）
住友商事株式会社では、日本製紙株式会社などとともに、木質バイオマスを原料とする国内初のセルロース系バイオエタノールの商用生産に取り組んでいます。
同事業は、年間数万キロリットルの国産材由来のバイオエタノール製造を目指すものです。非可食由来、特にパルプ原料からのエタノール製造は、世界でも先進的な利用例であり、バイオケミカル製品への展開も見込めます。
まとめ
バイオマスは、カーボンニュートラルな資源として特に注目されています。
バイオマスエネルギーの利用に関する取り組みについて、バイオマス発電の仕組みから、そのメリット・デメリットや、国内各社における取り組み例まで、広範囲に解説しました。
森林資源にもめぐまれている日本において、バイオマス発電などによるカーボンニュートラルな取り組みは、さらに進展していくものと考えられます。
本記事が、バイオマスエネルギーの利用に関心のあるみなさまのお役に立てば幸いです。
バイオマスエネルギーとは？発電の仕組みとメリット・デメリットを簡単に解説！
脱炭素において、バイオマスエネルギーの動向が国内外で注目されています。
国内では複数の省庁や地方自治体などにおいて、既に具体的な取り組みが実施・加速されています。バイオマスエネルギーの場合は、原料としてその資源を確保すること自体が課題となっている状況もあります。
本記事では、バイオマスの特徴・分類から説明すると共に、バイオマス発電やそのメリット・デメリットなどまで、広範囲に解説します。
目次
バイオマスエネルギーとは？
バイオマスエネルギーとはどのようなものかについて、バイオマスエネルギーの特徴や、それを使用するバイオマス発電の仕組み、さらにはバイオマス確保について解説します。
バイオマスエネルギーの特徴
バイオマスエネルギーに使用する、バイオマスとはどのようなものでしょうか。
植物や動物由来などの生物から生まれた資源のことを指しています。森林の間伐材、家畜の排泄物、食品廃棄物など、下図に示すような、いろいろな資源が国内でも活用されています。
バイオマスは、バイオマスエネルギーとしてバイオマス燃料にして発電することができます。さらに家畜のふん尿などを利用したメタン発酵なども既に国内でも実施されています。
生成メタンガスなどを使うことにより、こちらもバイオマスエネルギーとして利用することができます。
バイオマスエネルギーは、脱炭素の観点からも重要な役割をしめています。
森林からの間伐材を利用したバイオマスエネルギーでは、使用・燃焼をすればCO2を排出しますが、その間伐材は成長時にCO2を吸収して成長しています。そのため、使用時と成長時のCO2の量が全体としてはバランスが取れていることとなり、このため「カーボンニュートラル」な資源として、脱炭素戦略でも注目されています。
バイオマス発電の仕組み
バイオマスエネルギー利用の過半数を占めるものとして、バイオマス発電があります。
バイオマス発電では、先に紹介した間伐材などの生物資源の燃焼によりエネルギーを生み出すことで発電を行います。 具体的には、生物資源を燃やし、水を沸騰させた蒸気でタービンを回すことで発電させています。 このようなタービンによる発電は、火力発電でも同様に行われているもので、従来の火力発電とも変わりません。
バイオマス発電の発電時の仕組み自体は、従来の技術を利用することになります。このため特に、新規な技術開発の必要性は少なくなっています。
バイオマスエネルギーの確保に関する取り組み
バイオマス発電などに有効に利用されているバイオマスエネルギーですが、国内でもそのエネルギー源としての確保に関する取り組みがすすんでいます。
経済産業省では、バイオマスエネルギー利用に関して、バイオマス発電の事業者が留意すべき内容をFIT制度としてまとめています。発電に使用する燃料の調達計画が、持続可能なものかについて、地方自治体や場合によっては林野庁がヒアリングできる仕組みを導入しています。また農林水産省では、森林資源を地産地消の観点から、地域内でのエコシステムとして確立させる取り組みを開始しています。またこれに関連して、農水省が推進する集落での維持・活性化に関する事業についても検討を開始しています。
参考： 知っておきたいエネルギーの基礎用語～地域のさまざまなモノが資源になる「バイオマス・エネルギー」（経済産業省 資源エネルギー庁）
バイオマス発電のメリット・デメリット
バイオマス発電のメリット、デメリットについてもまとめておきます。
バイオマス発電のメリット
バイオマス発電のメリットとしては、SDGｓにも合致した社会貢献などがあげられます。
まず、気候変動対策において、カーボンニュートラルな資源として京都議定書でも、CO2が排出されないとされています。
また地域の循環型社会の構築にも貢献しており、未活用であった廃棄物を利用することで、廃棄物の再利用や減少にもつながります。
現在、農山漁村の活性化が、国や地方公共団体などの主要テーマとなっています。
間伐材を含む林地残材や稲わらなどの再利用を促進することにより、農山漁村の自然環境を維持し、その持続的発展も期待できます。また廃棄物の資源化により、当該地区の地域環境の改善にもつながります。
バイオマス発電のデメリット
メリットの多いバイオマス発電ですが、デメリットや注意すべき点もあります。
まず、バイオマス発電は燃料費が問題となり、コストが高いことがあげられます。
木質ペレットなどもバイオマス発電に利用されますが、海外からかなりの調達コストをかけて輸入して使用している例もあります。
このため、輸送費があまりかからない地産地消型のバイオマス発電が計画されており、実際にも事業化されている例もあります（次項参照）。
さらにバイオマス発電用の燃料調達に関して、安定供給に問題が生じることもありえます。
特に木質ペレットなどの海外からの輸入材の使用割合は、７割を超えているといわれており、今後も安定供給に取り組む必要があります。
バイオマスエネルギーの利用に関する取り組み
バイオマスエネルギーの利用は、国内でも加速しています。
国・地方公共団体におけるバイオマスエネルギーの利用
バイオマスエネルギーは、地域活性化に役立つ可能性を持っています。間伐材や家畜の排泄物のような資源は、農村や漁村に存在しており、このため地産地消の観点が特に大切です。これらのバイオマスをエネルギーとして活用できれば、新たにエネルギー関連の新産業も地域に生み出すことができます。
参考： 知っておきたいエネルギーの基礎用語～地域のさまざまなモノが資源になる「バイオマス・エネルギー」（経済産業省 資源エネルギー庁）
2013年度から、経済産業省、農林水産省を含む7府省が連携して、「バイオマス産業都市」を推進しています。
下図のように既に国内各地で、地産地消型などのバイオマスエネルギーの利用がすすんでいます。
たとえば図の中にある、岡山県真庭市では、間伐材などを使用するバイオマス発電では、長期の稼働実績があります。地産地消の成功例として、国内自治体などからの見学者も数多く来市しています。
参考： 知っておきたいエネルギーの基礎用語～地域のさまざまなモノが資源になる「バイオマス・エネルギー」（経済産業省 資源エネルギー庁）
企業におけるバイオマスエネルギーへの取り組み
国内企業における、バイオマスエネルギー利用についても紹介します。
株式会社レノバは、自社戦略の中核として、バイオマス発電事業を取り組んでいます。
同社事業では、バイオマス発電所の設計・建設に取り組んでおり、特に気候変動に関与する水・大気・周辺環境や、動植物への影響を最小限としています。
バイオマスエネルギー源として、木質チップ、木質ペレット、パームヤシ殻などの木質バイオマス燃料を使用します。同事業では、大型バイオマス発電所を国内7か所で運転または建設中であり、すべての運転を開始すると一般家庭の約100万世帯分の発電量が生み出されます。同社・秋田バイオマス発電所では、地産地消の観点から、燃料の約7割を県内から調達しています。
参考：バイオマス発電における サステナビリティの取り組み事例（RENOVA）
株式会社リコーでは、「地域の森林保全とCO2削減を同時実現」するという目標を掲げて、木質バイオマスエネルギーの利用にも取り組んでいます。
特に、森林における間伐材が使われず放置されていることに対して、企業の立場から事業を推進しています。2016年末から、静岡県御殿場市にある同社環境事業開発センターにおいて、木質バイオマスエネルギーの地産地消モデルの運用を開始しました。
同社で設置した木質バイオマスボイラーで、間伐材を燃焼させてセンターの空調や給湯に利用します。ボイラー設置により、年間180トンのCO2ガス削減効果が見込まれています。
参考：木質バイオマスエネルギーの地産地消モデルスタート（RICOH）
住友商事株式会社では、日本製紙株式会社などとともに、木質バイオマスを原料とする国内初のセルロース系バイオエタノールの商用生産に取り組んでいます。
同事業は、年間数万キロリットルの国産材由来のバイオエタノール製造を目指すものです。非可食由来、特にパルプ原料からのエタノール製造は、世界でも先進的な利用例であり、バイオケミカル製品への展開も見込めます。
まとめ
バイオマスは、カーボンニュートラルな資源として特に注目されています。
バイオマスエネルギーの利用に関する取り組みについて、バイオマス発電の仕組みから、そのメリット・デメリットや、国内各社における取り組み例まで、広範囲に解説しました。
森林資源にもめぐまれている日本において、バイオマス発電などによるカーボンニュートラルな取り組みは、さらに進展していくものと考えられます。
本記事が、バイオマスエネルギーの利用に関心のあるみなさまのお役に立てば幸いです。