バイオマス発電にデメリットはある?
課題解消に向けた取り組みとともに解説
バイオマス発電にデメリットはある?課題解消に向けた取り組みとともに解説
バイオマス発電は、カーボンニュートラルな発電方法としてCO2(二酸化炭素)排出量を削減する他の再生可能エネルギーと比較して安定した電力供給が可能であるなどのメリットがあります。
今後、さらなる導入を果たすためには、現時点での課題の解消が必要です。
本記事では、バイオマス発電で懸念されているデメリットや課題を解説します。課題解消に向けた様々な取り組みも紹介するので、ぜひ参考にしてください。
▶監修:近藤 元博(こんどう もとひろ)
肩書:愛知工業大学 総合技術研究所 教授
プロフィール:1987年トヨタ自動車に入社。生産工程から排出する廃棄物や、使用済み車両のリサイクルなど幅広い分野で廃棄物の排出削減、有効利用技術の開発導入を推進。「リサイクル技術開発本多賞」「化学工学会技術賞」他資源循環、サーマルリサイクル技術に関する表彰受賞。2020年から現職。産学連携、地域連携を通じて資源問題、エネルギー問題に取組中。経済産業省総合資源エネルギー調査会 資源・燃料分科会 脱炭素燃料政策小委員会 委員他
目次
- バイオマス発電とは
- バイオマス発電にデメリットや課題はある?
- バイオマス発電のデメリットを解消する取り組み
- バイオマス発電にはデメリットを上回るメリットがある
- バイオマス発電の情報収集なら「BIOMASS EXPO バイオマス展」の活用を
- バイオマス発電を導入する際にはデメリットの把握が重要
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バイオマス発電とは
バイオマス発電は、バイオマス(生物資源)の直接燃焼やガス変換などで発電する仕組みです。燃料には、木くずや間伐材、食品廃棄物や家畜排泄物、木質チップなどが利用されます。
バイオマス発電の燃料は、生育時に太陽エネルギーやCO2(二酸化炭素)などで光合成を行って生成された有機物です。
燃焼する時に放出されるCO2は光合成時に大気中から吸収したCO2であることから、新たなCO2を大気中に放出しないカーボンニュートラルな発電方法として注目されています。
2022年度の日本の電源構成では、バイオマス発電は全体の3.7%を占めました※。この割合は再生可能エネルギー内で太陽光発電や水力発電に次ぐ第3位の数値であり、今後さらなる導入が期待されます。
バイオマス発電についてより詳しく知りたい方は、以下の記事もあわせてご覧ください。
▶関連記事:バイオマス発電とは?仕組みやメリット・デメリット、国内の事例や将来性を解説
※出典:資源エネルギー庁「再生可能エネルギーの導入状況」
バイオマス発電にデメリットや課題はある?
バイオマス発電にはカーボンニュートラルに貢献する多くのメリットがある一方、その他の新エネルギーと同様に、懸念されるデメリットや課題が残されています。現時点での主なデメリットは次のとおりです。
- 原料の収集や運搬にコストがかかる
- 発電効率が低めである
- 燃料の安定供給に課題がある
各項目の詳しい内容を解説します。
原料の収集や運搬にコストがかかる
バイオマス発電の原料は多岐にわたり、資源が産出される地域も分散しているため、原料の収集や運搬にコストがかかる点が課題です。バイオマス発電の主な原料は、次のとおりです。
例えば、森林から産出される林地残材や製材廃材を原料とする場合、残材を収集し運搬する必要があります。食品廃棄物を原料とする場合には、廃棄物の分別や収集・運搬する仕組みを整えなければなりません。
バイオマスを資源として活用する有用性は大きい一方で、「どのように収集して安価に原料とするか」に課題を抱えています。
発電効率が低めである
バイオマス発電は、発電効率が低めである点が課題です。直接燃焼やガス変換などの発電方法によって異なりますが、発電効率は約20~40%とされています※1。
その他の発電方法の場合、太陽光発電は約20%、風力発電は約40%、水力発電は約80 %です※2。バイオマス発電は太陽光発電や風力発電と比較すると同等程度かそれ以上の発電効率を持つ一方、水力発電と比べると発電効率は低めとされています。
※1出典:電力中央研究所「電気新聞ゼミナール(304)カーボンニュートラルとしてのバイオマス発電にはどのような期待と課題があるか?」
※2出典:能代市「自然エネルギーの発電効率を比較してみた」
燃料の安定供給に課題がある
バイオマス発電は生物由来の燃料を利用するため、燃料が含む水分量に変動がある点が課題です。結果として、設備利用率の低下を防止するため燃料品質を安定化する作業が発生する場合があります。
また、バイオマス発電では木質燃料が多く採用されていますが、国内の林業は建築用途がメインです。燃料用の木材はあくまで副次的な位置付けにあることから、安定的な供給量確保に課題が残されています。
バイオマス発電のデメリットを解消する取り組み
バイオマス発電の有効性を最大限活用し、デメリットを解消できるように、企業や行政では様々な取り組みが行われています。以下では、4つの事例を取り上げて、バイオマス発電の導入拡大に向けた取り組みを紹介します。
燃料の多くを近隣地域で調達するバイオマス発電所
株式会社レノバでは、秋田県に「秋田バイオマス(届出名称:向浜発電所)」を設置し、一般家庭38,000世帯向けの電力を供給しています※1。秋田バイオマス発電所の主な燃料は木質チップで、約7割を秋田県内で調達しています※2。
バイオマス発電の課題のひとつは原料の収集・運搬コストですが、秋田バイオマス発電所のように近隣地域で燃料の多くを調達できれば、収集・運搬コストの軽減が可能です。
さらに、これまで廃棄されていた林地残材の販売が可能となり、林地残材を木質チップへ加工するチップ工場が新設されるなど、エネルギーの地産地消の好循環を生み出しています。
※1出典:株式会社レノバ「秋田バイオマス」
※2出典:株式会社レノバ「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」
高効率を実現する循環流動層ボイラ
住友重機械工業株式会社では、高効率と多燃料対応を特徴とする循環流動層ボイラを開発しました※。
循環流動層ボイラは、サイクロンの働きにより、未燃分の燃料を炉内に戻すことが可能です。炉内での燃料の滞留時間を長くすることで、低品質の燃料でも高い燃焼効率を実現しています。
その他、循環流動層ボイラは、木質ペレットや林地残材、建築廃材などのバイオマス燃料だけでなく、RDF(廃棄物から作成された固形燃料)や廃タイヤなどの廃棄物系燃料にも対応している点が特徴です。
PKSを主体とした燃料の安定確保
イーレックス株式会社では、パーム油採取後の残渣物から製造したPKSを主燃料に、バイオマス発電所を運用しています※。
バイオマス発電の課題のひとつは、燃料の安定的な調達です。イーレックス株式会社は、発電事業者としてだけでなく、燃料を確保する「商社」としての機能をあわせ持ち、現地サプライヤーや海運会社の協力のもと、サプライチェーンの確立を進めています。
また、燃料の安定した確保のためには、従来のバイオマス燃料に代わる新しい燃料の開発も重要です。イーレックス株式会社はイネ科の作物である「ニューソルガム」を活用したバイオマス燃料の開発を実施しています。
※出典:イーレックス株式会社「燃料事業」
広葉樹を活用した発電コストの削減
真庭バイオマス発電株式会社では、広葉樹の燃料活用を含めた発電コストの削減を進めています※。
広葉樹は資源量が豊富にある反面、建築用途には向かない資源です。広葉樹を燃料向けに活用すれば、建材用途のような枝打ちや間伐を行うコストを削減できます。
真庭バイオマス発電株式会社では、広葉樹の燃料活用や原料の地域内供給などの方策を進め、現在16.8円/kWhの燃料コストを、10年を目途に10.3円/kWhへ削減する施策を行っています。
バイオマス発電にはデメリットを上回るメリットがある
ここまでバイオマス発電のデメリットに焦点を当ててきましたが、バイオマス発電にはデメリットを上回るメリットがあることも事実です。具体的には、主に次のメリットがあります。
- CO2排出量の抑制につながる
- 電力を安定供給しやすい
- 資源をリサイクルできる
- エネルギーの地産地消による地域活性化につながる
バイオマス発電の原料は光合成時にCO2を吸収するため、化石燃料と比較してCO2排出量の抑制につながります。日照量や風量に左右される太陽光発電や風力発電に比べ、電力を安定供給しやすい点もメリットです。
また、バイオマス発電は未利用材や廃棄物を燃料にできるため、資源のリサイクルに役立ちます。地域の資源を活用して発電できれば、エネルギーの地産地消が可能で、発電に伴う投資や雇用により地域活性化に貢献します。
なお、バイオマス発電の様々なメリットに関しては、以下の記事で解説しています。さらに詳しい情報を知りたい方はあわせてご覧ください。
バイオマス発電の情報収集なら「BIOMASS EXPO バイオマス展」の活用を
バイオマス発電の関連事業を展開する場合、業界の最新情報を得ることが大切です。バイオマス発電の最新の情報やトレンドに触れたい方は、ぜひ「BIOMASS EXPO バイオマス展」をご活用ください。
BIOMASS EXPO バイオマス展は、新エネルギー総合展であるスマートエネルギーWeekの構成展のひとつです。バイオマス発電システムからバイオマス燃料、製造機器や計測装置、熱利用技術まで、バイオマス発電に関する様々な技術・製品が展示されます。
世界各国の専門家も来場するため、最新の技術や知見に触れ、バイオマス発電に関わる情報収集をしたい方に最適の展示会です。当展示会は、事前に来場登録すれば無料で入場可能です。
また、BIOMASS EXPO バイオマス展には、発電事業者やプラントエンジニアリング、バイオマスビジネスの関係者など、バイオマス発電に関連する多くの方が来場されます。関連する技術をお持ちであれば、出展のご検討もおすすめです。
BIOMASS EXPO バイオマス展の詳細は、以下のリンクよりご確認ください。
■BIOMASS EXPO バイオマス展
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バイオマス発電を導入する際にはデメリットの把握が重要
近年、世界的な気候変動への対策として、CO2削減の取り組みが進められています。バイオマス発電の導入は、カーボンニュートラル実現に向けた施策のひとつであり、国内外で研究・開発が実施されている分野です。
バイオマス発電はすでに多くの導入事例がありますが、今後さらにバイオマス発電を主力電源として成長させるためには、現時点でのデメリットや課題の解消が必要です。
BIOMASS EXPO バイオマス展は、バイオマス燃料や製造機器、発電設備などの様々な技術・製品が展示されます。課題解消に資する技術の情報収集に適した場であるため、ぜひ来場をご検討ください。
また、バイオマス発電に関する技術を提供する企業にとっても、BIOMASS EXPO バイオマス展は有用な展示会です。自社技術のPRにつながるため、ぜひ出展をご検討ください。
さらに詳しい情報を知りたい方へ
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※「BIOMASS EXPO バイオマス展」は、「スマートエネルギーWeek(SMART ENERGY WEEK)」の構成展です。
【出展社・来場者募集中!】
バイオマス発電に不可欠な技術が集まる「BIOMASS EXPO バイオマス展」
▶監修:近藤 元博(こんどう もとひろ)
肩書:愛知工業大学 総合技術研究所 教授
プロフィール:1987年トヨタ自動車に入社。生産工程から排出する廃棄物や、使用済み車両のリサイクルなど幅広い分野で廃棄物の排出削減、有効利用技術の開発導入を推進。「リサイクル技術開発本多賞」「化学工学会技術賞」他資源循環、サーマルリサイクル技術に関する表彰受賞。2020年から現職。産学連携、地域連携を通じて資源問題、エネルギー問題に取組中。経済産業省総合資源エネルギー調査会 資源・燃料分科会 脱炭素燃料政策小委員会 委員他