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カーボンニュートラル実現に必要なバイオマス発電とは?

2021年12月22日

カテゴリ : 環境

環境

近年、環境への配慮から温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする「カーボンニュートラル」が話題となっており、実現 […]

近年、環境への配慮から温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする「カーボンニュートラル」が話題となっており、実現する手段の一つとして生物由来の有機物を使って電気を生み出すバイオマス発電があります。
「バイオマス」という名前は聞いたことがあっても、具体的にどんなものか、どう環境に優しいのか知らない方も多いのではないでしょうか。
今回はバイオマス発電とはなにか、なぜ環境に優しいかについて紹介します。

カーボンニュートラルで注目!バイオマスとは?

バイオマスとはバイオ(bio/生物)とマス(mass/量)を組み合わせた造語で、木材や植物残渣(ざんさ)など、再生可能な生物資源を指します。
バイオマスを燃焼したときにも二酸化炭素は発生しますが、植物が二酸化炭素を吸収し、新しくバイオマスを作り出すことから、二酸化炭素の量が増加しない(カーボンニュートラルである)とされています。
そのため、二酸化炭素の排出削減が課題となっている昨今、大きく注目されているのです。

バイオマス発電の特長

バイオマス発電の大きな特長は「天候に左右されない発電」「熱回収が可能」な点です。

太陽光発電や風力発電などは、発電量が大きく天候に左右されます。
一方、木質バイオマス発電は燃料を安定的に供給することによって24時間発電が可能とされています。
また、発電の際に出る熱を利用することで高いエネルギー効率が期待できるといわれています。

出典:国立環境研究所「バイオマス発電」

バイオマスが環境に優しいのはなぜ?

なぜ再生可能エネルギーの中でもバイオマスは環境に優しいといわれているのでしょうか。
その理由の一つに、繰り返し利用できる再生可能な資源である点が挙げられます。
バイオマス発電は森林の間伐材や家畜の排せつ物、廃棄された食品などが資源であり、燃料にして発電することでエネルギーとして利用可能です。

発電する際に二酸化炭素を排出しますが、二酸化炭素を吸収する木材などを燃料として使っているので、トータルで見れば大気中の二酸化炭素量に影響を与えないため「カーボンニュートラル」と見なすことができます。
バイオマスの利活用には大きく分けて以下の2種類があります。

マテリアル利用

バイオマスを製品の製造に利用することを指します。
自然資源の種類や技術の種類などによって非常に多くの種類があり、主に建築材料や繊維、紙、工業原料として利用されるケースが多いです。

エネルギー利用

バイオマスを生活や産業で使用するエネルギーに変換することを指します。
たとえば、木材を原料とする木炭やペレット、家畜の排せつ物を利用するバイオガス発電、飼料作物を原料とするエタノール製造などがあります。

出典:環境省「地域の自然資源の復元力の範囲内で行われるバイオマス利活用に関する手法」
出典:資源エネルギー庁「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』」

バイオマス発電によるエネルギー利用の仕組み

バイオマス発電

バイオマス発電は「エネルギー利用」に分類されますが、実際どのように発電されているのでしょうか。
まずバイオマスは、エネルギー変換技術によりバイオマスエネルギーに変換され、発電に利用される流れとなっています。

バイオマスエネルギーへの変換から発電までの流れ

使用されるエネルギー変換技術はバイオマスの種類ごとに異なります。以下でバイオマスエネルギーへの変換方法と発電方法をご紹介します。

直接燃焼

焼却炉を用いて乾燥系バイオマスを燃焼させることです。
原料として、廃木材やバーク(木皮)、汚泥などを使用します。
燃焼によって得られた熱で発電したり、そのまま熱源として利用したりすることもあります。

生物化学的変換

微生物の働きによってバイオマスをバイオマスエネルギーに変えることです。
微生物の反応を利用するため速度が遅く、また分解できない有機物もあることから効率を高める技術開発が待たれています。
国内では、生ごみをメタン発酵することによって発生したバイオガスを使い、発電に利用している事例があります。

熱化学的変換

熱科学的変換は「熱分解反応」「ガス化反応」「水熱液化・水熱ガス化」の3種類に分けられます。
実証実験段階ですが、木質バイオマスを熱分解によりガス化し、生成した合成ガスを用いてガスエンジンにより発電している事例があります。

出典:国立環境研究所「バイオマス発電」

解決すべきバイオマス発電の課題

環境に優しいとされるバイオマス発電ですが、現状はまだまだ多くの課題があります。
以下でバイオマス発電の課題2点を紹介します。

安定供給・持続可能性

現状では、バイオマス発電の材料となる木材などが安定供給できない点が課題です。
国内木質燃料のための間伐材は、国が定める「森林・林業基本計画」により利用量に限りがあります。

さらに一般木材やバイオマス液体燃料などは、原料の7割以上が輸入材を使用しているため国外への依存度が高いのが現状です。
バイオマス発電を安定稼働させるには、国内外の原料の安定確保や持続可能性を考慮しなくてはいけません。

高コスト

バイオマス発電は他の発電方法と比べて高コストな点も課題とされています。
バイオマス液体燃料と一般木材などの原料は調達価格が変わっていない状況です。
木質バイオマスは燃料費がコスト全体の7割を占めており、コスト低減余地が限定的されている点も、コスト低減が進まない一因となっています。

出典:資源エネルギー庁「2050年カーボンニュートラルの実現に向けた検討」

バイオマス発電の取り組み事例を紹介

カーボンニュートラルを実現するバイオマス発電は全国でもさまざまな取り組みがなされています。
ここではサミットエナジーがサミット酒田パワー株式会社を通じて建設をした、酒田バイオマス発電所を紹介します。

東北最大級の木質バイオマス発電所「酒田バイオマス発電所」

2018年に完成した酒田バイオマス発電所は、サミットエナジーとして3カ所目の大型バイオマス発電所で、東北エリアでは最大級の出力である50メガワットを誇ります。

酒田バイオマス発電所では、主に年間16万トンの国内木質チップと年間10万トンの輸入木質ペレットを使用します。
発電所で使用される木質チップは、山形県産が中心の未利用材や林地残材などを活用しており、林業の振興や地球温暖化への抑制に貢献しています。

地球環境に貢献する再生可能エネルギー利用の電力プラン

バイオマス発電は、トータルで見ると大気中の二酸化炭素が増えない「カーボンニュートラル」であることから、近年注目されている再生可能エネルギーです。
家畜の排せつ物や林地残材など国内にあるバイオバス資源を利活用することで、農山漁村の持続的発展も期待されています。
ただし、安定供給や持続可能性が難しい、高コストなどといった課題が残っており、今後の発展が待たれる発電方法でもあります。

サミットエナジーでは、東北最大級の木質バイオマス発電所「酒田バイオマス発電所」など、いち早くバイオマス発電に注目しています。
酒田バイオマス発電所で発電されたエネルギーは「再エネECOプランby酒田」・「nanaco再エネECOプランby酒田」の2種類の電気プランとして販売しております。

この2つのプランは再生可能エネルギー指定の非化石証書100%を使用することで、環境価値のある電力プランとして認められているため、契約するだけで環境に貢献することが可能です。

出典:サミットエナジー株式会社「再エネECOプランby酒田」・「nanaco再エネECOプランby酒田」販売開始のお知らせ

さらに「nanaco再エネECOプランby酒田」では、200円につき1ポイントのnanacoポイントが貯まるのが特長です。
そのほかにも、さまざまな電気プランを提供しているため、お得な電気料金プランに切り替えたい方は、ぜひ一度公式サイトの「電気料金シミュレーション」をご利用ください。

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