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近年、世界的に地球温暖化が問題となっています。地球温暖化とは、さまざまな原因によって地球全体の温度が上昇することをいいます。そして、地球温暖化が進むと、異常気象や海面上昇などが生じてさまざまな災害が起こりやすくなるといわれています。

このような地球温暖化における原因の1つは、地球上に二酸化炭素などの「温室効果ガス」が増えることだとされています。そのため、このような現象を食い止めるために、世界各国で温室効果ガスを減らす動きが活発になっています。

そのような地球温暖化対策のうち、代表的なものの1つが「再生可能エネルギー」の活用です。というのも、石油や天然ガスなどの化石燃料をエネルギーとして活用すると、二酸化炭素を含めたさまざまな温室効果ガスが発生するためです。

これに対して、再生可能エネルギーを利用した際には、これらのガスが増えません。そのため、再生可能エネルギーを化石燃料の代わりに使用すると、地球に排出される温室効果ガスを減らすことができます。

また、再生可能エネルギーには、一度消費しても再度利用できるようになるという特長があります。例えば、再生可能エネルギーの代表格である太陽光は、太陽が滅びるまで利用することができます。また、風力も地球が活動している限り利用できるため、再生可能エネルギーに分類されています。

最近では、このような再生可能エネルギーのうち、「バイオマス」を利用した発電方法が注目を浴びています。そこで、ここではバイオマス発電について解説していきます。

バイオマスとは

世の中には、燃やすことによってエネルギーを得られるものがたくさんあります。このうち、生き物に由来するエネルギー源のことを「バイオマス資源」と呼びます。

バイオマス資源には、さまざまなものが挙げられます。例えば、牛や豚などの糞尿や木材、古紙などは、代表的なバイオマス資源です。また、私達が普段食べている食材や、家庭で出る生ゴミなどもバイオマス資源に分類されます。これらはすべて、もともとは動物や植物などの一部だったものです。

また、厳密に言うと、石炭や石油などの化石燃料も、もともとは生物から作られています。ただ、生物由来の物質から化石燃料になるまでには、膨大な時間を必要とします。そのため、化石燃料はバイオマス資源の定義に含まれません。

前述のように、再生可能エネルギーを利用しても地球上の温室効果ガスが増えることはありません。ただ、木材や紙などを燃やしたときに二酸化炭素が発生するように、バイオマス資源の燃焼には温室効果ガスの排出を伴います。

とはいえ、このような燃焼で排出される二酸化炭素は、元をたどると植物が成長過程で空気中から取り込んだものです。そのため、「バイオマス資源の燃焼によって発生する二酸化炭素」は、「バイオマス資源となった植物が空気中から取り込んだ二酸化炭素」によって相殺されると考えられています。

このようなことから、バイオマス資源の燃焼には温室効果ガスの排出を伴うものの、これによって大気中の二酸化炭素量の増加は起こらないとされています。このような考え方を、「カーボンニュートラル」といいます。

また、前述のように、バイオマス資源は植物や動物などの生き物に由来するエネルギー源です。そして、これらの持つエネルギーは、もともと太陽光エネルギーだとされています。

というのも、肉食動物は草食動物などを食べ、草食動物は植物を食べて生きています。そして、植物は太陽光エネルギーを吸収することによって光合成を行います。そのため、生物由来であるバイオマス資源における大元のエネルギー源は、太陽光エネルギーであるといえるのです。

前述のように、太陽光エネルギーは半永久的に利用することができるため、再生可能エネルギーです。そのため、太陽光エネルギーによって作られるさまざまなバイオマス資源は、再生可能エネルギーに分類されています。

また、バイオマス資源は身近に多数存在しており、利用可能な資源量が膨大です。さらに、大気中の温室効果ガスを増やさずに再利用が可能であるというメリットもあります。一方で、バイオマス資源の利用にはコストがかかるというデメリットもあります。

というのも、バイオマス資源は、化石燃料のように一箇所に集中して存在しているわけではありません。例えば、家庭から出る生ゴミをバイオマス資源として利用するためには、各世帯から生ゴミを回収して一つの場所に集約する必要があります。そのため、バイオマス資源の利用には、燃料収集のためのコストがかかります。

また、バイオマス資源の多くは、そのまま燃焼できるわけではありません。バイオマス資源のうち、生ゴミや糞尿などのように水分が多いものは、発酵させてガスを発生させたりエタノールにしたりする必要があります。また、もみ殻などのように比較的水分が少ないものでも、燃やして利用するためにはしっかり乾燥させる必要があります。

このように、バイオマス資源の中には、利用するために加工が必要なものがあります。そのため、バイオマス資源の活用には加工コストがかかる場合が多いです。

そして、一般的には、このようにコストをかけてバイオマス資源で発電を行っても、化石燃料ほどの発電量が得られません。そのため、バイオマス資源による電力は化石燃料のものよりも価格が高くなりやすいです。このようなことから、バイオマス発電の分野は採算性が悪く企業が参入しづらいのが現実です。

とはいえ、化石燃料はいずれ枯渇します。これに対して、バイオマス資源は無くなることのない再生可能エネルギーです。そのため、世界的にバイオマス資源の有効活用が推進されています。

日本でも、電力各社がバイオマス発電を積極的に導入しています。実際に、大手電力会社では、火力発電所によって石炭とともに木材などバイオマス資源の混焼が行われています。

また、ゴミや建築廃材などをバイオマス資源として利用すると、エネルギー問題だけではなく環境問題の解決にもつながります。さらに、これらを有効活用するためには、ゴミなどが発生する場所の近くに発電所を建てる必要があります。すると、雇用が生まれるため、地域経済が活性化します。

このように、バイオマス資源の活用は、さまざまな問題を解決する可能性があります。そのため、今後もバイオマス発電の研究・普及が進んでいくといわれています。

バイオマス発電の歴史

日本では、古くからバイオマス資源が活用されてきました。例えば、電力が普及する前の日本では、薪を燃やして暖を取っていました。また、落葉や糞尿などは肥料として利用されていました。

ただ、化石燃料が安定して手に入るようになり、全国で安定した電力が使用できるようになると、このようなバイオマス資源の活用は少なくなっていきました。そして、2000年代に入って地球温暖化が世界的な問題とされると、地球温暖化ガスを増やさないエネルギー源であるバイオマス資源への注目度が再び高まっていきました。

このようなこともあり、2000年には「循環型社会形成推進基本法」が制定され、政府主導で「循環型社会」実現のためのさまざまな事業が行われるようになりました。そして、このような事業の1つがバイオマス資源の有効活用です。これによって、さまざまな組織がバイオマス資源の研究を行うようになりました。

また、1995年には日本で初めての電力自由化が行われました。それまでは、地域電力会社が「発電」「送電」「配電」「売電」のすべてを独占して行っていました。これが、1995年に発電部門が開放され、国の認可を受ければ誰でも発電を行えるようになりました。

これがきっかけで、世間的にも注目を浴びていた発電方法であるバイオマス発電を行う会社が増えていきました。そして現在では、バイオマス発電を経営の主力とする会社があったり、地方自治体が廃棄物処理のためにバイオマス発電を行っていたりしています。

また、前述のように、諸外国でもバイオマス資源は次世代のエネルギー源として注目を浴びており、実用化が進んでいます。ただ、このように実用化されている方法の中には、とうもろこしなどの食料を加工するものがあります。そして、このようなバイオマス資源を作るための土地や水資源などには限りがあります。

そのため、食料によるバイオマス資源の利用が増えると、食料として利用できる量が減少します。すると、穀物の値段が上がって家計に影響を及ぼすことになります。実際に、食料だけではなくバイオマス資源としても活用されている穀物の価格は、世界的に高騰傾向にあります。

とはいえ、現在では、食料の食べられない部分を加工して資源化する研究が行われています。そのため、将来的にはこのような問題が解決されることが期待されています。

バイオマス発電の種類

バイオマス資源は、「乾燥系」「湿潤系」「その他」の3つに分類できます。そして、その特徴によって資源の利用方法が異なります。

乾燥系のバイオマス資源には、木質の廃材や稲わら、もみ殻などがあります。これらは比較的水分の含有量が少ないため、チップ状やペレット状に加工されて燃料になります。そして、このような燃料を燃焼して発電する方法を「直接燃焼方式」といいます。

また、食品廃棄物や家畜の糞尿などは、湿潤系のバイオマス資源に分類されます。これらは水分を多く含むため、直接燃やすことができません。そのため、湿潤系のバイオマス資源は、微生物によって発酵させてガスを発生させます。そして、発生したガスを燃やして発電します。このような発電方法を「生物化学的ガス方式」といいます。

その他のバイオマス資源には、古紙や菜種、パーム油などがあります。これらの資源は、熱を加えたり圧力をかけたりすることによってガス化されます。そして、発生したガスを燃焼して発電を行います。このような発電方法を「熱分解ガス化方式」といいます。

このように、バイオマス発電には3つの方式があります。そして、そのどれもが、燃料を燃やしてタービンを回すことによって発電を行います。そのため、バイオマス発電の仕組みは、火力発電とほぼ同じなのです。

電気には、溜めておくことができないという特徴があります。そのため、、燃料の量を変えることによって発電量を調整することができる発電手段である火力発電は、急な電力需要を支えるために活用されています。

そして、発電の過程が火力発電と同様であるため、バイオマス発電も容易に発電量の調整が行えます。一方で、太陽光や風力などバイオマス以外の再生可能エネルギーの多くは、発電量の調節ができません。そのため、バイオマス発電は、急な電力需要にも応じることができる貴重な再生可能エネルギーといえます。

ただ、前述のように、バイオマス発電は化石燃料に比べて発電量が低いことが多く、発電コストが高くなりやすいです。このことから、バイオマス発電が火力発電の代わりとなるには、かなりの時間を要するといわれています。とはいえ、今後研究が進むと、低価格でバイオマスによる電力が利用できるようになる可能性があります。

そして、2016年の電力自由化以降、一般消費者が電力会社を選ぶことによって発電方法を支持することができるようになりました。そのため、より良い日本を実現するためにも、それぞれが自分の意思を持って電力会社を選択することが大切です。