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バイオマス発電の仕組みと特徴について
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バイオマス発電とは?ネオ・コーポレーション電力コラム

 

バイオマスとは、動植物などから生まれた有機性のエネルギー資源で、一般的に化石燃料を除くものの総称のことです。このエネルギー資源を直接燃焼したり、一度ガス化して燃焼したりすることで発電するしくみをバイオマス発電といい、バイオマス燃料を燃焼することでタービンを回し、発電機を動かすことで発電を行います。技術開発が進んだ現在では、さまざまな生物資源が有効活用されています。

バイオマス発電は、燃やす燃料とその燃焼方法により大きく3つの種類に分かれます。まずはバイオマス燃料を直接燃焼することにより蒸気タービンを回す直接燃焼方式です。次に、燃料を熱処理することでガス化し、ガスタービンを使って燃焼させることにより発電を行う熱分解ガス化方式です。そして最後に、燃料を発酵させるなど、生物化学的にガスを発生させて、そのガスをガスタービンで燃焼させ発電する生物化学的ガス化方式です。
1つ目の直接燃焼方式は、可燃ゴミ、精製された廃油、木質ペレットという小さい固形状の燃焼物に加工された木屑、木質チップなどに粉砕して加工された間伐材などを燃料として使います。加工するのは、輸送がしやすくなるとともに燃焼効率を高め、エネルギー変換効率を高めることができるためです。2つ目の熱分解ガス化方式も、可燃ゴミ、木屑、間伐材を燃料として使うのですが、直接燃焼ではなく、加熱することで発生させたガスによってガスタービンを回します。3つ目の生物化学的ガス化方式は、家畜糞尿、生ゴミ、下水汚泥などを燃やさずに発酵させることにより、メタンなどのバイオガスを発生させ、ガスタービンを回します。

バイオマス発電は二酸化炭素を増加させずにエネルギーを作り出すことができるクリーンな発電方法で、燃料は廃棄されるものを利用するため、廃棄物のエネルギーを再利用して無駄なくエネルギーを活用することができるのです。燃料を燃やすことで二酸化炭素が発生し、環境への悪影響が疑問視されることがありますが、バイオマス発電はカーボンニュートラルという考え方(バイオマス燃料の燃焼すると化石燃料と同じように二酸化炭素は発生するが、植物は成長過程で光合成により二酸化炭素を吸収しており、ライフサイクル全体で考えると、大気中の二酸化炭素は増加せず、収支はゼロと見なされる。)により、燃焼を行っても結果的には大気中の二酸化炭素増加に繋がらない発電方法とされています。また、再生可能エネルギーの中でも、太陽光発電や風力発電のような自然環境に左右されるものとは違い、燃料さえ確保できれば安定した発電量が見込めます。発電できる場所の条件が限られている他の電源とは違い、バイオマス発電は、発電所自体の場所について、地理的自由度の高い発電方法といえます。ゴミを燃料にする場合であれば、ゴミ処理場のそばに設置することで、燃料の調達コストや輸送コストをあまりかけることなく発電を行うことができます。ただ、資源が広い地域に分散しているため、収集や運搬や管理にコストのかかる小規模分散型の設備になりがちであるという課題があります。
それでもバイオマス発電はエネルギーの地産地消に非常に効果が高く、地域の活性化にも繋がり、過密になった森林から間引いた間伐材を有効活用することにより森林資源の適切な保護にも繋がるなど、さまざまな可能性を持っています。今後の展開に大きな期待が寄せられています。