政府が掲げる2050年カーボンニュートラル社会の実現へ向けて、クリーンエネルギーとして注目を集めるバイオマス発電。木質系バイオマス発電を含むバイオマス発電のメリットとデメリットについて三菱重工パワーインダストリーの事例と合わせて分かりやすくご紹介いたします。

バイオマス発電の仕組みとは？

バイオマスとは生物資源である「bio」の量「mass」を表す言葉です。「再生可能である生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」を指します。このバイオマスを燃料として使用した発電の仕組みがバイオマス発電です。

バイオマス発電も燃料を燃やして発電するため二酸化炭素を排出しますが、燃料である植物は成長段階で二酸化炭素を吸収しながら光合成を行っています。そのため、発電時に排出する二酸化炭素と植物に吸収される二酸化炭素の値を全体として見てみるとニュートラルな状態になっていてこれが「カーボンニュートラル」と言われる所以です。

バイオマス発電の3つの発電方式

バイオマス発電には3つの発電方式があります。

〇直接燃焼方式

ボイラー内でバイオマス燃料を直接燃焼し水蒸気を発生させ、蒸気タービンが回る事で発電。直接燃焼させる燃料は乾燥系バイオマスと呼ばれるもので、主に木質系や農産物系バイオマスがそれに該当する。

〇熱分解ガス化方式

バイオマス燃料を直接燃焼せずに熱分解し、発生するガスを燃料として内熱機関を動かす発電方式。適したバイオマス燃料は直接燃焼方式と同様の乾燥系で主として木質系や農産物系バイオマス。内熱機関はガスタービンやガスエンジン、ディーゼルエンジン等がある。

〇生物化学的ガス化方式

バイオマス燃料を発酵させて発生するメタン等のバイオガスを燃料として内熱機関を動かし発電させる。発酵方法はバイオマス燃料を気密性の高い発酵槽でメタン菌等、多種多様な微生物で嫌気性発酵させる生物化学的変換。発酵に適したバイオマス燃料は湿潤系バイオマスと呼ばれるもので、食品廃棄物や家畜のふん尿、下水道汚泥等が該当する。内燃機関は熱分解ガス化方式と同様のガスタービン、ガスエンジン、ディ−ゼルエンジン等。

バイオマス発電に使われる燃料の種類

バイオマス発電に使われる燃料は植物や動物等の生物から生まれたものです。その為、自然や暮らしの中から手に入れる事ができます。

【乾燥系バイオマス】

〇木質系バイオマス
・林地残材
・製材廃材

〇農業・畜産・水産系バイオマス
・農業残渣（稲わら、トウモロコシ残渣、もみ殻、麦わら、パガス）
・家畜排せつ物（鶏ふん）

〇建築廃材系バイオマス
・建築廃材

【湿潤系バイオマス】

〇食品産業バイオマス系
・食品加工廃棄物
・水産加工残渣

〇農業・畜産・水産系バイオマス
・家畜排せつ物
・牛豚ふん尿

〇生活系バイオマス
・下水汚泥
・し尿
・厨芥ごみ

【その他】

〇製紙工場系バイオマス
・黒液、廃材
・セルロース（古紙）

〇農業・畜産・水産系バイオマス
・糖、でんぷん（甘藷、菜種）
・パーム油（やし）

〇生活系バイオマス
・産業食用油

出典：経済産業省 資源エネルギー庁

三菱重工パワーインダストリーが手掛けるバイオマス発電設備は、主に木質系バイオマス、建築廃材系バイオマス、製紙工場系バイオマス燃料を流動層ボイラーで直接燃焼させる方式のものです。

バイオマス発電の6つのメリット

バイオマス発電には大きく分けて６つのメリットがあります。

①     二酸化炭素の排出を抑制

②     廃棄物の発生を抑制

③     化石燃料からの脱却

④     燃料をストックできる

⑤     林業業界への寄与

⑥     地域活性化

太陽光発電や風力発電と異なり、天候に左右されにくく、燃料をストックしておける他、地球環境にやさしいカーボンニュートラル電源であり、そのままではゴミになってしまう廃棄物の抑制も行えます。さらに地域で発電所を持つ事で地域の雇用を確保でき、緊急時や災害時は地元に発電供給を行う事もでき地域活性化に繋がります。循環型社会への寄与と同時に様々なメリットが生まれるのです。

バイオマス発電におけるデメリットとは

バイオマス発電には様々なメリットがありますが、懸念事項もいくつかあります。

①     日本は燃料を輸入に頼っている部分が多いため燃料コストがかかる

②     石油や天然ガスに比べてエネルギー効率が低い

③     出力が小さいので電力確保には多数の発電所が必要

④     農業・畜産・水産系バイオマスでは食料競合が起こる可能性がある

三菱重工パワーインダストリーのバイオマス発電事例

三菱重工パワーインダストリーは日本全国に木質系バイオマス発電を納入しています。その事例をご紹介します。

〇日本製紙㈱八代工場
出力）6,280kw
燃料）木屑(間伐材等の未利用木材)

〇㈱中部プラントサービス 多気バイオパワー
出力）6,700kw
燃料）木屑(一般材、未利用材)

〇㈱関電工 前橋バイオマス発電所
出力）6,700kw
燃料）木屑(間伐材、製材端材)

〇甲南ユーテイリテイ㈱
出力）4,000kw
燃料）建築廃材、RPF

〇㈱タケエイグリーンリサイクル
出力）6,950kw
燃料）木屑(間伐材､剪定枝)

〇太平電業㈱西風新都バイオマス発電所
出力）7,100kw
燃料）木屑(未利用材､一般材､建設廃材)

〇㈱エフオン壬生発電所
出力）18,000kw
燃料）混合木質チップ（未利用木材、一般木材、リサイクル木材）

〇信州ウッドパワー㈱
出力）1,990kw
燃料）木屑（未利用材）

〇DSグリーン発電和歌山合同会社 紀南発電所
出力）7,100kw
燃料）木屑(未利用材)、PKS

〇北斗バイオマス発電合同会社
出力）1,990kw
燃料）木屑(間伐材)

〇㈱田村バイオマスエナジー
出力）6,920kw
燃料）木屑(間伐材)

〇大分バイオマスエナジー合同会社
出力）22,000kw
燃料）PKS、国産木質チップ

〇㈱シグマパワー有明 大牟田第一／第二発電所
出力）22,100kw
燃料）PKS

〇名古屋港木材倉庫㈱ ＮＰＬＷバイオマスパワープラント
出力）1,990kw
燃料）木質チップ（一般廃棄物由来、建設資材廃材由来）

〇㈱中部プラントサービス 多気第二バイオパワー
出力）1,990kw
燃料）木屑（一般材、未利用材）

〇（合）境港エネルギーパワー 境港バイオマス発電所
出力）24,300kw
燃料）PKS

〇出光興産㈱ 徳山事業所
出力）50,000kw
燃料）木質ペレット、PKS

その他、詳細はお気軽に三菱重工パワーインダストリーまでお問い合わせください。

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バイオマス発電の未来

国は経済性が確保された一貫システムを構築し、地域の特色を生かしたバイオマス産業を軸として、環境にやさしく災害に強い町や村づくりを目指す地域をバイオマス産業都市と称し、内閣府、総務省、⽂部科学省、農林⽔産省、経済産業省、国⼟交通省、環境省が共同で選定しています。

さらに新たなバイオマス利用技術の現状とロードマップをまとめカーボンニュートラル社会へ向けて布石を打っています。また国や地方自治体ごとに様々な助成金が用意されています。

私たち三菱重工パワーインダストリーは蒸気タービンや流動層ボイラー等の技術をさらに高め木質系バイオマスの普及に努めてまいりたいと思っております。木質系（直接燃焼）2MW～10MWクラスのバイオマス発電に少しでも興味がありましたらぜひお気軽にお問い合せください。