昨今、カーボンニュートラルに向けて、バイオマス燃料が注目されるようになりました。
しかし、バイオマス燃料のメリットや注目されている理由など、理解できていないことも多いという方は多いのではないでしょうか。
今回の記事では、バイオマス燃料について詳しく解説します。メリットや注目されている理由、活用事例を紹介しますので、ぜひ参考にしてみてください。
バイオマス燃料とは？
バイオマス燃料とは、動物や植物から生まれた生物資源を活用した燃料です。
化石燃料と異なり、枯渇する心配がなく、半永久的に活用できることから、再生可能エネルギーとして分類されています。
バイオマス燃料の種類
バイオマス燃料と一言で言っても、さまざまな種類があります。今回は代表的な4種類の燃料を紹介します。
| バイオマス燃料 | 材料 |
|---|---|
| 木質バイオマス | 木材や木材の廃材 |
| バイオエタノール | サトウキビやトウモロコシなど植物資源 |
| バイオディーゼル | 植物性油脂 |
| バイオガス | 微生物から発生するメタンガス |
それぞれ詳しく見ていきましょう。
木質バイオマス
木質バイオマスとは、木材や木材の廃材（枝や葉など）、建築廃材などを加工して燃料にしたものです。
加工方法には以下の3つが挙げられます。
●薪
●チップ系
●ペレット系
木質バイオマスはボイラーの燃料として活用できるほか、チップなどのように細かくしたものは、熱分解すると発電や化学燃料として利用できます。
他にも木質バイオマスを発酵させれば、エタノールの製造も可能です。
ただ木質バイオマスの資源には、安定的な調達の面で課題があります。
資源が点在しており、十分な資源を回収するためには、運送コストが高くなることもあるからです。
そのため解決策として、燃料用に植樹する活動や早生樹の活用などが議論されています。
また植樹の場所を1点に集めて、効率よく運搬できる仕組みづくりも検討されています。
バイオエタノール
バイオエタノールとは、サトウキビやトウモロコシ、木材などのバイオマスを発酵させて作るエタノールです。
植物以外にもワラやもみ殻、家畜糞尿、下水汚泥、廃食用油など、動植物由来の様々な材料も活用できます。
これらは化石燃料と違い、ライフサイクルにおける二酸化炭素の排出量が少ないため、環境に優しく再利用可能なエネルギーとして期待されています。
またバイオエタノールは、気候変動枠組条約では「カーボンニュートラル」として定義されているため、使用してもCO2排出量には換算されません。
現在では研究が進み、ガソリンとの混合燃料として販売されています。
バイオディーゼル
バイオディーゼルとは植物性油脂をメタノールと化学反応を起こし、処理を行うことで生成される燃料です。
化石燃料から精製される軽油の代替燃料として注目されており、燃費や走行距離なども一般のエタノールと同等の性能となっています。
海外では菜種油が主にバイオエタノールの原料として使われていますが、国内では廃油（食用油）が使われています。
ただ精製過程で、グリセリン廃液が発生するため適切な処理が必要です。
バイオガス
バイオガスとは、生物の排泄物、汚泥、汚水、ゴミ、エネルギー作物などを微生物によってメタン発酵させて製造する燃料です。
化石燃料のように資源が枯渇する心配もなく、再生可能な資源のため、日本でも燃料の活用が期待されています。
バイオガスの主成分はメタンガスのため、採取したガスをそのままボイラーや発電所のタービンで燃焼させて発電することが可能です。
バイオガスのメリットは、廃棄物（家庭のゴミや企業活動から出たゴミなど）を資源化できる点です。本来なら焼却コストがかかりますが、バイオガスに転用すればそのコストを減らせます。
今後、多くの企業で本格的にバイオガスのプラントや設備が導入されれば、カーボンニュートラル達成に向けて大きく前進します。
バイオマス燃料が注目されている理由
バイオマスが注目されている理由は以下のとおりです。
●環境にやさしいエネルギー源
●経済的な利点が多い
注目されている理由を詳しく紹介します。
環境にやさしいエネルギー源
バイオマス燃料は石油などの化石燃料と違って、持続的に生産ができる、環境にやさしいエネルギーです。
バイオマス燃料に含まれる炭素は、植物の光合成によって二酸化炭素から作られたものです。
植物が太陽の光を受け続ける限り成長し、化石燃料と違い、持続的に生産できるという強みがあります。
またバイオマス燃料を使っても、二酸化炭素は増えないとされています。
なぜなら、植物が取り込んだ二酸化炭素と相殺されるため、バイオマス燃料として燃焼しても地球上では排出量はゼロと考えられているからです。
経済的な利点が多い
バイオマス燃料は、経済的な利点が多いのも注目されている理由の一つです。
というのも、地域で使われていない資源を有効的に活用でき、新産業の創出や地域の活性化に繋がるからです。
たとえばインドのビハール州ガーカでは、地元の農民がバイオマス作物を提供し、それを活用して発電しています。
結果として、村の電力事情や医療環境が改善されました。またバイオマス資源は、植物を育てるための肥料のコストや手間も不要で、持続的に使えることも、現地での利用を後押ししています。
参考：エネチェンジ公式サイト
バイオマス燃料利用における課題
バイオマス燃料使用の課題は以下のとおりです。
●輸送費が高額、輸送に化石燃料を使う
●食料や化粧品など既存の用途と競合する
●廃棄物の近くに発電施設を建設するための許可が必要
輸送費が高額、輸送に化石燃料を使う
バイオマス燃料は、製造に必要な資源を運ぶために、高額な輸送費を払わなければなりません。
というのも、燃料を陸上輸送で運搬しており、しかも輸送に必要な軽油の値段が上がっているからです。
2019年7月と2023年6月の軽油の値段を比較すると、約30円上昇しています。わずか4年で約21%も価格が上昇しており、バイオマス燃料で利益を生むのは難しいのです。
また輸送に化石燃料を使っているため、必ずしも環境に良い発電方法としては確立していません。
出典：資源エネルギー庁
既存の用途と競合する
現在、バイオマス燃料は十分な燃料を確保するのが困難です。
既存の用途と競合し、燃料に供給できる資源に限りがあるからです。
たとえばパーム油は、バイオマス燃料として注目され、インドネシアやマレーシアなどで栽培されています。
しかしロシアがウクライナへ侵攻して以降、食用油の価格が高騰し、バイオマス燃料への使用や海外への輸出が制限されました。
このように、バイオマス燃料の資源は、食用油や化粧品など多用途に使用されています。
そのため、市場価格などの様々な要因で、燃料の供給が滞る可能性があるのです。
設備の建設には時間がかかり、許可も必要
バイオマス燃料の設備や建物を建てるのは難しく、時間がかかるのも課題です。
というのも、建設時に許可や周辺の住民の理解が必要だからです。
たとえば宮城県石巻市のバイオマス発電所に関して、周辺住民が建設に猛反対しました。
なぜなら、近くに保育所や小学校があり、大気汚染や燃料用タンクローリーなどの交通量の増大を懸念したからです。
また環境影響評価を終え、建設間近になった時点でも、どの資源を活用してバイオマス燃料を作るのかさえ決まっていないことも不安材料となっています。
バイオマス燃料の活用事例
バイオマス燃料の活用は全国に広がっています。
今回は以下の地域や企業を紹介します。
●沖縄のバイオエタノールの事例
●熊谷組による木質バイオマスを利用した事業事例
●株式会社長岡バイオキューブによるバイオガス発電の事例
●コーヒー粕やバガスを使ったバイオマスボイラー発電の事例
沖縄のバイオエタノールの事例
宮古島市が2012年度から始めた、サトウキビの絞りかすを活用したバイオエタノールの製造の事例があります。
ガソリンに３％のバイオエタノールを混合させるＥ３燃料を製造して、県内のサービスステーションに供給し、本格的な商業ベースの事業を開始しました。
一時期は1割ほどシェアを獲得していましたが、老朽施設の更新費といったコスト面が課題となり、事業は終了しました。
参考：環境省
熊谷組による木質バイオマスを利用した事業事例
製材時に発生するバーク材（木の皮）を活用して、バイオマス燃料を開発し始めたのは、大手ゼネコンの熊谷組です。
燃料品質が太平洋マテリアル株式会社や石炭火力発電事業者に評価され、2023年から製造拠点の建設を始めました。
日本の大口需要に対応するため、今後は東南アジアなどでも研究開発や製造ができるよう検討しています。
参考：熊谷組
なお、当事例では弊社も関与しており、炭化装置の導入が決定しております。
バイオマス燃料の生産に興味がある方は、ぜひ弊社にご相談ください。
また、炭化装置については下記の記事で詳しく解説しているので気になる方は参考にしてみてください。
炭化炉と焼却炉はどちらを導入するべきか！メリットデメリットを比較
株式会社長岡バイオキューブによるバイオガス発電の事例
生ゴミを発酵させてバイオガスを取り出し、ガスで発電した電力を再生可能エネルギーとして販売しているのが株式会社長岡バイオキューブです。
発電した電力は長岡市に供給され、一部は電気自動車向けに用いられています。
ちなみに、発酵残渣（消化液や残留固形物）は、今後肥料として有効活用が検討されており、無駄を出さない取り組みも進んでいます。
コーヒー粕やバガスを使ったバイオマスボイラー発電の事例<
アサヒ飲料株式会社は、コーヒー粕などを使ったバイオマスボイラー発電を実現しました。
アサヒ飲料株式会社の商品「ワンダ」の製造時に発生するコーヒー粕や、「十六茶」の茶粕を肥料へとリサイクルするだけでなく、バイオマスエネルギーとして外部に供給しています。
また、嫌気性処理でメタンガスを発生させ、ボイラーの熱源にも利用。
コーヒー粕は熱量が高いため、化石燃料を使わなくても汚泥を乾燥・燃料化できる「自己完結型システム」も実現しています。
結果として施設全体の化石燃料使用量削減に貢献していると言えるでしょう。
参考：アサヒ飲料株式会社
木質バイオマスの活用を検討しているなら金沢機工に相談を
今回はバイオマス燃料に関して紹介しました。バイオマス燃料はまだ研究段階の部分も多々ありますが、今後より進展していくものと期待されています。
様々な方法でバイオマス燃料の供給体制が確立できれば、今まで使われず破棄されてきた資源が今後再生エネルギーとして活躍することでしょう。
そうなると、企業活動のコスト削減やカーボンニュートラルの目標達成にも大きく貢献が可能です。
弊社金沢機工では、木質バイオマスに関するご相談を承っています。木質バイオマスの活用を検討されている方は、是非ご相談ください。