バイオマス発電

バイオマス発電──少し聞き慣れない言葉かもしれませんが、じつはかなり身近な発電です。

木くずや食べものの残り、家畜のふん。ふだんなら「捨てる」「処理する」で終わりそうなものを、燃料として活かして電気をつくる──それがバイオマス発電なんですね。

しかもポイントは、「なんでも燃やせばOK」という単純な話ではないところ。集め方、運び方、加工のしかたで、発電のやり方も性格もガラッと変わってきます。

ここではバイオマス発電を「種類と特徴」で整理しながら、

• そもそも「バイオマス」とは何か？
• それをどうやって電気に変えるのか？
• 方式にはどんな種類があって、何が違うのか？

という順番で見ていきます。

バイオマス発電は、生きもの由来の資源をエネルギーに変えて電気をつくるしくみです。

バイオマス発電のエネルギー源：何を使っているか

まず「バイオマス」とは、ざっくり言うと生きものから生まれた資源のことです。

たとえば、こんなものが含まれます。

• 間伐材や木くずなどの木の資源。
• 食品の残りや生ごみ。
• 家畜のふんや尿。
• 農作物を収穫したあとの残り。

──こうした資源は、もともと植物や動物が成長する中で作った有機物です。

とくに植物は、太陽の光を使って成長し、その過程で空気中のCO₂を取り込みながら体の中にエネルギーをたくわえています。だからバイオマスは、見方を変えると「太陽のエネルギーをいったん貯金したもの」とも言えます。

バイオマス発電は、この“貯金されたエネルギー”を取り出して利用する発電なんですね。

そして、石油や石炭のように地下から掘り出す化石燃料と違い、資源がうまく回ればくり返し利用できる可能性があります。ここが、再生可能エネルギーとして注目される理由のひとつです。

バイオマス発電の基本の仕組み：どうやって電気になるか

では、その生きもの由来の資源は、どうやって電気に変わるのでしょうか。

結論から言うと、バイオマス発電は「熱」や「ガス」を作って、機械を回して発電します。つまり最終的には、ほかの多くの発電と同じく回転がカギになります。

基本の流れは、次の通りです。

1. バイオマス資源を燃やす、または発酵させる。
2. 燃やして熱をつくる、または発酵でガスを発生させる。
3. その熱やガスの力でタービンやエンジンを回す。
4. 発電機が回って、電気が生まれる。

──このように、資源の化学エネルギーをいったん別の形にしてから、電気へつなげています。

エネルギーの変化としては

化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー

というバトンリレーです。

「燃やすなら火力発電と同じじゃない？」と思うかもしれませんが、ここで大事なのは燃料が生物由来だという点です。何を燃やすか、どうガスにするかで、設備の種類や特徴が変わってくるわけです。

バイオマス発電の種類：どんな方式があるのか

バイオマス発電の「種類」は、いちばん分かりやすく言うと燃やすか、ガスにして使うかで分かれます。

代表的な方式を整理すると、次の通りです。

• 直接燃焼方式：木材などを燃やして蒸気を作る。
• バイオガス方式：発酵でメタンを作って発電する。
• ガス化方式：高温でガス（合成ガス）にして利用する。

──この3つは「同じバイオマスでも、電気までのルートが違う」と考えるとスッと入ってきます。

では、それぞれの特徴を見ていきましょう。

直接燃焼方式：いちばんイメージしやすい王道

直接燃焼方式は、木材チップや木くずなどを燃やして熱を作り、その熱で水を沸かして蒸気を作り、タービンを回す方式です。流れが分かりやすく、設備のイメージも「小さな火力発電」に近いです。

ただし燃やす燃料の水分が多いと燃えにくかったり、燃え方が安定しにくかったりします。だから燃料の乾燥や品質のそろえ方が、意外と重要になります。

バイオガス方式：発酵の力でガスを作って回す

バイオガス方式は、家畜のふんや食品残さなどを発酵させて、メタンを多く含むガスを作り、そのガスでエンジンやタービンを回して発電します。ガスを燃やして動力にするので、設備としてはガスエンジン発電に近いタイプです。

さらに、発電と同時に熱も使う「熱電併給（コージェネ）」と相性が良いこともあります。電気だけでなく、熱も上手に使えると効率が上がりやすいんですね。

ガス化方式：固体をいったん“ガス燃料”に変える工夫型

ガス化方式は、バイオマスを高温で処理して、燃えるガス（合成ガス）を作ってから発電に使う方式です。固体のまま燃やすのではなく、いったんガスにすることで、燃やし方や発電設備の組み合わせに幅が出ることがあります。

ただし、ガスをきれいにする工程など、設備が複雑になりやすい面もあるので、運用の設計が重要になります。

バイオマス発電は「燃やす」「発酵でガスを作る」「ガス化する」で性格が変わる──ここが種類の肝です。

バイオマス発電の安定性と環境負荷：使い続けられるか

バイオマス発電は、燃料をためて運べるという点で、太陽光や風力より安定させやすい側面があります。燃料が手元にあれば、天候に左右されにくく発電計画を立てやすいからです。

そして環境面では、「植物が成長するときにCO₂を吸収する」という性質をもとに、カーボンニュートラルという考え方で語られることが多いです。つまり、燃やしてCO₂が出ても、もともと吸った分を戻しているなら、理屈の上では増えにくい──という見方ですね。

ただし、ここは慎重に見ないといけません。なぜなら、実際には「集める・運ぶ・乾かす・加工する」といった工程があり、そこでもエネルギーを使うからです。

• 安定して燃料を集め続ける仕組みが必要になる。
• 運搬や加工にエネルギーがかかる場合がある。
• 燃やし方によっては大気汚染物質への対策が必要になる。

──だから、使い方によって評価が変わる発電でもあります。

ここで注意したいのは、発電所だけを見て「環境にいい」と決めつけないことです。燃料の集め方や距離、管理のしかたまで含めて、全体で見て判断する必要があります。

とはいえ、地域で出る木くずや食品残さなどを近い距離で活用できれば、無理の少ないエネルギーとして役立ちやすいのも事実です。

バイオマス発電は“資源が循環する設計”ができてこそ、強みが生きるということですね。

ここまでで「バイオマス発電の種類と特徴」というテーマでお話してきました。

まとめると──

1. バイオマス発電は、木くずや食品残さなど生物由来の資源をエネルギー源にする。
2. 熱やガスを作ってタービンやエンジンを回し、電気に変える。
3. 方式は直接燃焼・バイオガス・ガス化などがあり、燃料の集め方が重要になる。

──以上3点が、全体の骨組みになります。そして、バイオマス発電は“身近な資源”をどう集めてどう回すかで、価値が大きく変わる発電です。

捨てられそうなものを燃料にできるのは魅力ですが、だからこそ「どこから来て、どこへ戻るのか」まで見通した設計が大切になります。そこまで考えられると、バイオマス発電はぐっと頼もしい選択肢になっていきますよ。