川崎バイオマス発電所
稼働中のバイオマス発電所
バイオマス発電（バイオマスはつでん、Biomass power）とは、バイオマスを燃料として発電することを指す。
地球温暖化対策のための化石燃料からの脱却や、エネルギー安全保障の観点からの電源多角化など、さまざまな要因で推進され、バイオマス発電所が建設されているが、それにつれ公害や燃料調達に関する環境破壊などの問題も表面化してきている。
バイオマス発電所のタービンエンジン
基本的には化石燃料を除いたなんらかの有機物を燃焼させてタービンを回転させて発電するものであり、基本的な発電メカニズム自体は火力発電および火力発電所と変わらず、既存の火力発電所に並列して建設されることもある。また石炭などの化石燃料との混焼も行われる。
現在一般的な石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料を使った火力発電との大きな違いは燃料および燃焼方式の多様性にある。どのバイオマスをどのように燃焼させるか、そしてそのバイオマスがどこにあるのかに応じて、発電所の立地が大きく左右される。各地に存在するバイオマスを有効活用するという性格から、エネルギーの地産地消という向きと相性が良く、おがくずのような産業廃棄物や食品廃材、汚泥などを燃料として燃焼させるなど、これまでなら活用されていなかった領域からエネルギーを取り出すので、電源分散に役立つとされる[1][2]。
電源としての性能という観点からは風力発電や太陽光発電に比べれば常時稼働が可能であるが、通常の化石燃料と比べれば供給可能量や燃料確保の安定性は劣るとされ、補助電源としての位置づけとなっている[3][4]。またカーボンニュートラルや持続可能性といった観点からも評価されている。
こうした利点が強調される一方で、2022年現在では実質的に木質ペレットを使用した発電が大半を占める。そのため森林破壊の原因になっているとの見方が強くなっており。欧米を中心に見直しが進められている。
木質ペレット
パームオイル
- 木質燃料
- 廃材、間伐材、薪や、木質ペレットなどを指す。
- バイオ燃料
- サトウキビやトウモロコシなどから化学的に作り出したエタノールを指す。
- バイオガス
- 生ゴミや汚泥などの有機物を微生物で分解させて作り出すメタンガスを指す。
- 植物油
- 最もよく使われるのはパーム油である。木質燃料と同様に、さほど高度な処理はせずにそのまま燃料として燃やす。
[4]
燃焼方式[編集]
燃焼方式の観点から見ると、次のように分類される[5]。
- 直接燃焼
- バイオマスを直接燃焼させることで発電する。
- 熱分解ガス化
- バイオマスを高温に加熱することによって成分をガス化し、それを燃焼させる方式。
- 生物化学的ガス化
- バイオマスを微生物により発酵分解させ、メタンなどのバイオガスを発生させてそれを燃焼させる方式。
化石燃料を使って木質ペレットを運搬するトラック
バイオマス発電所によるばい煙
大気汚染、騒音[編集]
バイオマス発電はあくまでもバイオマスを燃焼させてタービンを回す火力発電であるため、問題点も火力発電のそれと共通する。すなわち、ばい煙による大気汚染や高速回転するタービンや燃料ポンプによる騒音などである。
燃料の生産地での公害[編集]
日本が米国から輸入する木質ペレットの製造工場で公害問題が生じている。工場が設置される地域は貧困層や有色人種が多い地域が目立っており、人種差別問題と相まって大きな問題となっている。製造者であるエンビバに対し罰金が科せられ、また住友、三菱、丸紅等の商社はこの問題を認識しているというが、2030年まで事業計画は拡大していく見込みであるという。[6]
木質ペレット製造プラントに運び込まれる大量の木材
バイオマス発電は実質的には木質ペレットによる火力発電がその大半を占めており、そのため燃料であるペレットを製造するために森林破壊が加速している。
また持続可能性の担保のための森林管理の認証システムは存在しているがほぼ機能しておらず、木質ペレット供給業者による偽装も発覚している[7]。発電事業者はそうした認証制度をほぼ利用しておらず、野放し状態となっている。
国際的な環境NGOである「FoE Japan」がFIT制度認定を受けたバイオマス発電事業者154社に対しアンケートを行った結果、持続可能な森林管理 (Forest Management: FM) 認証を受けた原材料のみを使用すると回答した事業者はわずか1社であった。また行政による監視に関しては、FIT制度の認定を受けたあとに経産省等から調達に関して持続可能性の確認を受けた業者はわずか8社のみという結果であり、チェック機構も機能していないことが明らかになっている。[8]
バイオマス発電特有の問題点[編集]
群馬県の吾妻に設置されたバイオマス発電所
バイオマス発電に特有の問題としては次のようなものが挙げられる。
- 微生物でバイオマスを分解しメタンガスを生成する場合に悪臭が出ること。
- 木質バイオマス燃料を取得する際に森林破壊が起こること。
- パームオイルなどの食用油脂を燃料とする場合、食料需要と競合すること。
- 燃料や燃焼過程が多岐にわたり、中には廃材や汚泥といった通常燃料として使わないものもあるため、それぞれに応じた適正な処理が必要となる[9]。
- 加工、運搬などには化石燃料を使うため、発電全体のサイクルから見てCO2排出量は全くカーボンニュートラルにならず、環境破壊の隠れ蓑になっていることが環境NGO団体から指摘されている[10]。
- 燃料となるバイオマスを国外からの輸入で賄う場合、廃棄物を有効活用するという性格はなくなり、ただの火力発電と変わらなくなる。日本国内でバイオマス発電の燃料として使われているパームオイルは全量輸入のため、生産国が輸出規制を行った場合運転継続が不可能になる[11]。2022年ロシアのウクライナ侵攻を受け、インドネシアはパームオイルの輸出禁止措置を取った[12]。
- 住宅地付近に、かつ乱立する形で建設されること。バイオマス発電所は通常の火力発電所や原子力発電所に比べ発電規模が小規模であり、燃料であるバイオマスの供給地に近いところに建設されるという特徴を持つ。そのため比較的一般住宅地の近くに多数のバイオマス発電所が乱立する形で建設され、住民への公害問題が起こりやすい。福知山のバイオマス発電所のケースでは、民家からわずか10メートルしか離れていないところに建設され、稼働が始まってからは24時間騒音と油が焦げたような臭いが続いたという[13]。
エネルギー収支比の低さ[編集]
EROIのグラフ
バイオマスは燃料としてはエネルギー密度が低いという特徴があり、輸送コストが非常に大きくなる。そのため輸入に頼る場合エネルギー収支比が非常に小さくなり、それはエネルギーペイバックタイムの増大、利用過程でのCO2の放出という形で現れるため、単純に化石燃料からバイオマス発電に切り替えても環境負荷は悪化さえするという見方が確立してきており[14]、環境NGOなどから非難の声が上がっている[15]。
各地の状況[編集]
サミット半田パワー株式会社の半田バイオマス発電所の夜景
固定価格買い取り制度(FIT制度)などによる国家レベルの支援が行われており[2]、各地でバイオマス発電所の建設計画が立ち上がり、すでに運転段階に入っているものがある。一方、建設された地域に住む住民から激しい公害の苦情が起き、事業停止に追い込まれた発電所も出てきている。
2021年時点で、日本に設置されたバイオマス発電所の数は955機に達している[16]。
バイオマス発電所から排出された焼却灰の溶融スラグ
京都府福知山市に建設されたバイオマス発電所では、近隣住民が民事、公害審査会の調停を申し入れるまでに事態が発展し、最終的に発電所が廃止される運びとなった。この発電所はパーム油を国外から輸入し燃焼させていたが、稼働音や悪臭により激しい反対運動が起きており、共産党系の市議も状況を確認するなど大きな問題に発展していた。住民からは騒音で眠れず、悪臭で嘔吐したなどの報告が寄せられていた。住民は健康被害に対する損害賠償請求訴訟を視野に入れている。[17][13]
同様に舞鶴のパーム油バイオマス発電所も停止に追い込まれている[18]。
登米市のバイオマス発電所では、発電に伴う排水が1日100トン以上にのぼり、周辺の水系への悪影響が懸念されている。この排水は食品の残りカスを処理するのに使われたあとの排水であり、その排水が夏季には排水量が川の水量を上回り、排水が滞留することが指摘される。[19]
また、静岡県にあるバイオマス発電所では、燃料のバイオガスが漏れて異臭騒ぎが起こっている。[20]
福岡県田川市での木質バイオマス発電計画では、工業地帯でもなく林業が盛んな地域でもないことや、使用する木材の放射性物質汚染の懸念があることなどから住民の理解を得ることができず最終的に計画は中止された。[21][22]
こうした事例を受け、バイオマス発電所が建設される自治体では、事業者側と公害防止の協定を結ぶなどの動きがある[23][24][25]。また、国はバイオマス発電事業のためのガイドラインを公開した[26]。
山形ではバイオマス発電所で爆発事故も起き、爆発の衝撃で金属製タンクのフタが吹き飛び、近隣の民家に直撃し住民が負傷した。現場近くの人によると衝撃で地震のような揺れを感じたという。その後プラントは停止され、プラントメーカーは倒産している。[27][28][29]
燃料の品質不良[編集]
木質バイオマス発電所で用いられる燃料である木質ペレットについて、認証制度が不十分であり品質管理が困難であることが指摘されている。特に輸入木質ペレットで廃棄物や金属などの不純物が混入している粗悪なペレットが横行し、それを使用する大規模バイオマス発電所では火災などのトラブルが相次いでいる。
また、森林管理においてもFSC(森林認証制度)があるが、偽装が横行し機能していないという。ベトナムでは、FSC認証にもとづいて産出できる木質ペレットは年間約30万トンとされるが、その6倍近くの量が日本などに輸出されており、認証偽造の疑いがかかっている。こうした偽装燃料の購入費用はFIT制度を通じて税金が投入されているため、国民負担となっている。[30]
建設の強行[編集]
事業計画が曖昧だったり、地元住民の理解がないままに建設を強行しトラブルになる例も見られる。
宮城県の石巻や登米では、バイオマス発電に使用する燃料が不明のまま建設計画が進められたことが報道され、住民の反発を呼んでいる。住民説明会も開かずに建設を開始したり、また事業主体がはっきりせず問題発生時の責任の所在があやふやなまま進められている事業計画もある。自治体は「法律上、説明会を開く義務はない」として拘束力のある対応は取れないという。また民間業者ではなく自治体側がバイオマス発電事業を強行する姿勢を見せているケースもある。登米市では、市側がバイオマス発電所建設計画を把握しており、かつ市長が業者と面会していたにもかかわらず、住民に事業計画を伝えず、業者に対し住民説明会を開催するように求めることもしていなかったことが明らかになっている。[31][32][19]
福島県伊達市では廃プラを燃料にする施設の併設を説明なしに計画していたことが判明し、住民の反発を受け撤回した。住民はバイオマス発電所そのものの建設中止を求め、市議会に署名を提出、市議会も反対決議を可決したが、市長は「法令上は市が関与できない」としている。[33]
補助金、固定価格買い取り制度(FIT制度)の悪用[編集]
能代バイオマス発電所
国からバイオマス発電への支援事業であるFIT制度や補助金制度があるために、各地で建設ラッシュが起きており、その中には虚偽申請をしたり認可を受けた後に計画を大幅に変更して申請内容と異なる事業を行う事例も報告されている。建設地の住民はこうした変更に反対しているが、経産省はコメントで「同じ住所での事業変更であれば、問題無い」と回答している。同様に発電機やガス発酵タンクの位置などを変更することも許容される。[34]
また、広島では市長がバイオマス事業に対し補助金を交付したが、事業会社が破綻した上に補助金を不正受給していたことが発覚した。そのため事業者に変わり広島市が国に2億3800万円もの補助金を弁済することになった。この県で広島市民が市長へ損害賠償請求訴訟を起こしている。[35]
木質バイオマス発電の産業廃棄物（焼却灰）の処理を引き受ける処理会社が必要な許可を得ていない状態で創業していたことが発覚し、同県環境部から指導を受けている。また書類等を偽造した疑いもかかっている。この会社は福岡県豊前市の第三セクターとして設立されたもので、最終的に福岡市から社長が解任され、業者は産廃処理業の許可取り消しの行政処分となった。[36][37]
バイオマス燃料の高騰[編集]
日本製紙は秋田でバイオマス発電所の建設を計画していたが、燃料費が高騰したために白紙撤回された。[38]
宮城県角田市のH.I.S.グループが運営するバイオマス発電所では、燃料のパーム油価格が高騰により稼働停止となった[39]。
持続不可能とみなされている木質バイオマス
欧州ではバイオマス発電の基準が大幅に見直され、規制が強化される方向に傾いている。欧州委員会が策定している再生可能エネルギー計画において、次のような改善案が発表された。
- 木質ペレットなどの木質バイオマスへの補助金、税控除などの各種優遇措置を完全に撤廃する。
- これら木質燃料を再生可能エネルギーから除外する。
- バイオマス発電の燃料に対し燃料のための伐採に対する注意書きが加えられた。
- CO2の削減率の算定を厳密化。運搬、輸送、加工などに伴う化石燃料の使用、バイオマス燃料のCO2排出係数(発生する熱エネルギーとCO2の比率)が化石燃料より大きいことなどを考慮した厳密な算出方法が定められた。
- こうした基準の対象となるバイオマス発電所を20mw以上の施設から5mw以上の施設に引き下げられた。
[40]
木材のために伐採され地肌が見えている森林
EUはバイオマス発電所は燃料として国外から何百万トンもの木材を輸入していること、排ガスによる大気汚染の問題や、燃料調達の不安定性からバイオマス発電は持続不可能とみなした。
木材を燃やして排出された二酸化炭素が成長した森林に再吸収されるまでには平均で100年ほどの時間を要し、その長いサイクルが完全に回りだすまでは大気中のCO2濃度は上昇し続ける。また、国内外の科学者たちから、木質燃料は単位量あたりのエネルギーを発生させる際に放出する二酸化炭素の量が化石燃料よりも多いことが指摘されていた。
木質燃料はカーボンニュートラルであるという誤った考えに基づきバイオマス発電所からのCO2排出を排出量にカウントしないという特例措置が設定されていたが、こうした方針転換に合わせてその措置も撤廃される。EUはバイオマス発電所の代わりに、原子力発電所と天然ガスプラントをCO2排出量が少ない持続可能な電源と位置づけた。
ヨーロッパの環境保護団体Fernはこの新規則を歓迎し、「バイオマス発電の推進は、再生可能エネルギーの名の下に森林破壊を奨励するという過去10年間におけるEUの最も破壊的政策のひとつであり、それを中止する方針が初めて明確に示された」としている。米国の環境保護団体Mighty Earthは、「バイオマス燃料は石炭よりも環境を汚染するもので、ヨーロッパがそのことを認識し始めた」と述べている。
一方、スウェーデンなどの木質バイオマス輸出国は、この新基準は時期尚早であるとする意見文書を提出した。[41][42][43][44][42]
スウェーデンの古い天然林面積は減少の一途を辿っており、それらは保護されていない。これら自然林は「持続可能」な木材製品や燃料のために伐採され、より生産効率のいいプランテーション植物に置き換えられている。スウェーデンにある15の森林ビオトープのうち14が良好な状態ではなく、伐採が進行している。また、2010年の伐採全体の3分の1以上がスウェーデン林業法の環境要件に適合していなかった[45]。森林資源維持のため、スウェーデンでは皆伐時に枝葉バイオマスの20%以上を皆伐地に残すことを義務付けたり、木質バイオマスの焼却灰を林地に散布する方法が行われている[46]。
パームヤシのプランテーションを作るために伐採された森林。パーム油が生産される
各国の森林保護NGOの連合である森林防衛同盟（FDA）はEUに対し、バイオマス燃料のために森林を伐採することをやめ、保護するよう求めている[47]。
イギリスでは鶏糞を燃料とするバイオマス発電所の計画が立ち上がったが、住民の大きな反対により撤回されている[48]。
バガス
タイではサトウキビの残渣であるバガスを使ったバイオマス発電が推進されているが、住民からの公害の訴えが多数報道され、行政裁判が起こされているという。また、バガスの運搬のためのトラックが交通事故の原因にもなっているという[49]。
ハワイでのバイオマス発電所計画は、ハワイ州公益事業委員会から却下され中止された。環境保護団体からバイオマス発電による大気汚染に関連した訴訟に直面したことや、バイオマス発電がCO2排出量を低減しないというリサーチの調査結果に基づいたものであった。[50]
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