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電力自由化

バイオマス発電とは?電力自由化後の展開

バイオマス発電

発電というとその主流は日本では水力発電、火力発電、原子力発電となり、電力会社はこれらの発電設備を使用して、家庭や企業に電気を供給しています。
しかし発電方法はその他にも、風力発電や太陽光発電などもあり、クリーンなエネルギーとして注目されています。

そのような中でクリーンエネルギーとして注目されているのがバイオマス発電です。
バイオマス発電という名前を聞いたことはあっても、その実態は一般の方にはあまり知られていません。
どのような特徴があり、どこで発電されているのか、そして、電力自由化とどの様な関係があるのかを詳しく解説していきます。

バイオマス発電とは?

バイオマス発電

バイオマス発電とは、英語のbioとmassを掛け合わせたことばであり、bioが生物資源、massが量を表わします。
つまりは生物資源を燃料とした発電方法であり、その燃料とは木材資源、下水汚泥、家畜糞尿、食品の残飯など化石燃料以外の有機物のことを言います。

具体的な燃料は、木材を切ったときの切りカスや小枝、家畜の糞、食品加工時に出た残飯などです。
このような燃料でタービンを回して、発電機を動かすことによって発電します。

バイオマス発電の種類

バイオマスの種類

バイオマス発電ではタービンを回しますが、タービンを回すためのエネルギーを発生させないといけません。

その種類によってバイオマス発電の種類が違い全部で3つあります。

直接燃料方式

バイオマス燃料を直接燃やして、蒸気タービンを回す方式です。
木くずや可燃性のゴミなどを燃やして、水を加熱してタービンに送る水蒸気を発生させ、蒸気タービンを回します。

熱分解ガス化方式

バイオマス燃料を熱処理でガス化して、タービンを回す方式です。
木くずや可燃性ゴミなどを加熱して温めガスを発生させ、発生したガスでタービンを回します。

生物化学的ガス化方式

バイオマス燃料を発酵などによってガスを発生させて、そのガスでタービンを回す方式です。
家畜の糞や下水汚泥を発酵させてガスを発生させ、発生したガスでタービンを回します。

バイオマスのメリットとデメリット

バイオマス発電のメリットとデメリット

メリット

メリットとして一番大きいのは、資源を有効活用している点です。
使われる燃料は、木くずや食品廃棄物などの捨てられる材料を使用しています。
資源の有効活用として、捨てられる資源を活かしているのです。
さらに環境に負担をかけない地球に優しいエネルギーとなっています。。

燃料としてバイオマスを使用するときは、二酸化炭素が発生しますが、排出する二酸化炭素は植物が光合成をしたときに取り込んだ分しか排出しません。
このために実質CO2排出量はゼロであり、全体の二酸化炭素の量は変わらないのです。
そして二酸化炭素の量がプラスマイナスゼロであることをカーボンニュートラルと言います。

完全なカーボンニュートラルを実現するためには、新たに植物を植えて二酸化炭素を吸収させるなどが必要で、完全に実現するには今後難しい課題が残っています。

デメリット

カーボンニュートラルの点で考えると、バイオマスの二酸化炭素と発電の時の二酸化炭素の量には変化がありませんが、その他のことも考慮すると違ってきます。
発電所の建設材料や資材の運搬、送電線の開発や設置などのことを考えると、やはりそれらの場合も二酸化炭素を発生させ、トータルでは排出する量は多くなります。

バイオマス発電所の建設が多くなると、二酸化炭素量は増えていく可能性はあります。
またバイオマス発電では木くずや農作物の廃棄部分などを使用しますが、バイオマス燃料の需要が多くなると、燃料を作るために森林開発などをして環境破壊を引き起こす、農家が食品用ではなくバイオマス燃料用の作物生産に切り替えて、食品用の野菜が不足する、などの可能性があります。

もしも、農家がバイオマス燃料用にばかり生産を行うと農作物が高騰する可能性はあります。
実際の例としてアメリカでは、バイオマス燃料ではありませんが、バイオマスエタノールとしてトウモロコシから車用の燃料を作っており、食品用のトウモロコシが高騰したという例があります。

電力自由化後のバイオマス発電の課題とは

バイオマス発電と電力自由化の関係

電力自由化
が始まり、発電事業へ新規参入会社が続々と出てきています。
その中で再生エネルギーを使用する企業も出てくる可能性があり、バイオマス発電によって電力を供給する会社もあるかもしれません。
また、消費者もバイオマス発電で発電した電力を使用したいと考えれば、発電設備の建設も進むかもしれません。

電力自由化でバイオマス発電は発電所として稼働できるのでしょうか?

発電量の問題

バイオマス発電を発電所として安定して運用していくには、発電に使用する燃料の安定供給が欠かせません。
太陽光発電
や風力発電は太陽光や風力の強さに左右される部分がありますが、バイオマス発電だと燃料を確保できれば安定した発電は可能です。

発電所として稼働させるには、家庭や企業の電力の需要と同じだけの電力を供給しなければならず、これを同時同量と言い、使う電力と発電する電力を同じにすることです。
どちらかが多かったり少なかったりすれば、大規模な停電を引き起こしてしまいます。
バイオマス発電だと、発電に使う燃料さえ確保すれば安定供給は可能ですが、もしも需要が多くなったときにそれに応えられるだけの燃料を確保できるかが問題です。

周辺環境

もしもバイオマス発電での供給エリアに電気を送ったとしても、発電できる電力が余れば、供給エリア以外への送電も可能になります。
そして、余剰電力を他の地域に売ったりして細かい調節が可能となると、再生エネルギー受け入れが広がるかもしれません。

小規模なバイオマス発電設備の場合は、これとは逆にその地域のみやその施設のみという形で電力供給を行うことも可能であり、すでに一部の地域では自社内でバイオマス発電所を作り、使う電力を賄っているところもあります。
ただしバイオマス発電所はどこにでも建設すれば、すぐにクリーンエネルギーが作り出せるというわけではありません。

実際のバイオマス発電設備

現在、日本にあるバイオマス発電設備は、石炭などを併用したハイブリッド方式のところが多く、バイオマス燃料のみで発電してる設備はごく一部です。
日本にある発電設備は、以下のような場所があります。

日田ウッドパワー(出力12,000kW)

木材生産地の大分県日田市にある設備です。
木を切ったときに出る木材チップを使用しており、木材チップのみならず樹皮も燃料に使用しています。

くずまき高原牧場 畜ふんバイオマスシステム(出力37kW)

くずまき高原牧場にある設備です。
牧場内の牛の糞を燃料としており、そこから発生するメタンガスでタービンを回して発電しています。

北部汚泥資源化センター (出力 ガスエンジン920kW×4基 1,100kW×1基)

横浜市にある発電設備です。
下水処理で発生する汚泥を使用し、所内の電力の70%を賄っています。

コープこうべ 廃棄物処理施設(出力60kW)

コープこうべの食品工場で出る豆腐や麺やパンの生ゴミと、汚水処理場から出る汚泥を使用しメタンガスを発生させ、タービンを回して発電しています。

川崎バイオマス発電株式会社(発電規模 33,000 kW)

木材チップと購入した木製チップを使用して発電しています。
約38,000世帯が1年間使用する電力を発電しています。

まとめ

電力自由化
により参入するとなると、そのコストと利益を考えて運用しなければなりません。
バイオマス燃料を調達するのにコストがかかりすぎたり、燃料が遠くから運ばれてくれば運搬費用が高くなり利益にならない可能性もあります。

このようなことを考えると、どこからバイオマス燃料を調達するかで、どこに発電所を建設できるかが決まってきます。
バイオマス発電所では、燃料を購入して発電している設備もありますが、これも同じく利益になるかどうかを考えて運用していくことになるでしょう。

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