バイオマスエネルギーの特徴と展望

　バイオマスエネルギーは、風力や太陽光(熱)とともに有力な再生可能エネルギーで、バイオマス発電は固定価格買取制度の対象になります。今回はバイオマスエネルギーについてふれてみます。

■バイオマスとは
　バイオマスは生物(バイオ)の物質(マス)のことで、生物由来の物質を意味します。エネルギーの観点からはバイオマスとは光合成によって作られた物質となります。
バイオマスは廃棄物系バイオマスと未利用バイオマス、資源作物のバイオマスに大別できます。廃棄物系バイオマスとして家畜排せつ物、食品廃棄物、建設発生木材、製材工場残材、紙・木質廃棄物、下水汚泥等があげられ、未利用バイオマスとしては稲わら、麦わら、もみ殻等があります。資源作物とはエネルギーや製品の製造を目的に栽培される植物で、さとうきびやトウモロコシなどがあり、メタンやエタノールが製造できます。

■バイオマスエネルギー
バイオマスから作られたエネルギーがバイオマスエネルギーです。なお、石油や石炭も生物由来の燃料ですが、バイオマスエネルギーには含みません。
バイオマスエネルギーは太陽の恵みを受けて育った植物を利用して得られるエネルギーです。燃焼の折に二酸化炭素を発生しますが、植物が育つときに空気中の二酸化炭素を光合成で吸収します。全体的に考えると炭素は循環しているのみで大気中の二酸化炭素は増加しません。このようことをカーボンニュートラルと呼ばれます。

■バイオマス発電
(1) 燃焼による発電
間伐材や一般木質、農作物残さ、建設資材廃棄物などを燃やして発電するものです。燃焼熱で作った水蒸気でタービンを回して発電する原理は一般の火力発電と同じです。なお、燃焼の折に発生する熱を用いてお湯を沸かして利用することもできます。

(2) メタン発酵ガス発電
食品残さや家畜糞、とうもろこしなどの資源作物を嫌気下(酸素の無い状態)で発酵させて、メタンを主成分とするガスを製造することができます。このメタンを燃焼させて発電するシステムがメタン発酵ガス発電です。
バイオマスを発酵してメタンを作り燃料として利用する方法は様々な特長を持っています。メタンはボイラーで燃焼させて発電するほか、効率の高いガスエンジンによる発電も行えます。また、生成されたメタンは燃料電池や自動車の燃料としても利用できます。
メタンは気体であることからパイプを通して容易に輸送できます。メタンをタンクに貯蔵しておいて、必要な時に取り出して発電するという利用もできます。

■様々なバイオマスエネルギー
(1) バイオエタノール
　バイオマスから作られるエタノールはバイオエタノール、またはバイオマスエタノールと呼ばれ、自動車の燃料に使われます。バイオエタノールの原料は、炭水化物を含む生物由来の資源であれば何でも使えますが、生産効率の面から糖質あるいはデンプン質を多く含む植物資源が選ばれます。ブラジルではサトウキビに由来するモラセスが、米国ではトウモロコシが、欧州ではテンサイが主な原料となっています。
　バイオエタノールは、日本ではガソリンに3％まで添加ができ、米国では10％まで、ブラジルでは20％まで添加して利用されています。

(2) バイオディーゼル
　バイオディーゼルは、廃食用油や菜種など植物油からできる油脂原料からグリセリンを取り除き、ディーゼルエンジンに使用できるようにした燃料です。バイオディーゼルは酸性雨の原因とされる硫黄酸化物をほとんど出さず、軽油に比べて黒煙も少ないという特長も有しています。

■バイオマス発電の特徴と課題
　牛3頭1日分の糞尿で、1家庭の1日分の電力がまかなえる程度の発電が可能です。また、サトウキビ1トンで自動車の燃料に使えるエタノールが0.2トンできます。このように魅力的なバイオマスエネルギーですが、課題もあります。
　バイオマスを作るときには、一般に時間がかかります。また、植物を育てるためには太陽光を受けることができるだけの面積が必要です。
　植物を育ててエネルギーとして利用できるのであれば、環境に優しく無尽蔵なエネルギーとする期待があります。しかし、人口爆発や食糧問題を抱える現在、多量のバイオマスの育成は農業と競合することになります。
　
近年日本では燃料となる炭化水素を効率よく生成する藻類が発見されて研究が盛んに進められていますが、太陽光や風力発電に比べてバイオマスエネルギー全体の普及はまだ進んでいません。エネルギー政策の見直しが進められている現在、多くの魅力を持ちながらも課題も多いバイオマスエネルギーですが、間伐材や建設廃材などを用いたバイオマス発電は、森林保護や環境保全にもつながります。バイオマスエネルギーの推進は農山村の振興、地方の活性化にも役立ちます。このような観点からも日本の各地域においてバイオマスエネルギーの普及が進むことを期待いたします。