バイオマス発電とは？仕組みや導入メリット・デメリットを徹底解説
バイオマス発電は再生可能エネルギーの一つで、動植物に由来する生物資源を再利用し、クリーンな電力を発電します。廃棄物の再利用を促進することで循環型社会構築に寄与できるため、国際的に注目が集まってきています。
丸紅グループでは、北海道や愛知県でバイオマス発電所を運営し、2023年4月時点で合計160MW（メガワット）のバイオマス発電を行っています。
本記事では、バイオマス発電の仕組みや、導入するメリット・デメリットを解説します。
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目次
バイオマス発電とは？
そもそもバイオマスとは、「動植物などから生まれた生物資源」を指す言葉です。［1］
バイオマス発電では、さまざまな種類のバイオマスを回収し、直接燃焼したり、ガス化（メタンガスなど）したりして発電に利用しています。
主なバイオマスの種類は、家畜の排泄物、もみを取った後の稲わら、樹木を伐採した後で放置された林地残材などです。近年は廃棄物の再利用の観点から、生ゴミや食品加工廃棄物などのバイオマスを利用している発電所もあります。［1］
| バイオマスの分類 | |
| 木質系 | 林地残材、製材廃材 |
| 食品産業系 | 食品加工廃棄物、水産加工残渣 |
| 製紙工場系 | 黒液・廃材、セルロース（古紙） |
| 農業・畜産 | 農業残渣（稲わら、トウモロコシ残渣、もみ殻、麦わら、バガス）、家畜排泄物（鶏ふん）、糖・でんぷん、甘藷（かんしょ）、菜種、パーム油（やし） |
| 建築廃材系 | 建築廃材 |
| 生活系 | 下水汚泥、し尿、厨芥（ちゅうかい）ごみ、産業食用油 |
バイオマス発電の仕組み
バイオマス発電の仕組みは大きく3つに分けられます。
| 直接燃焼方式 | バイオマスをボイラーで直接燃焼させ、蒸気によってタービンを回転させる発電方法。発電効率を高めるため大型の発電所で採用される傾向にあり、主に木質系のバイオマスや可燃ごみ、廃油など、よく燃えるバイオマスが利用される。 |
| 熱分解ガス化方式 | バイオマスを高温で熱処理し、ガス化してタービンを回転させる発電方法。発電効率が比較的高いため、中小規模の発電所でも採用される。木質系のバイオマスの他、食品加工廃棄物が熱分解ガス化方式に適している。 |
| 生物化学的ガス化方式 | バイオマスを発酵させ、メタンガスなどのガスを生み出す発電方法。家畜排泄物や下水汚泥など、燃焼させるのが難しいバイオマスに適している。 |
なお、バイオマス発電は燃焼時に二酸化炭素を排出しますが、京都議定書では、バイオマス発電に使われる燃料は、植物が光合成で吸収した二酸化炭素と相殺されるとして、排出量としてカウントされません。そのため、バイオマス発電はクリーンなエネルギーの一つとされています。
※バイオマスの燃焼・焼却や埋め立てが、長期的なバイオマス資源の減少をもたらしていると判断された場合には、カウントされます。
バイオマス発電を導入するメリット
近年、使用電力の一部をバイオマス発電などの再生可能エネルギーに切り替える企業が増えてきました。バイオマス発電を導入するメリットを6つ紹介します。
発電量が安定している
バイオマス発電は太陽光発電や風力発電と違って、天候に左右されません。発電量が比較的安定しているため、常に一定の電力供給を見込むことができます。需要家（企業）からすると電力供給の不安定さを解消し、企業活動の安定化に貢献できるため、バイオマス発電由来の電力を使用することも一つの選択肢であるといえます。
また、バイオマス燃料を貯蔵することや発電した際に発生する熱エネルギーを融塩蓄熱や潜熱蓄熱などの方法で蓄熱することで、電力需要に合わせて発電量を調整することができます。
そのため、バイオマス発電はメーカーや製造業の工場など、安定した電力供給が求められる企業に適しています。
廃棄物の発生を抑制できる
また、バイオマス発電を利用し廃棄物の発生を抑制することで、廃棄物の排出削減にもつながります。前述のとおり、バイオマス発電のエネルギー源は、木くずや家畜の排泄物、生ゴミ、製造過程で生じる廃材などの廃棄物です。
バイオマス発電は、こうした廃棄物を回収して再利用し、排出量を減らせるクリーンな発電方法です。
循環型社会へ寄与できる
バイオマス発電を推進すると、さまざまな廃棄物をエネルギーとして再利用できます。そのため、循環型社会（＝天然資源の消費が抑制され、環境への負荷ができる限り低減された社会）の実現に大きく寄与します。［2］
循環型社会を推進するメリットは、環境負荷を軽減し、社会の持続可能性（サステナビリティ）を高めることだけではなく、企業にとって大きなビジネスチャンスでもあります。
対外的なアピールにつながる
2016年にパリ協定が発効してから、グローバル企業を中心として再生可能エネルギーを利用する動きが強まりました。パリ協定の目標達成を目指すSBTや、使用電力の100%を再エネ電力に置き換えるRE100など、国際的な枠組み（＝国際イニシアティブ）も生まれています。
バイオマス燃料をはじめとした再生可能エネルギーを利用することは、SBTやRE100の実現に貢献し、ESG投資家からの評価向上や、消費者からの支持獲得など企業イメージの向上につながります。近年、SBTの目標達成やRE100に加盟する取引先企業から、再生可能エネルギーへの切り替えを求められるケースも見られます。
再生可能エネルギーへの移行が遅れると、脱炭素経営に取り組む企業との取引機会の喪失につながるリスクもあります。
地球温暖化対策につながる
化石燃料に由来する電力からバイオマス電力に切り替えれば、温室効果ガスの排出量を削減し、地球温暖化対策につながります。
バイオマス発電は燃焼時に二酸化炭素を排出しますが、京都議定書では、バイオマス発電に使われる燃料は、植物が光合成で吸収した二酸化炭素と相殺されるとして、排出量としてカウントされません※。そのため、バイオマス発電は温室効果ガスの排出削減に寄与するクリーンなエネルギーの一つとされています。
※バイオマスの燃焼・焼却や埋め立てが、長期的なバイオマス資源の減少をもたらしていると判断された場合には、カウントされます。
森林の適切な整備に寄与する
バイオマス発電には、森林の適切な整備に寄与するというメリットもあります。
森林を維持するには、下刈りや間伐などの作業を定期的に実施し、森林整備を適切に行う必要があります。バイオマス電力を積極的に導入することで、木質系バイオマスの発生源である森林の価値も高まるため、森林整備がより一層進むことが期待されます。
農山漁村の活性化に貢献できる
またバイオマス発電には、バイオマス燃料を産出する農山漁村（農業や林業、漁業などが盛んな地域）を活性化させるという効果も期待できます。
例えば林地残材（枝や葉、木の根元など）や間伐材のように、建材などに使えず、これまでは未利用だった資源を燃料として有効活用することで、新たな産業や雇用を創出できます。
バイオマス電力への切り替えによって、地域の農業や林業、漁業に貢献し、経済効果を生み出すことが可能です。
バイオマス発電を導入するデメリット
一方、バイオマス発電には課題もあります。需要家（企業）の目線から、バイオマス発電で発電された電力を利用するデメリットを5つ紹介します。
発電コストが高い
再生可能エネルギーの中でも、バイオマス発電は発電コストが比較的高い方法です。発電コストが電力料金に転嫁されることで、他の再生可能エネルギーよりも価格が割高に感じられる可能性があります。※
特に木質バイオマス発電は、間伐材などの燃料を収集したり運搬したりする手間や、木材チップ（より燃焼しやすい形状）などに加工する手間がかかるため、発電コストが高くなっています。
バイオマス発電による電力を購入するときは、発電量の安定性や環境へのやさしさだけでなく、費用対効果にも着目してください。
燃料の安定供給に懸念がある
バイオマス発電には、燃料の持続可能性に関する問題もあります。バイオマス発電についてのもう一つの懸念は、燃料の持続可能性に関する問題です。バイオマス発電に由来する電力を長期に渡って調達する場合、将来的に燃料の安定供給が困難になり、電力不足に直面するリスクがあります。
バイオマス発電の燃料となる生物資源は、発電以外にも利用されています。特に木質バイオマス発電に欠かせない木材資源は、エネルギー利用だけでなく、製品の原材料としても利用（＝マテリアル利用）されています。
| 生物資源の利用方法 | 特徴 |
| エネルギー利用 | 木質チップや木質ペレット、薪などに加工し、バイオマス発電や熱供給事業に利用する |
| マテリアル利用 | 紙パルプや木質ボードなどに加工し、製紙原料や建築材料として利用する |
バイオマス発電には、主にマテリアル利用に適さない木材資源が優先的に利用されていますが、今後の木材資源の需給バランスによっては、燃料が不足することが懸念されます。実際に木質バイオマス燃料の7割以上は、国外の輸入材に依存しており、燃料の安定供給／持続可能性という点で課題があります。
このように、使用している電力をバイオマス発電などの再生可能エネルギーに置き換えれば、循環型社会の実現に貢献し、企業イメージアップにつながりますが、バイオマス発電にはメリットだけでなく、コスト上の問題や持続可能性の問題があることも改めて認識しておくことが大切です。
バイオマス発電による再生可能エネルギーを安定して利用したい場合は、自家発電ではなく、発電事業者から直接購入するコーポレートPPAなどの方法もあるため、各発電事業者・小売電気事業者へ問合せてから検討することをお勧めします。
燃料としての品質にばらつきがある
木質バイオマス燃料は、発電所が燃料の品質に関わらず、一定量をまとめて調達するケースが一般的です。燃料の品質にばらつきがあると、発電設備の稼働率の安定化や燃料用チップの品質管理にコストがかかり、そのコストは需要家側へ将来的に転嫁される可能性があります。
生産・輸送システムが非効率
バイオマス燃料は流通システムだけでなく、生産・輸送システムにも課題を残しています。これらの課題が需要家に与える影響として、バイオマス電力の価格が他の再生可能エネルギーより割高に感じられる原因の一つとなっています。
主に木質系のバイオマスは、建材などに使う木材から副次的に発生した、間伐材や林地残材が中心です。そのため、燃料用の木材の供給量は、建材などの需要動向によって大きく左右されます。このため、燃料の正確な需給予測に基づいて、無駄のない生産・輸送システムを構築することが困難な状況です。
需要家（企業）が、バイオマス電力を今よりも安く使えるようにするためには、森林由来のバイオマス燃料をどうやって安定的に供給するか、という課題の解決が必要です。
廃棄物系バイオマス（バイオガス）における廃液処理問題
木質バイオマス以外の燃料にも、発電コストの低減に向けた課題が存在します。
廃棄物系のバイオマスを一例に説明すると、環境負荷の高い廃液処理が必要となります。そのため、専用の設備（活性汚泥や、微細藻類を用いた処理施設など）を導入しなければならないため、発電コストが割高になりやすく、再エネ電力の価格を抑えて導入したい需要家にとっては、必ずしも最適な選択肢とは言えません。
このように、使用している電力をバイオマス発電などの再生可能エネルギーに置き換えれば、循環型社会の実現に貢献し、企業イメージアップにつながりますが、バイオマス発電にはメリットだけでなく、コスト上の問題や持続可能性の問題があることも改めて認識しておくことが大切です。
バイオマス発電による再生可能エネルギーを安定して利用したい場合は、自家発電ではなく、発電事業者から直接購入するコーポレートPPAなどの方法もあるため、各発電事業者・小売電気事業者へ問い合わせてから検討することをおすすめします。
まとめ
バイオマス発電とは、動植物由来の廃棄物を燃焼またはガス化し、電気エネルギーを発生させる方法です。バイオマス発電は再生可能エネルギーの一つとされ、循環型社会の実現に大きく寄与しています。
使用電力をバイオマス発電などの再生可能エネルギーに置き換えれば、企業イメージを高め、対外的なアピールにつながります。特にSBTの目標達成やRE100への加盟など、環境イニシアティブへの参加を検討している企業は、バイオマス発電の仕組みや導入メリットについて知っておくことが大切です。
