2006年11月30日 (木)

木質ペレットはいかが?

これまでも木質バイオマスのエネルギー利用ついての記事を書いて来ましたが、今回はその中でも最近注目されている木質ペレットについてのご紹介です。木質ペレットは、製材所で発生するおが屑などを圧縮してペレット状(直径6mm,長さ数cm程度)にしたバイオマス固形燃料の一種です。スウェーデンをはじめヨーロッパでは、すでに石油に代わる暖房や給湯の燃料として広く普及しています。その状況は、「スウェーデンのバイオマスエネルギー事情」にも書きました。

木質ペレットは、森林資源が豊富な国にとってはとても魅力的な再生可能エネルギーなのですが、日本国内での普及状況はどうなっているのでしょうか?日本でも1970年代の石油ショックの頃に一度普及が進む機会がありましたが、その後の石油価格の下落によりほとんど生産されなくなっていました。数年前から国の林業に対する助成やバイオマスに対する政策もあり、徐々に生産量が増え年間8千トン程度の生産量まで回復しています。ただし、日本の森林資源の豊富さから考えると、すでにヨーロッパの各国で行われている数10万トン規模での生産に対してわずかな量に留まっているのです。

これには様々な事情があり、木質ペレットの需要側と供給側それぞれから考える必要があります。端的に言うと、需要側では従来の化石燃料と比較して使用するメリットが小さくみえるということがあります。最近の石油価格の高騰により、熱量あたりの価格はだいぶ近づいて来ましたが、これまではペレット用の燃焼器具(ストーブやボイラーなど)の導入価格が高くて、まだまだ使いにくい現状がありました。供給側では、大規模な工場が少なく、手間のかかる間伐材や林地残材を直接原料として使う形態が多いため、原料の調達コストや製造コストが高くなっています。

この状況を打開する取組が全国の林業が盛んな地方で始まっています。その中のひとつ北海道の足寄町で、先日、木質ペレットに関するシンポジウムがあり参加して来ましたので、その概要をお伝えしたいと思います。主催は、ペレットクラブと足寄町木質ペレット研究会で、基調講演、パネルディスカッション、屋外展示、見学会などがありました。

[基調講演]
NERCセンター長の大友詔雄先生が基調講演を行いましたが、国内外の木質ペレットを巡る全体像をつかんだ内容となっていました。主な内容は以下のとおりです。

  1. 問題提起: 国内ペレット生産量と海外との比較(国内2005年で8000t/年程度)ドイツでは、灯油が7円/kWhに対してペレット5円/kWhと安定し、年間25.5万トンを28の工場で生産している。この違いはなにか?
  2. 北海道内の状況: 1998年からバイオマスを「ローカルエネルギー」として検討を始め、北海道の事業として「北海道型ペレット燃焼器の開発指針」策定や、今年度の実証試験(農業用、セントラルヒーティング用)につながっている。ペレット工場も今年度新たに4ヶ所程度が生産を開始し、需要の拡大が課題となっている。
  3. 足寄町の取組: 1999年に九州大学演習林での研究が発端となり、2001年に新エネビジョンの策定、2004年にペレット工場建設とつながった。ペレット生産は、地域の「とかちペレット共同組合」が行い、産官学の「足寄町木質ペレット研究会」が様々な検討を継続的に行っている。
  4. EUに学ぶこと: 木質ペレット利用先進国としてEUの動向を紹介。環境税により、石油や天然ガスよりもペレットが確実に安価。ペレット生産量がこの5年間で確実に増加(消費量が生産量を上回る):1位スウェーデン(90万トン)、2位デンマーク(35万トン)、3位オーストリア。家庭用ペレットボイラー導入台数:スウェーデン年間5万台以上(2004)。家庭用ペレットストーブ導入台数:イタリア年間12万台以上(2004)。大規模ペレット工場が主流:生産容量140万t/年、工場数30以下(日本は、生産容量1万t/年以下、工場数18)。森林面積率と森林利用率: スウェーデン面積率75%で利用率7割)(日本は、面積率68%で利用率4割)バイオマスの輸出入がEUではとても盛ん。
  5. 今、何を考えるべきか? 「自然に還るごみ」日本の輸出入物質収支: 輸入7.5億トン/年、輸出1億トン/年。総排出物:6.5億トン/年 + 水2億トン/年 = 8.5億トン/年。その内訳:エネルギー消費分4億トン/年、食料1億トン/年、廃棄物3億トン/年。最終埋立て: 1億トン/年。「バイオマス・リファイナリー」を構想する(cf. 石油リファイナリー)
  6. 地産地消を支えるもの: 雇用の創出、ペレット品質基準、バイオマスの集材コスト高の課題
  7. まとめ: 過去の教訓に学ぶ(古代文明の衰退原因。世界の食料需給の逼迫(水資源問題、地球温暖化)。石油価格の動向。「ソフトな技術をもつ社会」と「ハードな技術をもつ社会」

[屋外展示]

展示はペレットストーブがほとんどでしたが、国内製造メーカ(シモタニ、金子農機、サンポット、明和工業、山本製作所、石村工業など)のものが多く展示されていたのが印象的でした。技術的にもデザイン的にも国産のものが普及する兆しがあります。ペレットボイラーとしては、農業用木質バイオマスボイラー(出力36kW)がデモを行っていました。こちらはまだまだこれからの分野です。また、ペレットによるパン焼きやピザ焼きの実演が行われ、試食ができるようになっていました。話によると足寄町内にペレットバーナを開発する会社があり、パン焼き用の石窯などのためにバーナを開発したそうです。このパン屋さんは、帯広近郊にペレット石窯を使ったパン屋を開業し、好評だそうです。

[パネルディスカッション]

パネルディスカッションとして、「足寄町のペレット導入までの軌跡と地産地消の課題」が行われました。足寄町のこれまでの取組について、産官学がそれぞれの役割を果たすことによりここまで実現できたことを確認していました。今後については、いかにこの取組を経済的にも人材的にも持続することができるかということが課題となっていました。

[見学会]

(1) 新庁舎とペレットボイラー
最初に竣工したばかりの新庁舎を見学しました。竣工以来すでに2000人の視察を受入れており、2階建ての新庁舎(延床面積3500m2+エネルギー棟700m2)は、一部を除き足寄町内産のカラマツの集製材(300m3程度)を主要な構造体に使用し、この種の木造建築としては、国内最大規模とのこと。基本的に空調は暖房(パネルラジエータ+ファンコイル)のみで、地中に給気ダクトを通して地中熱を利用した換気を行っているそうです。

(2) ペレット工場
最後にペレット工場(とかちペレット共同組合)の見学を行いました。施設は廃校となった小学校の建物(体育館)や校庭を利用しており、2005年11月より生産を開始して約1年が経過したところだそうです。

国内の木質ペレットの状況に関しては、ヨーロッパ各国に5年以上遅れていると言われていますが、日本にも潜在的な森林資源や技術力、そして環境に対する意識は十分にあると思いますので、地域によってはここ数年で急速に木質ペレットが普及する可能性があります。ちょっと長くなってしまいましたが、こんな木質ペレットはいかがですか?

07:09 午後 バイオマス | | コメント (0) | トラックバック (0)

2006年5月19日 (金)

バイオガスのエネルギー利用

 バイオガスというと、何を想像するでしょうか?

いわゆる生物由来のもの(バイオマス)から発生するガスですが、主成分はメタンガスや二酸化炭素などからなっています。バイオマスが微生物により分解されて発酵するときには、そのときの酸素の供給具合によりメタンが主に発生したり、二酸化炭素が発生したりします。前者を嫌気性発酵(メタン発酵)とも言い、後者を好気性発酵といいます。

この好気性発酵を利用すると生ごみや畜糞から堆肥を得ることができます。この堆肥により農作物の栽培に必要な土壌の改良をすることができます。堆肥化の際に発生する二酸化炭素は、もともと空気中の二酸化炭素を吸収したものなので、カーボンニュートラルということになります。

 これに対して、嫌気性発酵の際に発生するバイオガス中のメタンは、温室効果ガスの一種であり二酸化炭素よりも23倍も大きな温室効果があります。様々な状況で発生するこのバイオガス中のメタンガスをそのまま大気に放出するのは、地球温暖化の抑制の面でも好ましくありません。そこでこのバイオガスを有効に活用しよう取り組みが世界的に行われています。

 バイオガスは生物が暮らしているところであれば、大抵のところで発生します。もっとも身近な例では「おなら」でしょうか(失礼!)。牛のゲップなども温室効果ガスとしてのバイオガスの発生源とされています。そして、おそらく都市でもっとも大きなバイオガスの発生施設が下水処理場ではないでしょうか。日本国内では牛や豚の頭数よりも、人間の数の方が多いので、畜糞からの発生量よりも多いと考えられます(未確認ですが...)。もちろん、畜糞も産業廃棄物の中でもっとも多いものですから、堆肥化できない分については、メタン発酵が有効な場合もあります。このバイオガスに関する計画の進め方は、NEDOが作成したガイドブックに詳しく載っています(畜産系バイオマスのところ)。

[バイオマスエネルギー導入ガイドブック第2版 2005/9]
http://www.nedo.go.jp/kankobutsu/pamphlets/shinene/baiomass2_kai.pdf

北海道では、牧畜が盛んですので、この畜糞からのメタン発酵、そしてバイオガスによる発電の実証試験が多く行われています。ただし、国内でこのバイオガス発電を行う場合には、大規模な酪農を行っていて、欧州の様に広大な牧草地を併せ持つ北海道の様な地域に限定されるのではないでしょうか。収集の効率化や液肥の活用がポイントになります。
このバイオガス発電を含む新エネルギーの普及状況がわかる「新エネルギーマップ」が北海道の全域を網羅しています。

[北海道 新エネルギーマップ]
http://www.nedo.go.jp/nedohokkaido/photo/180331map2006.html

同じバイオガスによる発電技術としては、生ごみによるものがあります。こちらは食品リサイクル法にもとずつ再生利用の中で「メタン化」として位置づけられています。これもこのNEDOのガイドブックの中で、「食品系バイオマス編」として取り上げられています。今年の4月には国内最大規模のバイオガス発電施設が、東京都のスーパーエコタウンの中で動き出しました(処理能力110トン/日)。

[東京都スーパーエコタウン 食品廃棄物リサイクル施設]
http://www2.kankyo.metro.tokyo.jp/recycle/superecotown/syokuhin.htm

 海外の事業としては、最近、京都メカニズムの中のCDM(クリーン開発メカニズム)でバイオガス発電による温室効果ガス削減事業が行われています。この中では、畜糞だけではなく、最終処分場などから発生するメタンガスで発電するものもあります。バイオガスは、海外ではより身近な存在なのです。以下のページにCDM事業の一覧があります。

[京都メカニズム情報プラットフォーム 承認プロジェクト一覧]
http://www.kyomecha.org/about.html#projectlist

生ごみや畜糞、下水処理場から発生するバイオガスの有効利用は地球温暖化対策としてこれから益々重要になるのではないでしょうか。

11:05 午後 バイオマス | | コメント (0) | トラックバック (1)

2005年6月16日 (木)

サステイナブルな森林

再生可能エネルギーとしてのバイオマスの中で、木材などの木質バイオマスは国内全体で利用可能なバイオマス資源の1/3程度を占めていると言われており、その利活用が課題となっています(「バイオマス白書2005」参照)。日本の国土の67%が森林であり、世界の中でも木質バイオマスに恵まれている国と言っても過言ではありません。しかしながら、現在の木材自給率は20%以下となっており、ほとんどの木材を輸入に頼っているのが現状です(1960年代には自給率90%以上あった)。

その中で、最近注目されている木質バイオマスの利用については、利用する木材の供給元が問題となります。理想的には、森林を適正に管理する中で発生する間伐材や、木材加工の課程で発生する端材を使用し、再生可能な範囲でバイオマス資源を利用することによりカーボンニュートラル(実質的にCO2の排出が無い)というバイオマス資源本来の価値を保つことができます。しかしながら、供給元が国外において不法伐採された木材であったらどうでしょうか。本来再生可能であるべき森林が破壊されてしまえば、カーボンニュートラルという原則は崩れてしまい、木質バイオマス資源を利用する価値が失われてしまいます。

この様な問題の中で、数年前から持続可能(サステイナブル)な森林を認証するという動きが海外を中心に活発になっています。ここでの持続可能な森林とは、適切な森林管理慣行を行うことにより伐採などを行っても適正に維持されている森林を言います。FSC(Forest Stewardship council)は森林認証のための国際機関で、FSCが認定した認証機関が実際に検査を行い、森林認証を与えています。例えば熱帯雨林の保護を行っている国際NPOであるレインフォレスト・アライアンス(Rainforest Alliance)では、FSCの認定の元でSmart Woodと呼ばれる森林認証のプログラムを実施しています。FSCの森林管理は以下の10個の原則に基づいています。日本国内向けの森林管理基準も策定中のようです。

  1. 法律とFSCの原則の遵守
  2. 保有権、使用権および責務
  3. 先住民の権利
  4. 地域社会tの関係と労働者の権利
  5. 森林のもたらす便益
  6. 環境への影響
  7. 管理計画
  8. モニタリングと評価
  9. 保護価値の高い森林の保存
  10. 植林

国内で流通している木材には、まだまだ森林認証が少ないのが現状の様ですが、最近のグリーン購入や企業における環境経営やCSRの高まりにより、森林認証の重要性やニーズも増していると思われます。FSC日本推進会議も設立準備が行われているようです。

国内での森林認証の動きも最近活発になってきているとのことですが、また別の機会の調べて見たいと思います。国内での森林認証の状況などについて非常に詳しいホームページ「持続可能な森林経営のための勉強部屋」を見つけましたので、紹介しておきます。

都市に住んでいると、大切な森林のことをつい忘れがちになりますが、きちんと森林認証された木材製品を購入・使用したり、森林を訪ねたり、NPOの活動に参加するなど、できる範囲で国土の大部分(2/3)を占める森林のことを考えて行きたいものです。

11:24 午前 バイオマス | | コメント (0) | トラックバック (0)

2005年6月 4日 (土)

バイオマス利用の課題

本ブログも開始から一週間が経過しました。まだまだアクセスをして頂ける状態にはなっていませんが、できるだけ1回/日の投稿を目標に、「サステイナブル」、「環境」、「エネルギー」、「バイオマス」、「バッハ」の各カテゴリで順番に書いています。というわけで、本日は「バイオマス」の2回目です。

人類は古くから「バイオマス」を燃料や肥料などとして利用して来ました。バイオマス利用の原則は、その利用速度が再生速度を上回ってはいけないということです。例えば、森林の木材をボイラーで燃焼させる場合でも、製材所の端材や間伐材をつかうべきで、間違ってもその為に木材を伐採することはあり得ません。よって、バイオマスを利用する場合には、どこにどれだけのバイオマスが余剰にあるかを、まず調べて、それに最適な利用方法を決める必要があります。

バイオマスには、木質、食品残渣、畜糞などがありますが、最近はこのうち木質(端材、間伐材など)の利用が全国的に行われています。ただし、製材所で発生する端材についてはかなりの部分はリサイクルが行われており、実際にボイラーなどで燃焼させる割合はかなり少なくなっています。特にバイオマス・ニッポンが始まってからは全国的にバイオマス発電の設備が増えてきており、木質チップが不足する事態も予測されます。食品残渣や畜糞については、主に微生物発酵による堆肥化処理が行われいますが、問題は堆肥化したものの使い先が限定されているということです。堆肥は畑によって必要とする時期や種類が異なり、マッチングしなければ結局は埋め立て処理をすることになります(それでも畜糞を野積みにするよりはましですが)。

バイオマス発電は、小型(1トン/日以下)のものから大型(数10トン/日以上)のものまで、様々な方式の設備が稼動を開始しています。比較的昔から行われているのが、製材所に併設されたボイラー燃焼+蒸気タービンの設備で、安定的に端材が供給され、発生した電力と熱を製材所ですぐに利用できるというクローズドサイクルを形成することが容易にできます。ところが、最近のバイオマス発電設備は、実証段階ということでとりあえず木質チップを集めて来て発電を行っても、それを設備内で一部消費して残りを電力会社に売ろうとしても非常に安い値段でしか売ることができません。2年前にRPS法(電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法)が施行され、基本の売電価格に上乗せする「新エネルギー等電気相当量」を設定できることになりました。国内電力各社は、一定割合の新エネルギーを利用することが義務付けられていますが、その目標が低く抑えられておりその価格が低迷しています。バイオマス発電では熱利用が重要と言われていますが、ごみ発電設備での熱利用と同様に、なかなか安定した利用先は無いのが現状です。

一方、堆肥化の方は「家畜排泄物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律」が昨年末に完全施行され、各地に堆肥化設備が整備されました。しかしご存知のとおりその堆肥を利用する農地が十分に整備されておらず、農家の高齢化などと合わせてなかなか難しい状況のようです。やはり、堆肥化によるバイオマス利用については、農業の事業化などにより、農業と一体となった取り組みが必要だと考えられます。

08:31 午前 バイオマス | | コメント (0) | トラックバック (2)

2005年5月29日 (日)

バイオマス・ニッポンのゆくえ

ここ数年、バイオマス(Biomass)という言葉が国内でもだいぶ広まってきましたが、これは2年半前(2002年12月)に閣議決定された「バイオマス・ニッポン」がひとつのきかっけでした。それ以前は、専門家の間だけで議論や研究されていたものが、そのころから行政や民間企業を巻き込んでバイオマスの利活用が具体的に検討されるようになってきました。ただし、バイオマスの種類が非常に広範囲にわたり、利活用の技術も非常に数多くある為、利活用の実施にあたっての検討・評価には、様々な課題が残っています。

バイオマスの種類には、木材などの木質バイオマスから、生ごみなどの食品残渣、鳥・豚・牛などの畜糞など多くのものがありますが、それぞれの発生状況は地域により大きく異なります。これらのバイオマスは広く薄く分布している為、収集や運搬にかなりのコストが必要になることが常に課題となっています。そこで、まずは比較的収集が簡単なものから利活用が検討されているのが現状です。例えば、製材所の端材、牧場での畜糞、スーパーの生ごみ、下水処理場などですが、実は国内でもっとも大きなバイオマス利用事例は製紙工場の黒液の処理(ボイラーで燃焼して発電)です。最近増えているのが、いわゆる「ごみ発電」で一般家庭からでるごみを燃焼して発電していますが、ごみの中の生ごみや紙などを計算で推計して、バイオマス相当分としているようです。発電以外のバイオマスの利用形態としては、堆肥化やプラスチック代替などの多くの種類がありますが、それぞれ課題をかかえています。

ひとつの課題しては、やりやすいものからバラバラに行っている現在のバイオマス利活用を、もっと体系的に地域の特性に合わせて最適化して行うことではないでしょうか。バイオマスに関する技術的な知見をまとめたバイオマスハンドブックのような本もありますし、数々の技術や装置が開発されてきていますが、これらの技術を的確に利用しつつ、綿密な計画のもとに各地域の特性に合わせて事業として成功させることが重要だと思います。そのためには必要な人材やノウハウをうまく育てることが必要になってきます。国内ではまだまだ成功事例が少ないですが、失敗した事例でも広くそのノウハウを共有、体系化して今後に生かすことが必要ではないでしょうか。数年前からNEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)が実施している数多くの技術開発、FS(事業検討)、FT(実証試験)のノウハウもそのひとつだと思います(膨大なレポートが技術情報データベースからダウンロード可能です)。

各地域が特性に合わせた事業を検討する動きは以前からあり、NEDOの地域新エネルギービジョン策定等事業や最近では農水省のバイオマスタウン構想などがありますが、この様な動きさらに一歩進めて継続的に地域や民間主導で的確に事業として実施することが重要だと思います。

08:28 午前 バイオマス | | コメント (0) | トラックバック (0)