【マンガでわかる】バイオマス発電とは?/仕組み/メリット/デメリット

マンガでわかるバイオマス発電とは? SDGs
この記事を書いた人

ウチダ リュウジ

・東京大学大学院 自然環境学専攻卒 修士(環境学)
・大学院でマンガを使った環境教育を研究

インタビュー記事はこちら

夢の発電方法?その名もバイオマス発電!!

テレビを見るウチダ
日本のエネルギー自給率は10%で推移している
日本はほとんど火力発電で電気を作っている
世界の資源に依存する日本
ウチダ
ウチダ

ひえ〜。

バイオマス発電とは
夢の国産エネルギーバイオマス発電
夢のエコ発電方法、バイオマス発電
感激するウチダ
バイオマス発電は生ゴミから発電できる
バイオマス発電は間伐材、木製家具から発電できる再生可能エネルギー
感心するウチダ
ウチダ
ウチダ

ん〜

でも、バイオマス発電のことについてよく知らないな〜。

飛ぶリュウジー
ウチダ
ウチダ

リュウジー!!

そうなんだよー。

バイオマス発電のことがちょっと気になってるんだけど、よくわかんなくてー。

リュウジー
リュウジー

しょうがあらへんなー。

じゃあ今日はバイオマス発電についてお前さんにでもわかるよう、わかりやすく解説したるわ。

ウチダ
ウチダ

わーい。

バイオマス発電とは何か

リュウジー
リュウジー

バイオマスとは、bio(生物)、mass(量)を組み合わせた造語で生物資源ちゅう意味や。

ウチダ
ウチダ

生物資源??

リュウジー
リュウジー

植物や動物由来っちゅうことや。

例えば木や生ゴミなんかやな。

ただ化石燃料も実は生物由来なんやけど、一般的にバイオマス燃料には含まれん。

バイオマス燃料=生物由来燃料
ウチダ
ウチダ

ほぉー。

リュウジー
リュウジー

大きくは乾燥系or湿潤系バイオマスに分けられるな。

ウチダ
ウチダ

乾燥?湿潤?

リュウジー
リュウジー

乾いとるか、湿っとるかやな。

代表的なバイオマス燃料として、乾いとんのは木質系、湿っとんのは生ゴミや糞尿やな。

驚くウチダ
リュウジー
リュウジー

せや。

家畜の排泄物や、お前さん家から出る下水汚泥もバイオマス燃料や。

もうちょい詳しく分類すると以下のようになる。

参考:資源エネルギー庁 バイオマス発電

バイオマス燃料の分類
ウチダ
ウチダ

ほー。

いろんなバイオマスがあるんだね。

リュウジー
リュウジー

まあ実際は日本で発電に使われるバイオマス燃料は、ほとんどが木質系バイオマスや。

参考:資源エネルギー庁 バイオマス発電について(pdf)

日本においてはほとんどが木質系バイオマス燃料を使った発電
ウチダ
ウチダ

えっ!!

そうなんだ。

バイオマス発電の仕組みとは

ウチダ
ウチダ

なんかすごそうなバイオマスだけど、実際にはどうやって発電してるのー?

リュウジー
リュウジー

そもそも発電ってどうやるか知っとるかー?

ウチダ
ウチダ

しらなーい。

リュウジー
リュウジー

……。

基本的に発電ってどうやって「タービン」を回すかなんやけど……

(太陽光発電を除く)

ウチダ
ウチダ

タービン??

リュウジー
リュウジー

流体のエネルギーを回転運動に変える装置なんやけど……

タービンの簡単な仕組みイラスト
ウチダ
ウチダ

ほへー…

リュウジー
リュウジー

……。

まあ簡単にいうと、ヤカンで水を沸騰させると勢いよく水蒸気が出てくるやろ?

あれでプロペラを回すイメージやな。

タービンとはヤカンで沸騰させてその水蒸気でプロペラを回すイメージ
ウチダ
ウチダ

な〜るほど〜。

リュウジー
リュウジー

で、バイオマス発電においてこのタービンを動かす方法が大きく3つある。

  1. 直接燃焼方式
  2. 熱分解ガス化方式
  3. 生物化学的ガス化方式

や。

ウチダ
ウチダ

それぞれどう違うのー?

直接燃焼方式

リュウジー
リュウジー

まずは「直接燃焼方式」について説明したるわ。

リュウジー
リュウジー

まあこれは一番シンプルでバイオマス燃料を燃やして、その熱で水を水蒸気に変え、タービンを回して発電や。

主に木質系バイオマスである間伐材やペレットなどが燃料に使われる。

バイオマス発電、直接燃焼方式イラスト
ウチダ
ウチダ

ほうほう。

リュウジー
リュウジー

さっきの話で言うと木を燃料にヤカンを沸騰させるイメージやな。

直接燃焼方式の簡単なイメージ
ウチダ
ウチダ

おおー。

わかりやすーい。

リュウジー
リュウジー

可燃ゴミ焼却施設に併設されることもあり、エネルギーが有効活用されとる例もある。

熱分解ガス化方式

リュウジー
リュウジー

2つめのバイオマス発電方法は、「熱分解ガス化方式」や。

リュウジー
リュウジー

さっきの直接燃焼方式にちょい似てんねんやけど、ポイントはガス化させるっちゅう点や。

ウチダ
ウチダ

ガス化??

リュウジー
リュウジー

バイオマスを直接燃焼させるわけではなく、加熱してガス化させるんや。

熱分解ガス化方式の簡単な仕組みイラスト
ウチダ
ウチダ

へぇー。

でもさー直接燃やせばいいのに、どうしてわざわざガス化するの?

リュウジー
リュウジー

おっ。ええ質問や。

この熱分解ガス化方式で使われるバイオマスは生ゴミなどが使われる。

生ゴミは湿潤系で直接は燃えにくいねん。

せやから一旦ガス化すんねん。

ウチダ
ウチダ

へー。そーなんだー。

リュウジー
リュウジー

もう一つこの方式のええところは、発電施設が小型化できんねん。

直接加熱方式は高い火力が必要やから大規模になりがちやけど、熱分解ガス化方式は、そこまで高い火力やないから小規模で建てやすいねん。

直接加熱方式と熱分解ガス化方式の違い

生物化学的ガス化方式

リュウジー
リュウジー

3つめのバイオマス発電方法は「生物化学的ガス化方式」や。

リュウジー
リュウジー

この方法は今までの二つの燃やす系と違い「発酵」がキーワードや。

家畜の排泄物や下水汚泥、生ゴミを原料としそれを発酵、メタンガスを発生させ発電する。

生物化学的ガス化方式イラスト
バイオマス発電は排泄物から作られる
リュウジー
リュウジー

この生物化学的ガス化方式のええ所は、他の2つの方式には向かない水分量が多い原料が使える点、発電に使用した後のバイオマスが肥料としても使える点、発電効率がええ点などがあるな。

生物化学的ガス化方式メリット

小まとめ

直接燃焼方式熱分解ガス化方式生物化学的ガス化方式
発電方法燃やす温める発酵
原料木質系バイオマス、燃えるゴミなど生ゴミ、間伐材など生ゴミ、排泄物など
メリット大規模発電可、焼却施設に併設、発電コスト低低火力、小規模発電可高発電効率、残渣有効活用
デメリット高火力必要、大規模施設高い技術施設、高コスト高コスト、異臭管理

バイオマス発電のメリット

ウチダ
ウチダ

バイオマス発電ってすっごいねー!!

リュウジー
リュウジー

せやな。

バイオマス発電ならではのメリットも多い。

今日はメリットとして3つ取り上げるわ。

  1. カーボンニュートラル
  2. 資源の有効活用
  3. 安定供給電力

バイオマス発電のメリット①カーボンニュートラル

リュウジー
リュウジー

バイオマス発電のメリット1つ目は、カーボンニュートラルっちゅう点や。

ウチダ
ウチダ

カーボンニュートラル??

リュウジー
リュウジー

カーボンニュートラルっちゅうのは、排出される二酸化炭素が実質ゼロってことで詳しくはこっち↓の記事で解説しとるから見るとええ。

ウチダ
ウチダ

ほぉー。

じゃあバイオマス発電がそのカーボンニュートラルってこと?

リュウジー
リュウジー

せや。

バイオマス発電の代表的な原料である木質系は、成長するときに二酸化炭素を吸って蓄積させる。せやから燃やしたときに二酸化炭素が出たとしても足し引きゼロやっちゅう考え方や。

カーボンニュートラルなバイオマス発電
ウチダ
ウチダ

おお〜。

すごいエコだね。

バイオマス発電のメリット②資源の有効活用

リュウジー
リュウジー

バイオマス発電のメリット2つ目は、資源を有効活用できる点や。

ウチダ
ウチダ

ほうほう。

リュウジー
リュウジー

さっきから言うてる通り、バイオマス発電に使われる原料は、間伐材や生ゴミ、排泄物などほんまやったらそのまま捨てられるようなものをエネルギー源として有効活用しとる。

バイオマス発電のメリット2資源の有効活用
ウチダ
ウチダ

おお〜。確かに。

これはバイオマス発電ならではのメリットだね。

リュウジー
リュウジー

ほんで化石燃料などの輸入資源に頼りっきりの日本にとっては、数少ない国産エネルギー源になるんや。

バイオマス燃料は国産資源
ウチダ
ウチダ

おお〜。

バイオマス発電のメリット③安定供給電力

リュウジー
リュウジー

バイオマス発電のメリット3つめは、安定した電力の供給や。

ウチダ
ウチダ

ん?どういうこと?

リュウジー
リュウジー

エコ発電である再生可能エネルギーには他にどんなんがある?

ウチダ
ウチダ

え!?えーっと……

太陽光発電…?

リュウジー
リュウジー

せや。

他には風力発電も再生可能エネルギーやな。

リュウジー
リュウジー

この太陽光と風力発電は日本でもちょこちょこ普及しとんやけど……

供給が不安定っちゅう欠点があるんや。

ウチダ
ウチダ

供給が不安定??

リュウジー
リュウジー

太陽光発電は天気が悪かったり夜間は発電できんし、風力発電は風が吹かんと発電できん。

共に発電量の見通しが立てづらいんや。

太陽光・風力発電は天候に左右され発電量が安定しない
リュウジー
リュウジー

一方でバイオマス発電は、投入する燃料の量を調節すればいつでも発電量を変えられる。

ウチダ
ウチダ

そっかー。

天気が悪いだけでいきなり停電ってなったら困るもんねー。

同じ再生可能エネルギーでも安定供給できる点は強みだね。

バイオマス発電のデメリット

ウチダ
ウチダ

バイオマス発電ってやっぱりすっごいねー!!

もっと普及しててもいいのになぁー。

これからはどんどんバイオマス発電を作ってこー。

リュウジー
リュウジー

まあ気持ちはわかるけどちょっと待てや。

今の日本の電力供給源の割合知ってるか?

ウチダ
ウチダ

し…しりません。

リュウジー
リュウジー

2022年、日本の電力割合は約8割が火力発電バイオマス発電は3%しかなかった。

参考:資源エネルギー庁 総合エネルギー統計

日本の電力供給源割合
たった3%しか日本にはバイオマス発電は普及していない
ウチダ
ウチダ

こんなにメリットだらけでエコな発電方法なんだから、もっといっぱいあってもいいのになぁー。

なんでだろう?

リュウジー
リュウジー

それはバイオマス発電にもデメリットがあるからや。

今日はデメリット4つ紹介するわ。

  1. 高い発電コスト
  2. 本当にカーボンニュートラルなのか
  3. 森林破壊
  4. 発電所事故

バイオマス発電のデメリット①高い発電コスト

リュウジー
リュウジー

バイオマス発電のデメリット1つめは「高い発電コスト」や。

リュウジー
リュウジー

まあこれが日本でバイオマス発電が普及しない1番の理由になっておる。

日本でバイオマス発電普及には高い発電コストの壁が立ちはだかる
ウチダ
ウチダ

ほうほう。

どうしてー?

リュウジー
リュウジー

まず原料であるバイオマスが各地に点在しとる点が挙げられるな。

ウチダ
ウチダ

ん?

リュウジー
リュウジー

例えば火力発電なら原料である石油や石炭を海外からドカっと輸入すればええんやけど、バイオマス発電で使われる原料は、各地の山から切り出した間伐材や各家庭の生ゴミやったりする。

すると集積するためのコストが結構かかる。

原料が点在しているため
集積コストがかかる
リュウジー
リュウジー

またバイオマス発電は発電効率20%程度とそこまで高くなく、水力発電80%、火力発電の40%と比べるとエネルギーをうまく使えていない。

バイオマス発電は発電効率20%程度
ウチダ
ウチダ

そっかー…。

ところで水力の80%ってすごいね…。

リュウジー
リュウジー

水力発電は位置エネルギーをうまく使えるからな。

リュウジー
リュウジー

そんなこんなでトータルで見ると現状、バイオマス(専焼)発電コストは、1kwhあたり約30円で(日本で一番普及している)火力発電の倍以上になるんや(2020年)。

参考:資源エネルギー庁 基本政策分科会に対する発電コスト検証に関する報告(pdf)

ウチダ
ウチダ

ひぇ〜。

火力発電の発電コストの倍以上か〜……

そりゃ普及の大きな壁だねぇ…。

リュウジー
リュウジー

コストを下げるには発電時の熱をうまく利用するなど工夫が必要やな。

バイオマス発電のデメリット②本当にカーボンニュートラルなのか

リュウジー
リュウジー

バイオマス発電のデメリット2つめは「バイオマス発電は、本当にカーボンニュートラルなのか」や。

ウチダ
ウチダ

えええ!?

さっきメリットの所でバイオマス発電はカーボンニュートラルで地球に優しいみたいなこと言ってたじゃん!!

ウチダ
ウチダ

嘘つきー!!!

リュウジー
リュウジー

……まあ落ち着けや。

この図は間違ってはないんやけど、いろんなとこが省略されとんのや。

カーボンニュートラルなバイオマス発電
ウチダ
ウチダ

……。

リュウジー
リュウジー

日本でバイオマス発電の原料は多くを木質系バイオマスに頼っとるって話はしたけど……

日本においてはほとんどが木質系バイオマス燃料を使った発電
ウチダ
ウチダ

うん……。

リュウジー
リュウジー

さらにその木質系のほとんどが実は輸入木質ペレットやったりするんや。

ちなみに木質ペレットとは、乾燥した木材を破砕して数cmに固めて作られるもんや。

木質ペレットとは
リュウジー
リュウジー

その木質ペレットは…

  1. 森から木を切り出すときにCO2を排出
  2. 木材を加工工場に搬出時にCO2を排出
  3. ペレットに加工するのにCO2を排出
  4. 日本に輸出時にCO2を排出
  5. 発電時にCO2を排出

するんや。

バイオマス発電は、本当にカーボンニュートラルなのかイラスト
ウチダ
ウチダ

うわわわ〜。

全然カーボンニュートラルじゃないじゃん…。

CO2出しまくり…。

リュウジー
リュウジー

まあ正直これやったら「火力発電と変わらんやん」っちゅう意見もある。

ウチダ
ウチダ

た…確かに…。

資源を輸入して燃焼させて発電という点では同じか…。

リュウジー
リュウジー

しかもバイオマス発電のメリットの1つでもあった国産エネルギーっちゅう点は揺らぐわな。

バイオマス燃料は国産資源
リュウジー
リュウジー

せやから、少しでもカーボンニュートラルに近づけるには日本国内で地産地消がベストや。

地域活性にもつながるしな。

ただコスト・資源調達量の問題があるんやけどな…。

バイオマス発電のデメリット③森林破壊

リュウジー
リュウジー

バイオマス発電のデメリット3つめは、「森林破壊」や。

ウチダ
ウチダ

し…森林破壊!?

リュウジー
リュウジー

さっきから言うてるように日本でバイオマス発電に使われる原料の多くは輸入木質系ペレットや。

ウチダ
ウチダ

そうみたいだね…。

リュウジー
リュウジー

このペレットやけど、間伐材や他に使用用途のない木材を加工したものなら資源の有効活用で問題ないんやけど……

資源の有効活用
リュウジー
リュウジー

輸出用にわざわざ皆伐かいばつ(一遍に木を伐採ばっさいすること)してペレットに加工しとるケースもあるんや。

バイオマス発電が森林破壊を誘発
ウチダ
ウチダ

ひぇ〜。

「資源を有効活用」っていうバイオマス発電のメリットがなくなるじゃん…。

間伐材を使えばいいのにー。

リュウジー
リュウジー

まあ金になるんや。

木質ペレットにすれば儲かるんやったら、そりゃあそれを作るわなー。

現地の人の言い分
ウチダ
ウチダ

う、う〜ん……

バイオマス発電のデメリット④発電所事故

リュウジー
リュウジー

バイオマス発電のデメリット4つめはバイオマス発電所事故や。

ウチダ
ウチダ

ええっ!?

発電所の事故!?

リュウジー
リュウジー

せや。

バイオマス発電所では残念なことに毎年のように火災事故が発生しとる。

バイオマス発電には高い技術管理が必要となってくる。

ウチダ
ウチダ

ひぇ〜火災事故〜。

リュウジー
リュウジー

火災が起こっているほとんどは、日本で建設ラッシュの木質系バイオマス発電所なんやけど、2023年には国内施設数が200箇所を突破した。

参考:林野庁 木質バイオマス発電施設の認定・導入状況(pdf)

日本国内木質バイオマス発電施設導入件数
リュウジー
リュウジー

火災の原因は木質ペレットの自然発火が要因になっとるケースが多いな。

木質ペレットは崩れやすく燃えやすいから、取り扱いを注意せなあかんのや。

ペレットが発酵してガスに引火っちゅう例もある。

木質ペレットが火災の要因
ウチダ
ウチダ

ひぇえ〜。爆発…。

燃料としては全く燃えないっていうのも問題だし、難しいねー…。

リュウジー
リュウジー

せやな。徹底した安全管理が必要やな。

で、建設ラッシュの木質バイオマス発電施設やけど、こんな感じで事故も多発しとるから建設時に周辺住民とトラブルになりがちやねん。

バイオマス発電所建設で周辺住民とトラブル
ウチダ
ウチダ

うあああー。

うーん…そうだよねー…。

事故って聞くとちょっと怖いよねー。

リュウジー
リュウジー

まあ、もちろん全部の施設で事故が起こっとるわけちゃうし、安全管理を徹底しとる企業が大多数や。

でもこういうリスクがあるっちゅうのは覚えといてもええかもな。

ウチダ
ウチダ

ううう…。

何かバイオマス発電ってデメリットばっかのような気がしてきたな…。

リュウジー
リュウジー

うまく使えば資源の有効活用になるし、枯渇が予想される化石燃料に代わる再生可能エネルギーとして重要な発電方法であることは間違いない。

なんでもそうなんやけど要は使い方次第や。

SDGs目標7「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」

リュウジー
リュウジー

SDGs目標7では「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」と掲げておる。

sdgs目標7、エネルギーをみんなにそしてクリーンに
リュウジー
リュウジー

バイオマス発電はうまく使えば地域活性にもつながるし、国産資源としてエコな再生可能エネルギーや。

ウチダ
ウチダ

うん。そうだね。

バイオマス発電のメリット・デメリットをしっかり理解して持続可能な社会になるようにしないといけないね。

リュウジー
リュウジー

今日の解説はここまでや。しっかり復習するように

ウチダ
ウチダ

はーい。

★レベルアップ(広告)

賢くなったウチダ
ウチダ
ウチダ

この調子でもっと勉強してレベルアップして……

有名大学に憧れるウチダ
リュウジー
リュウジー

そんな時は、

トウコベ

や。

ウチダ
ウチダ

リュウジー!!

トウコベ

??

トウコベ

リュウジー
リュウジー

講師が東大生のオンライン個別指導塾や!!

ウチダ
ウチダ

ええ〜!!先生が東大生ー!?

じゃあ東大生に直接教えてもらえるの?

リュウジー
リュウジー

せや。

東大生がマンツーマンで学習のサポートをしてくれる。

オンラインやからどこでも受講できる!!

ウチダ
ウチダ

でも、お高いんでしょう?

リュウジー
リュウジー

フフッ。

そうでもないねん。

トウコベのメリット
リュウジー
リュウジー

30日間の全額返金保証もあるから、合わんかったら辞めればええし、まずはお試しで始めてみるのもええかもな。

トウコベは30日間の全額返金保証
リュウジー
リュウジー

無料で勉強相談できるから、まずは聞いてみるとええわ。

\まずは無料勉強相談から/
リュウジー
リュウジー

よしよし。宣伝も済んだし満足満足。

最後に今日のまとめや。

まとめ

  • バイオマスとは、bio(生物)、mass(量)を組み合わせた造語で生物資源という意味
  • 日本で発電に使われるバイオマス燃料は、ほとんどが木質系バイオマス
  • バイオマス発電方法
    1. 直接燃焼方式
    2. 熱分解ガス化方式
    3. 生物化学的ガス化方式
  • バイオマス発電のメリット
    1. カーボンニュートラル
    2. 資源の有効活用
    3. 安定供給電力
  • バイオマス発電の国内発電割合は3%
  • バイオマス発電のデメリット
    1. 高い発電コスト
    2. 本当にカーボンニュートラルなのか
    3. 森林破壊
    4. 発電所事故
SDGs
シェアする

★世界の子供たちへの寄付でSDGsに貢献(広告)

SDGs問題について考えるウチダ
リュウジー
リュウジー

せやったら…

チャイルド・スポンサーシップは一つの手かもな。

1日あたり150円の支援で「希望」を

ウチダ
ウチダ

チャイルド・スポンサーシップ??

リュウジー
リュウジー

チャイルド・スポンサーシップとは途上国の貧しい子供たちへ寄付支援することや。

ウチダ
ウチダ

き…寄付かー…。

大切な事だってのはわかるけど……

なんかちょっと怖いなー…。

やったことないし、あやしい団体じゃないよね…?

怪しむウチダ
リュウジー
リュウジー

……。

チャイルド・スポンサーシップを運営する「ワールド・ビジョン・ジャパン」は、東京都の認定を受けた認定NPO法人で世界中で活動しておる。

ほんで日本国内で6万人以上が支援者になっとるし、有名人の支援者もおる。

ウチダ
ウチダ

ろ、6万人!?

ほへー。

寄付内容について話すリュウジー
リュウジー
リュウジー

つまり寄付をすることによってSDGsの目標のいろんなとこに貢献できるわけや!!

ウチダ
ウチダ

なっなんと!!

SDGs目標1,2,3,4,6,10
寄付をすればいろんな分野に貢献できる
ウチダ
ウチダ

おおー…。

寄付かー…うーん…。

リュウジー
リュウジー

チャイルド・スポンサーシップのええ所は、「寄付したらそれで終わり」ちゃうくて

  • 1年に1回、子供たちの写真付き成長報告が届く
  • 子供たちと手紙のやりとりができる

などのアフターケアもあるんや。

チャイルドスポンサーのメリット
リュウジー
リュウジー

1日あたり150円、月々4500円から始められるんや。

ウチダ
ウチダ

月4500円かー…。うーん。

お母さんに聞いてみようかな…。

リュウジー
リュウジー

まあ、もちろん寄付やからお前さんがしたいと思ったらしたらええ。

寄付することがSDGsに貢献する一つの方法かもなってことだけ覚えときー。

ウチダ
ウチダ

はーい。

\詳しくはこちらから/
リュウジー
リュウジー

よしよし。宣伝も済んだし満足満足。

(デジャブ)