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木質バイオマスのコスト比較：熱併給と発電熊崎 実
2013年9月16日号掲載 最初の講義で触れたように、2010年の時点で広い意味でのバイオマス（IEA統計でいう「生物燃料および廃棄物」）は、先進国（OECD加盟国）においても、一次エネルギー総供給の4.9％を賄っている。再生可能なエネルギーの中でこれに次ぐのは水力発電だが、大規模水力を含めてそのシェアは2.1％ほど。風力、太陽光、地熱などその他の自然エネルギーは全部合わせても1.2％くらいにしかならない。
にもかかわらず再生可能なエネルギーと言えば、風力や太陽光、地熱などが前面に出てきて、バイオマスの影が薄い。こうなった理由の一つは、電力を重視し、熱を軽視する各国のエネルギー政策にあると思う。総エネルギー消費の40％前後が暖房や給湯などの熱供給に向けられていることを考えれば、片手落ちと言うべきだろう。バイオマスの得意分野は熱供給であり、実績でもそうなっている。
ところが発電が政策的に優遇されるとなれば、多少無理をしてでもバイオマスで発電しようという動きが出てくる。わが国でもFITの制度が発足して、バイオマスでつくった電気がかなり有利な固定価格で販売できるようになった。5〜10MWないしそれ以上の本格的なバイオマス発電所を建設する計画が全国のあちこちで持ち上がっている。欧州ではこうした｢発電先行｣の考えに疑問を呈する向きが少なくない。その根拠となっているのは次の三点である。
今回はまずこの三つの論点を一瞥した後、バイオマスによる熱供給と発電が化石燃料との対比でどれほどの市場競争力を持っているか、国際エネルギー機関（IEA）が最近公表したデータをもとに検証することにしたい。
バイオマス資源の効率的利用を重視するオーストリアバイオマスのエネルギー利用で電気と熱のどちらに軸足を置くべきか。これはなかなか微妙な問題で一律には論じられない。欧州ではどちらかと言うと熱重視の傾向が強いように思う。たとえば以前オーストリアのバイオマス協会で会長を務めていたH.コペッツ氏などは、公の席で熱重視の考えを繰返し強調していた。その根拠となったのはエネルギー変換効率の違いである。
表1は、2007年にユトレヒトで開かれた会議に提出された資料の一部だが、彼が言いたいのは、バイオマスを直接燃やして熱を生産すれば、バイオマスが内包するエネルギーの85〜90％が有効な熱に換えられる。ところが、バイオマスから電気だけをとろうとするとせいぜい25〜30％しか電気に換えられない。残りが無駄になってしまう。それゆえ発電するなら排熱も利用する熱電併給でなければならぬ、という主張である。
表1 バイオマスのエネルギー変換技術と効率
http://www.kankyo-business.jp/column/img/20130909km001.jpg
（出所）H.Kopetz（2007） Bioenergy：challenges and opportunities,Utrecht, May 2007. この表のエタノール発酵には若干の注釈が必要だ。40〜50％という効率は、穀類などを原料とする「第一世代」のバイオ燃料の話である。木質系の｢第二世代｣ではとてもこのレベルの効率は得られない。ところがEU当局はバイオ燃料についても2020年までに達成すべき目標を各国に提示していた。こうしたEU指令に反発する声も聞かれる。オーストリアは既存のバイオマス資源をほぼ目一杯に使っており、発電や液体燃料についてのEU指令を達成しようとすると、熱供給に使われていた木質燃料を不本意でもそちらに振り向けるしかない。これは最適利用からの逸脱だと言うのである。
いずれにせよバイオマス資源の需給がひっ迫してくると、資源のより効率的な利用が強く求められるということだろう。早い話が、未利用バイオマス資源の多いアメリカでは熱電併給の評判はあまり良くない。発電に熱利用を義務づけると、発電できる場所が限られて資源の有効利用がかえって妨げられると見られている。
バイオマス発電をFITから外したイギリスの論拠イギリス政府が再生可能なエネルギー源の一つとしてバイオマスを本格的に取り上げるようになるのは、2003年のことである。この年にエネルギー問題を所管する通産省（DTI）と環境・食糧省（Defra）が共同して｢バイオマス・タスクフォース｣を立ち上げ、集中的な検討を行った。その最終報告書で強調されているのは熱生産の重要性である。風力発電や太陽光発電と比べてバイオマスがとりわけ優れているのは、質の高い熱が効率的に生産できることにある。加えて昨今の石油価格の上昇でバイオマスによる熱生産が経済的にも有利になったことも指摘している。
地球温暖化対策で世界をリードしようとするイギリスは、エネルギー政策においてもCO2の削減が重要なポイントである。たとえば1トンの木質チップ(発熱量4000kWh)を用いて化石燃料に置き換えたとき、どれほどのCO2が節約できるか。タスクフォースの報告書によると、変換効率の低い発電では0.5トン程度しか節約できないが、変換効率の高い熱生産であれば、その倍の1トン強の節約になる、と言う。
こうした理由をもとに、イギリスでは「バイオマスは熱生産に振り向け、発電には使うべきではない」というスタンスが定まった。熱に対しては「世界初」と自賛する固定価格買取制度（Heat Incentive）を立ち上げたが、通常のバイオマス発電は効率が低くコスト的に割高だとして電力FITの対象から外してしまった。政策的に力を入れているのは国内の森林資源を利用した分散型の小規模CHPである。
しかしその一方で、イギリスは海外から大量の木質ペレットを輸入して石炭火力でのバイオマス混焼を積極的に進めている。この背景には、CO2をたくさん排出する石炭の使用を何としても減少させるという政策目標があるようだ。
ペレット暖房でのコスト比較今世紀に入って石油や天然ガスの価格が上昇し、熱供給分野での木質燃料の競争力を強めていることは疑いない。この文脈でよく引き合いに出されるのが、石油暖房とペレット暖房のコスト比較である。
図1はオーストリアのペレット協会が継続的に調査している燃料価格の推移である。価格は発熱量当たりのユーロセントで示されているが、2002年あたりでは暖房用軽油とペレットはともに5セントでほぼ同じレベルにあった。その後、ペレットの価格はおおむね横ばいで推移しているのに、軽油は約2倍の10セントに跳ね上がった。これが国内のペレットの消費を大きく押し上げる一因となっている。
図1 オーストリアにおける暖房用燃料価格の推移
http://www.kankyo-business.jp/column/img/20130909km002.jpg
インフレ効果調整済み年平均価格 （注）2013年は7月までの平均 （出所）オーストリア・ペレット協会 www.propellets.at ただ最終的な優劣は発熱量当たりの燃料価格だけでは決められない。というのも木質焚きの燃焼機器は、化石燃料焚きのそれに比べて構造が複雑で設備費が嵩むからである。図2は、戸建て住宅に出力15kWの小型ボイラを導入して1年間運転した場合、石油とペレットで総暖房費にどれほどの差が出てくるかを見たものである。設備費は石油ボイラの700ユーロに対してペレットボイラはその2倍の1400ユーロ。運転費もペレットのほうが若干高い。
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木質バイオマスのコスト比較：熱併給と発電（引用）（Ⅱ）へ続く
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転載元: 
熱は熱に、光は光に。
電気でなければできないことだけに電気を使えば、発電にはかなり余力が出てくるはず。
熱を採ったついでに発電するならいいが。
ゴミ焼却場で発電してないのも不思議だ。
2013/9/25(水) 午後 10:15 [ MM21s ]
MM21s様
その通りですね。バイオマスは、熱供給に使うべきで、発電専用は効率が悪すぎますね。熱が主で、電気は従の熱電併給ならいいと思います。ゴミ焼却場での発電は自治体の焼却場とかで確か行われているところがあったと思います。
2013/9/26(木) 午前 7:43 [ クールアイランド ]