バイオガス発電は、微生物を使って家畜のふん尿や生ごみからメタンガスを発生させて採集し、それを用いて行う発電のことです。
メタンは燃えやすい性質を持っていますので、燃料として活用することができます。
生物資源を用いる、バイオマス発電の一種です。
バイオガスの作り方
原料となるごみなどを、酸素のない状態(嫌気環境)で微生物によって分解させます。
するとメタンや二酸化炭素などの気体が発生しますので、その中からメタンを取りだします。
原料には、生ごみや紙ごみ、家畜のふん尿、草木類などがあります。
このような資源を、廃棄系バイオマスといいます。
出典:環境省
また、微生物が食べ物したものは発酵残渣といい、肥料として農地で使用することができます。
バイオガスのメリット
本来はごみとして焼却されるはずのものを、資源として利用することができます。
これによってごみの焼却量を減らし、環境への負荷が軽減します。
また、発酵残渣を農地で肥料として用いることで、エネルギーを地域の中で循環させることができます。
また、温室効果ガスの発生を減少させることもできます。
バイオガスの課題
バイオガスの活用には、いくつかの課題があります
設備投資のコスト
ごみの焼却施設に加えて、メタンガス化施設も建設しなくてはならないため、設備投資に費用がかかります。
バイオガスの中には有毒な気体も含まれるため、これを除去する施設も必要になります。
このほかに、脱臭設備や、発酵に不適切な物を分別する施設なども用意する必要があります。
資源の収集
発電の資源となる、生ごみや家畜のふん尿の収集方法を考え、安定した量を確保する必要があります。
このため、畜産施設や、食品加工施設や学校給食などで発生するふん尿・生ごみを積極的に活用することが求められています。
資源不足に陥ることを防ぐため、これらが収集しやすい地域を選定した上で、バイオガス発電を行う必要があります。
各種処理
発酵残渣を肥料として利用できない場合には、別途処理をする必要が生じます。
また、バイオガスを発生させる過程で、有害物質を含む消化液が発生します。
これらを河川などに排出する際には、基準値以下に濃度を抑えなくてはならず、事前の処理が必要となります。
このようにバイオガスを扱うには、様々な要因に配慮しなくてはならず、総合的にはコストが高くなりがちです。
ですので採算性については、事前によく検討しておかなければなりません。
プラント建設・維持コスト
メタンガス発電施設の建設コストは、他の再生可能エネルギーに比べると、高い水準になっています。
例えば太陽光では1Kwにつき建設費が25.1万円で、維持費が年に6千円ですが、メタンガスは建設費が200万円で、維持費が4万円になります。
各種再生可能エネルギーの建設・維持コストは以下のようになります。
再生可能エネルギーの種類ごとのコスト比較
区分 | 建設費 | 運転維持費 |
太陽光(10kW~) | 25.1万円/kW | 6千円/kW・年 |
風力(20kW~) | 31万円/kW | 11千円/kW・年 |
地熱(1.5万kW~) | 79万円/kW | 33千円/kW・年 |
中小水力(200~1,000kW未満) | 105万円/kW | 16千円/kW・年 |
未利用木材燃焼(2,000kW~) | 43万円/kW | 54千円/kW・年 |
メタン発酵ガス化(50kW〜) | 200万円/kW | 40千円/kW・年 |
平成28年2月の資源エネルギー庁公表資料より
事例
北海道十勝にある鹿追町環境保全センターでは、潤沢な家畜のふん尿などの資源を集積し、発酵させてメタンガスを発生させています。
そしてそれを発電や熱利用、水素化など、多彩に活用しています。
また、発電で発生した余剰な熱を、マンゴー栽培のビニールハウスでも利用しています。
畜産が盛んな地域が多いことから、北海道ではバイオガス発電の事例が多くなっています。