バイオマス発電とは？仕組みやメリット、デメリットを徹底解説

バイオマス発電とは？基本の仕組みと特徴

バイオマス発電とは、木材や農作物の残りかす、家畜の糞尿、食品の廃棄物など、動植物から生まれた「生物資源（バイオマス）」を燃料にして電気をつくる発電方法です。

これらの資源を燃やして発生させた蒸気や、発酵・加熱によって生み出したガスでタービンやエンジンを回し、発電機を動かして発電します。

化石燃料に頼らず、本来であれば捨てられてしまう資源を有効活用できるため、再生可能エネルギーの一種として注目されています。地域の産業と結びつきやすいのも、大きな特徴のひとつです。

バイオマス発電に用いられるおもな燃料の種類

ひとくちにバイオマスといっても、その原料は実にさまざまです。大きく分けると、森林から生まれる「木質系」、農業や畜産から生まれる「農業・畜産系」、そして暮らしや産業から出る「生活・産業廃棄物系」の3つに分類できます。

それぞれ原料や燃料の形、活用方法に特徴があります。代表的なものを下の表にまとめました。

このように、森林の手入れで出る間伐材から毎日の食卓で出る生ごみまで、身近なものがバイオマス発電の燃料になります。

特に生活・産業廃棄物系は、捨てるはずだったごみがそのままエネルギーになるため、自分ごととしてイメージしやすいのではないでしょうか。地域ごとに手に入りやすい資源を活かせる点もバイオマス発電ならではの魅力といえます。

バイオマス発電の仕組みとは？3つの種類を解説

バイオマス発電は使う燃料や発電のしかたによって、大きく3つの方式に分けられます。それぞれの違いを順番に見ていきましょう。

①直接燃焼方式

木くずや可燃ごみなどを直接燃やし、発生した蒸気でタービンを回して発電する方式です。最もシンプルでイメージしやすい仕組みといえます。

ただし、ほかの方式に比べて燃焼温度が低いため、発電効率の観点から、ある程度まとまった量の燃料を扱う大型設備で用いられる傾向にあります。

②熱分解ガス化方式

燃料を高温で加熱してガスを発生させ、そのガスでガスタービンなどを回して発電する方式です。燃焼温度が高いため、直接燃焼方式に比べて設備が小さい場合でも、一定の発電効率を得られるのが大きな強みです。

発電に伴って生じる熱を、暖房や給湯などに再利用できるケースもあり、エネルギーを無駄なく使える点も魅力です。木質バイオマスや可燃ごみなどが燃料として活用されます。

③生物化学的ガス化方式

家畜の糞尿や生ごみ、下水汚泥などを微生物の力で発酵（メタン発酵など）させ、発生したバイオガスを使ってエンジンなどを回して発電する方式です。発生するガスは発熱量が高く、発電効率も高い傾向にあります。

本来は処理に困りがちな廃棄物を有効活用できるため、酪農地域や食品工場などで導入が進んでいます。ごみ問題の解決とエネルギーづくりを同時にかなえられる方式といえるでしょう。

バイオマス発電のメリットとは？

地球にやさしいといわれるバイオマス発電ですが、具体的にはどのような良さがあるのでしょうか。ここでは代表的な3つのメリットを紹介します。

CO2排出を抑える仕組みとして注目される

バイオマス発電では、木材や植物由来の燃料を燃やす際にCO2（二酸化炭素）が発生します。一方で、植物は成長する過程で大気中のCO2を吸収するため、燃焼時に出るCO2は、もともと植物が取り込んだものと考えられます。

この考え方にもとづき、バイオマス発電は化石燃料に比べてCO2排出を抑える仕組みとして注目されています。ただし、燃料の生産・加工・輸送でもCO2は発生するため、無条件にCO2を増やさないとは言い切れません。環境負荷を抑えるには、燃料の由来や調達方法まで含めて確認することが大切です。

捨てるはずの廃棄物を活かす資源循環

木くずやもみ殻、食品廃棄物など、本来であれば捨てられてしまうものをエネルギーとして再利用できるのも、バイオマス発電ならではの大きな魅力です。これまでお金をかけて処分していたものが、電気という価値あるものに生まれ変わります。

結果として、ごみの減量につながるだけでなく、限りある資源を無駄なく使い続ける「循環型社会」の構築にも直接的に貢献できる、環境にやさしい発電方法だといえます。

天候に左右されにくい安定した発電量

太陽光発電は夜や曇りの日に、風力発電は風が止むと発電量が落ちてしまうなど、多くの再生可能エネルギーは天候に左右されるという弱点があります。

一方、バイオマス発電は、燃料となる資源さえ確保できれば、天気や時間帯に関係なく24時間安定して発電を続けられるのが強みです。電力を安定して供給できるため、ほかの再生可能エネルギーを支える、頼もしい存在として期待されています。

バイオマス発電のデメリットと今後の課題

多くのメリットがある一方で、バイオマス発電には乗り越えるべき課題もあります。ここではおもな3つのデメリットを見ていきましょう。

燃料の収集・運搬・管理にかかるコスト

太陽光や風と違い、バイオマス発電は「形のある燃料」を使うのが特徴です。そのため、木材や農作物の残りかすなどを広い範囲から集め、発電所まで運び、品質を保ったまま管理する必要があります。

この収集・運搬・保管には、どうしても手間とコストがかかってしまうのです。特に山間部から木材を運び出す作業は負担が大きく、いかに効率よく燃料を確保するかが、事業を続ける上での大きな課題となっています。

他の発電方法と比べてエネルギー変換効率が低い

現状のバイオマス発電は、他の発電方法と比べると、燃料の持つエネルギーを電気に変える「変換効率」が比較的低いという課題を抱えています。せっかく燃料を集めても、そのエネルギーを十分に電気へ変えきれないケースがあるのです。

先ほど述べた燃料の調達コストの高さと相まって、採算をとることや経済性を高めることが難しくなる場合もあります。

質と量が揃った燃料の安定調達が難しい

発電を安定して続けるためには、品質が均一で、十分な量の燃料を途切れなく確保し続ける必要があります。しかし、季節や天候、地域の事情によって資源の量や質は変わりやすく、いつも同じ条件で燃料を集めるのは簡単ではありません。

こうした課題をクリアするには、「どこから」「どれだけ」燃料を集めるかを明確にした綿密な運用計画を、事業者が立てる必要があります。

日本におけるバイオマス発電の現状と今後の展望

課題はあるものの、バイオマス発電は日本でも着実に広がっています。ここでは、普及を後押しする制度と、地域に根ざした取り組みについて紹介します。

再生可能エネルギーの普及を目的としたFIT制度

再生可能エネルギーを広めるため、日本では「FIT（固定価格買取制度）」が導入されています。

FITとは、再生可能エネルギーでつくられた電気を、電力会社が国の定めた価格で一定期間買い取る制度です。バイオマス発電も、この制度の対象に含まれます。

バイオマス発電の場合 、木くずや生ごみなどの生物資源からつくった電気を、電力会社が国の定めた固定価格で原則20年間電気を買い取ります。

実際に国が定めるバイオマス発電の買取価格・期間を下の表にまとめました。燃料の区分や発電出力によって価格が細かく設定されています。

• ※1 FIT制度は調達価格、FIP制度（入札制度適用区分を除く）は基準価格、入札制度適用区分は上限価格。

  なお、2024年度以降の調達価格については、FIT認定事業者が課税事業者の場合には当該価格に消費税を加えた額とし、FIT認定事業者が免税事業者の場合には当該価格に消費税を含むものとする。（2023年度までは、当該価格に消費税を加えた額が調達価格（太陽光10kW未満を除く））また、2024年度以降の調達価格・基準価格（同年度以降に新規認定を取得した案件に限る）について、最大受電電力が10kW以上の場合には、当該価格に発電側課金相当額を加えた額とする。 

• ※2 FIT制度であれば調達期間、FIP制度であれば交付期間。 

• ※3 主産物・副産物を原料とするメタン発酵バイオガス発電は、当該主産物・副産物が直接燃焼する場合に該当する区分において取り扱う。

  石炭（ごみ処理焼却施設で混焼されるコークス以外）との混焼を行うものは、2019年度（一般廃棄物その他バイオマスは2021年度）からFIT/FIP制度の新規認定対象とならない。

  また、2018年度以前（一般廃棄物その他バイオマスは2020年度以前）に既に認定を受けた案件が容量市場の適用を受ける場合はFIT/FIP制度の対象から外す。ただし、2018年度以前（一般廃棄物その他バイオマスは2020年度以前）に既に認定を受けた案件のFIP制度への移行は認める。

• ※4 FIT新規認定（2024年度は2,000kW未満、2025・2026年度は1,000kW未満（廃棄物の焼却施設に設置されるものは2,000kW未満））には、地域活用要件を設定する（ただし、沖縄地域・離島等供給エリアは除く）。

• ※5 バイオマス（一般木材等（10,000kW以上）・液体燃料）区分は、2026年度以降、FIT/FIP制度の新規認定対象とならない。また、2025年度以前に既に認定を受けた案件が、2026年度以降に調達価格/基準価格が変更される事業計画の変更（区分ごとのバイオマス比率の変更については、これらの区分のバイオマス比率の変更に限る。）を行う場合は、FIT/FIP制度の支援対象外となる。ただし、2025年度以前に既に認定を受けた案件のFIP制度への移行は認める。

地域活性化につながる地産地消の推進

近年は、地域で発生した未利用材（林地残材など）や生ごみを、その地域でエネルギーに変えて使う「地産地消」のモデルが、日本各地で広がっています。

地元の資源を地元で電気に変えることで、わざわざ遠くから燃料や電気を運ぶ必要がなくなり、エネルギーの自給率向上につながるのです。さらに、燃料の収集や発電所の運営を通じて新たな雇用が生まれるなど、地域経済の活性化にも貢献します。

災害時には、停電に左右されにくい独立した電源として地域を支える役割も期待されており、バイオマス発電は地域にとって心強い存在になりつつあります。

バイオマス発電の仕組みやメリット・デメリットを正しく理解しましょう！

バイオマス発電は、木材や生ごみ、家畜の糞尿といった身近な動植物資源を活かす、カーボンニュートラルで地球にやさしい発電方法です。天候に左右されにくく安定して発電できる上、廃棄物を減らして資源を循環させるメリットがあります。

一方で、燃料の収集・運搬コストや変換効率、安定調達といった課題も残されています。メリットとデメリットの両方を正しく理解することが、これからのエネルギーを考える第一歩です。

電気の使い方を見直すことも、私たちにできる身近な一歩です。まずはご自宅の電気料金を、シミュレーションでチェックしてみてはいかがでしょうか。