バイオマス発電の魅力について

 バイオマス発電とは、木材や植物残さ等のバイオマスを原料として発電を行います。また、バイオマスから得られるエネルギーを、バイオマスエネルギーといい、バイオマスとは、バイオ(bio:生物)とマス(mass:量)からできている合成語で、元は「生物資源量」という意味の生態学の用語です。バイオマス発電の原料となるのは、木質系、農業・水産系、食品系など生物由来の幅広い有機物です。
 バイオマスの中でも木材及び炭は、人間が最も古くから利用してきたエネルギー資源でした。産業革命を経て、石炭や石油、天然ガスなどの化石燃料が大量に消費されるようになりました、二酸化炭素(CO2)の排出削減が地球規模の課題となる中で、バイオマスが再びエネルギー資源として注目されています。バイオマスを燃焼した場合にも化石燃料と同様にCO2が必ず発生しますが、植物はそのCO2を吸収して生長し、バイオマスを再生産するため、トータルで見ると大気中のCO2の量は増加しない(カーボンニュートラル)と見なせます。そこで、化石燃料の代わりにバイオマスを原料として発電を行うことによって、CO2の排出削減につながることが期待されています。

図1 固定床ガス炉型ガスエンジン発電システム


図2

図3 ガス化炉の方式

 木質バイオマスを燃料とする発電には、大規模集中型と小規模分散型がありますが、木質バイオマスの収集輸送コストが高いため、小規模な発生源に対応した発電システムが求められていまが、下記の図4、5に特徴と課題を掲載しました。

図4 小規模分散型発電及び発電方式と出力の特徴

図5 小規模分散型発電の弱点のタールの除去方法

小規模バイオ発電の最適化

小規模バイオ発電が有力視する中、規模拡大の優位性を克服課題も多くあります。その1つが,生成物のタールでガス発電装置(内燃機関)で、図5に掲載したタール凝着による故障を近似ゼロを実現した後、さらに、発電効率をどの程度まで高めるかということなります。発電装置には、図2、4のごとく、蒸気タービンとガスタービンとガスエンジンの3つ方式が主流となっていますが、固定床・小規模分散型発電方式に現時点では、ガスエンジン発電方式が主流となっています。こういった側面での再評価及び改良や、図6の例のようなエネルギ効率や発電効率という評価基準が大切となります。勿論、バイオマスの入手、搬入、前処理におけるエネルギー収支や発電による発生する副生成物及び排出物の処理に必要なエネルギー収支を含めたバランス計算が最重要課題となります。

図6 バイオガスエンジン発電の例



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