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1 資料 3 バイオマスの事業化に関する課題 平成 24 年 2 月 27 日 資源エネルギー庁 1

2 バイオマス エネルギーの特徴 (1) 原料調達の占める割合が大きく 不安定なものが多いのが特徴 事業開始当初 1000 円 /tであった燃料チップ価格が3000~4000 円 /tに上昇した例も 原料の収集 運搬という川上工程と エネルギーとしての利用という川下工程がうまく連携できないのが悩み が悩み 川上 ( 原料の収集運搬 ) 川下 ( エネルギー利用 ) 人件費 9% 3000kw の木質バイオマス発電所の原価構成の例 支払利息減価償 4% 却費 10% 保守点検費 9% 一般管理 4% 原料購入費 64% 主伐材 製材加工 製材 木材 製材加工 収集コストが高く採算が取れない 樹皮 かんな屑 廃棄 廃棄物処理費 連携が見られず相互流通しない エネルギー源の殆どが化石燃料 重油等 川上 ( 原料の収集運搬 ) 川下 ( エネルギー利用 ) 樹皮 かんな屑 木質チップ バイオマス集積基地 重油等 80% 削減 木質材の燃料利用 事業所用ボイラー 製材所用ボイラー 農業用ボイラー 事業所用ボイラー 製材所用ボイラー 製材 かんな屑ペレット 農業用ボイラー 2

3 バイオマス エネルギーの特徴 (2) ガス化を経るものは 設備減価償却コストを含め 特に高いコスト構造 逆有価資源の事例であっても 補助金なしで 81.4 円 /kwh 補助金ありでも 52.5 円 /kwh で売電しなければ採算が合わないものも ふん尿等処理量 :19751t/ 年発電機容量 :340kW 売電単価 (RPS 事業者平均 ):9.4 円 /kwh 補助率 :50% 3

4 課題 1: エネルギー密度の薄さ 発電効率から見ても プラント容量から見ても 決して良くはない 熱電併給も含めた規模及び面的な展開がバイオマス事業の採算性には不可欠 出典 : 経済産業省調べ ( 内容精査中 ) 4

5 課題 2: 原料の生産性 ( 日欧比較 ) 欧州では 林業の生産性が着実に向上 スウェスウェーデンはデンは 日本の 5 倍 ドイツでも 一人当たり平均木材生産量は15 ー 40m 3 / 日と日本の3~10 倍程度 製材丸太で見ても 日本の木材は割高 自然条件の違い インフラの違い m3/ 人日 スウェーデンの林業生産の推移 20m3/ 人日日本の 5 倍 製材用丸太樹種 価格 ( 円 /m3) ドイツ トウヒ 13,000 マツ 9,400 スウェーデン トウヒ 7,000 マツ 7,800 日本ヒノキ 21,300 マツ 13,200 ( 出所 ) 森林 林業白書 (2010) 資料 :SKOGFORSK NEWS.No

6 課題 3: 需要と供給のマッチングの難しさ エネルギー密度の低いバイオマスは密度の低いバイオマスは ある程度の集約化か 熱量に合わせた需要とのマッチングのいずれかが必要 しかし 作り込めばコストが高くなり 標準化には それに合わせたインフラ投資が必要になるとのパラドックス 6

7 ドイツにおけるバイオマス発電 ドイツでは 1991 年 再エネ電気の買取を義務付け 2000 年には固定価格買取制度を導入し 再生可能エネルギーが電源構成で約 18% に ( 日本は約 10%) バイオマス発電と風力がその柱( 日本は約 9% が大型水力 ) バイオマス発電の燃料別構成は バイオガスがバイオガスが 38.3% 3% 木質等固形燃料が 36.2% バイオ由来の廃棄物が14.2% など ドイツの再生可能エネルギー電気の導入量 バイオマス発電燃料別構成 ( 計 127.0TWh) 水力太陽光地熱 風力バイオマス合計総発電量に占める比率 6.1% 3.3% 2.0% 1,200 1, % 38.3% % バイオガス木質等固形燃料廃棄物液体燃料 下水汚泥その他 出典 : ドイツ連邦環境省 (BMU) 7

8 ドイツにおけるバイオガスの利用 バイオガスの利用量はドイツ 米国 英国の順に突出 この 3 か国で全世界の7 割のバイオガスを利用 主要国におけるバイオガス ( メタン発酵 ) の用途は エネルギー転換 運輸 民生など多様であるが 大半が電力利用 イキ リス アメリカ ト イツ バイオガス由来のエネルギー生産量 ( 出典 :IEA Renewable Information 2009 ) 8

9 ドイツにおけるバイオガスの利用 ドイツは既に 4,000 基を上回るバイオガスシステムを導入 家畜排せつ物 農業残さのメタン発酵によるバイオガスを積極的に利用し この10 年間の伸びは顕著 (4 倍以上 ) 天然ガス供給の 10% をバイオガスとする目標を設定 小規模プラントへの手厚い保護など バイオガス導入を集中的に促進 ( 出典 ) バイオマスガス化およびメタン発酵技術導入拡大のための技術動向調査 (2010) 9

10 ドイツの成功理由 充実した路網整備及び効率的な機械利用 ( 徹底したインフラ投資 ) バイオマス資源の効率的な収集と利用 ( 需要ターゲットの絞り込みと集約化 ) 固定価格買取制度による適切なアシスト バイオマス利用の先進国 ( バイオマス発電は世界最高レベルで普及 ) 10

11 バイオマスビジネスの活性化のために 日本におけるバイオマス利活用推進のために必要なことは 徹底したインフラ投資 森林 路網整備 効率的な原料搬出 運搬システムの構築 システム化の促進 安定的な原料調達システム 集約化 需給のマッチング < 熱も含めた面展開 > 標準化 < 作り込みすぎないための仕組み作り> 競争的な市場の組成 外部から人と資金が流れ込む仕組みを確立 <FITとの相乗効果 > イノベーションとその横展開 官民の連携と 戦略的な Targeting が鍵!? インフラ不足のまま地域向けに作り込んでは 未回収資金を補助金に依存する構造 需給がバランスするところで Target を絞り 官民で 集中 と 競争 11

12 ( 参考 ) 経済産業省のバイオマス利活用実証事業 12

13 バイオマスエネルギー地域システム化実験事業 バイオマス資源の効率的かつ経済的な収集 運搬システム運搬システム エネルギエネルギー転換技術 その残渣処理等を含めた地産地消 地域循環型のシステム化実証実験事業 事業終了後も継続運用できるシステムと 他地域への展開が狙い 平成 17 年 ~21 年度 NEDO により実施 公募にて 7 件を採択 実施 事業テーマ山口県全域を対象とした 総合的複合型森林バイオマスエネルギー地産地消社会システムの構築 実証 試験事業 草本系バイオマスのエネルギー利活用システム実験事業 ウエルネスタウン最上 木質バイオマスエネルギー地域冷暖房システム実験事業 委託事業者山口県熊本県阿蘇市山形県最上町 高知県仁淀川流域エネルギー 高知県仁淀川 自給システムの構築 町 食品廃棄物エタノール化リサイクルシステム実験事業 新日鉄エンジニアリング ( 株 ) 先進型高効率乾式メタン発酵システム実験事業 真庭市木質バイオマス活用地域エネルギー循環システム化実験事業 穂高広域施設組合 岡山県真庭市 13

14 岡山県真庭市における実証事業 (1): 木質バイオマス 課題 収集コストが合わない 形状が不均一で含水率が高い 形状が不均 地域配送システムが無い 利用側の設備選定が困難 切り捨て間伐材 風倒木などが未活用 樹皮等副産物は産業廃棄物処理 製材所等で発生する資源は豊富だが 大量の化石燃料を使用 ペレット燃料についても 地域で利用先の拡大が進んでいない 目的 最適な 収集システム 燃料性状 燃料性状 配送 利用圏域 利用圏域 燃料に応じた用途選定 などを検証 目標 真庭市における未利用木質バイオマス 5 万 2 千 t/ 年の内約 7 千 t/ 年を活用 エネルギー収支としては 約 7 万 GJ/ 年のエネルギー転換利用 A 重油に置き換えた場合の削減効果としては 約 1,900kL/ 年 (CO2-4,500t/ 年 ) の削減 14

15 岡山県真庭市における実証事業 (2): 木質バイオマス 収集運搬システム山中エネルギー転換利用システム安定供給確立林地残材等 本流 製材所 林地残材チップ 窓口一本化信頼性確保物流の効率化 バイオマス集積基地 事業所用ボイラ設備 熱 製材所用ボイラ設備 熱 製材 端材 木片 製材チップ 真庭ハ イオエネルキ ー 農業用温水ボイラ設備 樹 皮 真庭産業団地 製品 プレーナー屑 木質ペレット 集積 貯留 配送モニタリング管理バルク巡回輸送 熱 商業施設用冷暖房ボイラ設備 加工 冷熱 15

16 岡山県真庭市における実証事業 (3): 木質バイオマス (1) 収集運搬 項目当時の課題実験事業における成果 真庭森林組合小林製材 ( 株 ) 牧野木材工業 ( 株 ) 鳥越工業 ( 株 ) 真庭木材事業協同組合 (2) エネルギー転換 利用 小林製材 ( 株 ) 牧野木材工業 ( 株 ) 鳥越工業 ( 株 ) ランデス ( 株 ) 真庭木材事業協同組合銘建工業 ( 株 ) 1 木質バイオマス資源が集められるか 真庭森林組合及び真庭バイオマス集積基地との協力により 未利用材を買い取る仕組みで収集実施 (3,000 円 /t~5,000 円 /t) 年間収集量;2,105t/ 年 2 木質バイオマス資源が 収集 加工 販売 供給 ( 運搬 ) の仕組みを地域内の関係 地域内流通 ( 配送を含 者で役割分担できつつある ( 取引協定締結を実施し 信 む取引 ) できるか 頼性を強化 ) 3 価格を持った取引になるか 販売価格 ( 製材チップ ;12 円 /kg 林地残材チップ ;9.5 円 /kg ペレット ;20 円 /kg) 運賃一律 3 円 /kg で取引実施 1 石油等の代わりとして 燃料としての質 ( 含水率 サイズ等 ) を確保することで代 木質バイオマスが使え 替できる また バイオマス燃料が利用可能な設備開発を るか 行った 2 燃料投入を人力から自動とし 連続運転が出来るか 3 木質バイオマスを燃やして熱 ( 蒸気 温水等 ) 供給が可能か 同上 これにより 昼夜とおして無人運転が可能となった 蒸気の安定供給 ( 木材乾燥用 コンクリート養生用 ) 及び温水による熱供給 ( 吸収式冷温水器 温水放熱 ファンコ温水放熱イル熱交換器 ) が化石燃料と変わりなく出来ることを確認した 16

17 バイオ燃料の研究開発事業について バイオマスエネルギー等 セルロース系エタノールル 戦略的次世代バイオマスエネルギー 高効率転換技術開発 革新的生産システム開発 利用技術開発 第 2 世代バイオ燃料 食料と競合しない原料 食料生産活動と競合しない原料 第 3 世代バイオ燃料 要素技術開発 ( 点 ) 一貫生産システム開発 ( 線 ) 要素技術開発 ( 点 ) 17

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表紙01 CONTENTS 1 バイオマスエネルギー地域システム化実験事業 2 3 バイオマスエネルギー地域システム化実験事業 山口県全域を対象とした 総合的複合型森林バイオマス エネルギー地産地消社会システムの構築 実証 実験事業 事業者 山口県 木材 (林地残材等) 1 研究開発の概要 山口県では平成13年度に やまぐち森林バイオマスエネルギープラン を策定し 森林バイオマスの利活用システ ムを地域全体で構築するための技術開発

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