バイオマス発電の行方～欧州に学び・形づくる我が国のバイオマスコジェネの展望～

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れんまかがんじ
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1 ヨーロッパの木質バイオマス熱政策と日本の課題 NPO 法人バイオマス産業社会ネットワークシンポジウム今木質バイオマスのエネルギー利用促進に必要な方策とは 2017 年 5 月 12 日バイオマスアグリゲーション久木裕

2 2 講演の流れ木質バイオマスのメインは熱利用欧州の木質バイオマス熱政策の実態日本の木質バイオマス熱電併給熱利用の課題

3 3 木質バイオマスのメインは熱利用国内では FIT 施行以降木質バイオマス発電が急速に普及しかしながらエネルギー効率資源の有効活用気候変動対策エネルギーコストの面からも木質バイオマスは電気よりも熱利用を優先して考えていくべき発電の場合木質バイオマスの持つエネルギーの 2 3 割しか利用できないが熱利用の場合は 9 割のエネルギーが利用可能限られた資源をエネルギーとして有効に活用するには熱の方が有利エネルギー効率が高い分 CO2 排出削減効果も高い石油由来の熱利用の代替の場合はその効果はさらに大きい発電の場合は化石燃料他の再生可能エネルギーと比較したコスト優位性が得られにくいが熱利用の場合はコスト優位性が高い

4 4 EU における最終エネルギー消費 (2015 年 ) 出典 : 欧州委員会 Renewable Energy Progress Report

5 EU における再エネ種別熱電力消費 (2015 年 ) ( 再エネ熱利用 ) ( 再エネ電力利用 ) 出典 : 欧州委員会 Renewable Energy Progress Report 5

6 6 低コスト化が進む世界の再生可能エネルギー電力価格出典 : 自然エネルギー財団国際シンポジウム Revision 2017 ドイツアゴラエナギーヴェンデ Pescia 氏講演資料

7 木質バイオマス発電の買取価格ドイツでは FIT により技術も発展し一定の普及の成果もあり FIT の買取価格は当初よりも下がってきたが太陽光風力と比較するとコスト的には割高日本ではまだまだ手厚い支援がないとコスト的に厳しい出典 : FIT による木質バイオマス発電 ~ 見えてきた課題 ~ 筑波大学名誉教授熊崎実氏資料出典 : 第 28 回調達価格等算定委員会資料 7

8 バイオマス熱利用はコスト的にも有利 FIT 程の手厚い支援がない中でもバイオマスボイラは世界で普及設備費の割高な日本国内でもバイオマスボイラの導入によりエネルギーコスト低減などコストメリットを得られている事例は多々あるイギリスの RHI 等をみてもバイオマス熱に対する支援額は他の再エネ熱よりも安い ( それでも十分普及してきた ) 8

9 欧州諸国の木質バイオマス熱エネルギー政策イギリスドイツ欧州で初めて電力の自由化を実現し ROCs(Renewable Obligation Certificates) を利用し大型の石炭火力発電所での木質バイオマスの混焼が盛んに行われる ( 燃料は多くが輸入ペレット ) 一方で 2011 年より RHI (Renewable Heat Incentive) を導入し再生可能エネルギー熱利用に対する支援を行い家庭非家庭における木質バイオマスボイラの普及が急速に進んだ 2009 年施行された EEwärmeG( 再生可能エネルギー熱法 ) により一定規模以上の新築の建物への再生可能エネルギーの利用を義務化しバイオマスボイラ及び地域熱供給を通じたバイオマス熱利用の普及を後押し 2000 年より EEG( 再生可能エネルギー法 ) に基づく FIT による木質バイオマス電力の買取がスタート制度設計を見直していく中で熱電併給に対する支援を拡充し中小規模の熱電併給施設の普及に成功 KWKG(CHP 法 ) においても木質バイオマスの熱電併給を支援し売電だけでなく自家発の取組に対しても支援を行い普及を後押し 9

10 イギリスの再エネ熱政策 (RHI) イギリスは再生可能エネルギー熱利用を促進するため RHI(Renewable Heat Incentive) を導入バイオマスバイオガス太陽熱地熱ヒートポンプを対象に再エネ熱利用事業者に熱利用量 ( 供給量 ) に応じた補助を支払う制度固形バイオマスは家庭用非家庭用で規模別に支払額が決められており支援期間はそれぞれ 7 年間 20 年間とされている補助額は四半期ごとに見直しされる表 RHI による産業用のバイオマス熱エネルギーの補助額 (2017 年 4 月 1 日 ~) 出典 : イギリス政府 Ofgem HP 10

11 11 RHI の買取価格と導入数推移 ( 家庭用 ) バイオマスボイラストーブ出典 : イギリス政府 Ofgem HP

12 12 RHI の買取価格と導入数推移 ( 非家庭用 ) p/kwh 導入件数 ( 累計 ) 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2, p/kwh 小型商業用バイオマス 200kWth 未満 Tier1 中規模商業用バイオマス 200kW 以上 1MWth 未満 Tier1 大規模商業用バイオマス 1MWth 以上小型商業用バイオマス大規模商業用バイオマス小型商業用バイオマス 200kWth 未満 Tier2 中規模商業用バイオマス 200kWth 以上 1MWth 未満 Tier2 固体バイオマス CHP システム中規模商業用バイオマス固体バイオマス CHP システム全容量資料 : イギリス政府 Ofgem 資料を基にバイオマスアグリゲーション作成

13 13 RHI におけるきめ細かな政策誘導 RHI が設備導入のインセンティブとして機能してバイオマス熱利用の普及を後押し 4 半期ごとに見直しあらかじめ定められた支出しきい額を超えた場合にはその区分の補助単価を下げることとしているそれによって各エネルギー種の適切な普及をコントロール買取価格の利幅が大きかったことや元々他の方式と比べて設備導入がしやすいことが原因で固形バイオマス由来の熱エネルギーの導入が急速に進み固形バイオマスの買取価格を抑える方向で調整することとなった

14 14 ドイツの再生可能エネルギー熱利用量推移ドイツでは 2000 年以前より補助制度が機能しバイオマス熱エネルギーの利用が進んでいる 2009 年から固形バイオマスの量がさらに増加しバイオマスによる地域熱供給も増加傾向にある (ktoe/year) 出典 : ドイツ連邦政府資料より

15 ドイツの EEwärmeG による熱利用の推進ドイツでは 1999 年から建物に設置する再生可能熱エネルギー設備に対する導入補助制度や長期低利融資制度がありバイオマスボイラの普及を促進 2009 年施行された EEwärmeG( 再生可能エネルギー熱法 ) では一定規模以上の新築の建物への再生可能エネルギーの利用を義務化出典 : コジェネ財団 HP より 15

法の改正により小規模熱電併給へのボーナスが拡大し技術によるボーナスも追加された蒸気タービン ORC ガス化表ドイツ

16 16 ドイツの EEG による熱電併給の推進ドイツでは EEG 法 ( 再生可能エネルギー法 ) による中小規模熱電併給に対する政策的後押しもあり ORC システムガス化発電システムが普及した 2004 年の EEG 法の改正により小規模熱電併給へのボーナスが拡大し技術によるボーナスも追加された蒸気タービン ORC ガス化表ドイツ EEG 法におけるバイオマス発電の買取条件 ( ユーロセント /kwh) 出典 : 筑波大学名誉教授熊崎実氏講演資料図ドイツのバイオマス発電の技術別導入数出典 :DBFZ 資料

17 KWKG(CHP 法 ) による熱電併給の支援ドイツでは 2002 年に制定された KWKG(CHP 法 ) によるコジェネ事業の支援があり天然ガスコジェネなどと合わせてバイオマスもその対象として支援されているネットワーク事業者に対して高効率 CHP からの電力に対する割増料金付与を義務づけ買取対象の年間の上限時間が設定されている系統での売電と自家消費でそれぞれ異なる単価が設定されている KWK (CHP) supplement( 改定 ) Electrical power Cent/kWh (Feed in) Cent/kWh (Onsite consumtion) Duration Up to 50 kw ,000 Vbh 50 kw 100 kw ,000 Vbh 100 kw 250 kw ,000 Vbh 250 kw 2 MW ,000 Vbh Higher than 2 MW ,000 Vbh 出典 :C.A.R.M.E.N. 資料 17

18 Revenue (ct/kwh) EEG と KWKG 経済メリット比較バイオマス熱電併給事業の場合 EEG と KWKG のいずれかの活用が選択可能 2016 年の条件下では自家消費率が 30% を超えると EEG よりも KWKG を利用する方がメリットがある Expected useful life: 10 years Full load hours: 6000 h/ year Own consumption rate (%) 出典 :C.A.R.M.E.N. 資料 18

KWKG の制度設計の変遷 2002 年に制定されたKWKGは2009 年に2MW 以上の設備また自家発も対象にするなど適用範囲が拡大された 2016 年の改定で系統への売電を1~2.6セント /kwh 割増しし自家消費が 100kW 以上は対象外となりそれ以下も1~1.

19 KWKG の制度設計の変遷 2002 年に制定されたKWKGは2009 年に2MW 以上の設備また自家発も対象にするなど適用範囲が拡大された 2016 年の改定で系統への売電を1~2.6セント /kwh 割増しし自家消費が 100kW 以上は対象外となりそれ以下も1~1.4セント /kwh 引き下げられている買取条件が大幅に引き下げられたEEGの逃げ道となる側面も 2017 年からは出力 1MW~50MWの売電事業は入札への参加が義務付けられている自営線による売電事業者も参加が義務付けられる可能性がある (cent/kwh) 系統電量に売電自営線供給での売電 EEG の 100% 補助需給自家消費 ( 新設更新 ) 入札に参加入札に参加の可能性あり ( 改良 ) 出典 :Deutsche Industrie- und Handelskammertag 資料を基に作成 19

20 熱需要をベースに考えた事業構築日本の FIT 発電事業は系統連系用水燃料調達周辺環境の条件で用地選定から入る欧州の熱電併給は施設の計画段階から熱利用を中心に事業構築ペレット工場図 ORC(Turboden 社製 ) 導入施設の熱利用先の内訳出典 : 日刊工業新聞社熱電併給システムではじめる木質バイオマスエネルギー発電木材乾燥地域熱供給 20

21 熱を中心としたオペレーション FIT 売電は通常 24 時間フル出力運転だが熱電併給の場合は熱負荷に応じて出力調整することで限りある資源の有効活用エネルギー効率の向上条件によっては収益性の向上が期待できる欧州の蒸気タービンや ORC による熱供給プラントでは熱負荷に応じて出力調整されている例が多い ( 夏季は完全停止し年間 6,000h 稼働の例も ) ( 万円 / 年 ) 40,000 37,346 万円 / 年 ORC 発電 (985kW) 収支構造比較 35,000 33,465 万円 / 年 30,000 25,000 11,930 万円 / 年 25,416 万円 / 年 12,368 万円 / 年 20,000 15,000 10,000 21,097 万円 / 年 ( 燃料消費量 ) フル出力 :20,000t/ 年出力調整 :15,000t/ 年 5,000 0 収入支出収入支出ドイツ ( フル出力 ) ドイツ ( 出力制御 ) 売電売上売熱売上資本費燃料費人件費メンテナンス費電力代データ : バイオマスアグリゲーション作成 ( 事業者ヒアリング情報を基に作成 ) 21

22 わが国の木質バイオマス用途別利用量燃料消費量ベースであるが欧州と比較すると熱中心となっていない日本の木質バイオマス利用 ( エネルギー量で発電のみ熱利用のみが同量程度 ) FIT 以前の RPS 時代の熱電併給施設は比較的熱を重視した設計となっている資料 : 林野庁平成 27 年度木質バイオマス利用動向調査を基に日本木質バイオマスエネルギー協会作成 22

23 FIT により木質バイオマスは発電ブーム 23

24 24 FIT 事業における熱電併給の実態 5MW 級から 110MW の大規模発電新設の石炭火力発電所での混焼 PKS 輸入ペレット ( 大規模発電の熱利用の実態 ) 発電のみの事業がほとんど熱を使うにも規模が大きすぎてそれだけの熱利用集積のあるサイトへの発電所の設置も困難実質的に量的に十分な熱利用は望めない 2MW 未満の小規模発電小規模枠 40 円 /kwh の活用 ORC システムガス化発電 ( 小規模発電の熱利用の実態 ) ガス化発電や ORC 等海外で熱電併給の実績ある技術を活用した計画が増えているが熱電併給の優良事例はほとんど見られない蒸気利用中心のわが国で 80 ~ 90 の排熱利用の確保が困難小規模事業では熱供給のインフラコストが事業費を圧迫現状 FIT は木質バイオマス熱電併給の普及には結びついていない

25 木質バイオマス熱電併給熱利用の課題政策政策ビジョン政策誘導の欠如 RHI や義務化といった再エネ熱利用を強力に推す施策が未整備 FIT が熱電併給を推進する制度設計となっていない公共事業としての熱導管の整備の必要性市場投資案件としての発電ブーム ( 事業者燃料サプライヤーともに熱利用に目が向かない ) 補助金依存の市場が形成されてきた導入コストが割高 ( 設備費工事費 ) 経験が浅くスキルも低く本来の性能を発揮できなかった ( 事業者メーカー ) 低温熱利用のまとまった需要の確保が困難情報政策判断のための統計情報技術情報コストデータ等の科学的データの整備が不十分事業者にとっての情報ノウハウスキルの獲得の場が不十分 25

26 政策ビジョンが重要エネルギー環境経済地域振興など多様な効果を創発するバイオマスだが期待する効果を確実に発現させていくためには将来に向けたビジョンを描くことが重要そのうえで実現に向けた政策シナリオ制度設計を行い実行段階では市場動向をみながら政策誘導コントロールしていくことが重要 ( 何を達成するためにどういった燃料規模スタイルの事業をどのくらいどのように伸ばしていくのか ) ( ドイツの FIT は小規模の熱電併給を手厚く支援して小規模の事業者の市場参入のチャンスを与え分散型エネルギーの普及に成功 ) 26

27 Amount 普及の進む欧州でもその意義を見つめなおすタイミングドイツでは EEG の 2014 年の法改正以降 FIT による優遇を抑制の方向に大きくシフト 2017 年からは完全な入札制度となりバイオマス業界にとっては非常に厳しい状況 2014 年以降は ORC は増えておらずガス化の増加も数件程度 other Gas engine ORC turbine Steam turbine 出典 : DBFZ, Stromerzeugung aus Biomasse (Vorhaben IIa Biomasse) 03MAP250, Zwischenbericht Mai

図バイオマス発電の設備容量の将来予測出典 :DBFZ 資料自家発電源用を想定 5 秒間の間に 20~100% の出力調整可 2025

28 普及の進む欧州でもその意義を見つめなおすタイミング業界としては環境地域経済への効果に鑑みロビー活動を展開また木質バイオマスの特異性を生かした技術開発も進められている写真 : トレファクションペレットによるマイクロガス化発電設備 (500W) 図バイオマス発電の設備容量の将来予測出典 :DBFZ 資料自家発電源用を想定 5 秒間の間に 20~100% の出力調整可 2025 年 ~30 年の実用化を目指し DBFZ が研究開発を進めているバイオマスエネルギーの特性や本質的な意義を踏まえていかなる普及策を投じていくかは世界の共通課題 28

29 29 ビジョンを実現するためにビジョンの構築共有実現地域のプレーヤーが活躍しメリットを得られるか地域の資源が有効かつ持続可能な形で活用されるかエネルギー利用サイドで地域産業にメリットが生まれるか周辺産業や地域環境に波及効果好循環が生まれるか地域の将来を見据えたビジョンであるか関係者が共通認識をもつことができているか実現のためのアクションプランを描き実行できるか実行ファシリテートプロデューサーコーディネーターの存在合意形成ツール情報データ整備ビジョン策定の検討材料

30 データ整備拡充と公開発信欧州では公的機関や専門機関団体が多くの統計情報データを整備し広く公開している ( 事業者向け政策立案時のバックデータなど ) 国内では統計データの整備も不十分またデータの一元管理も求められる技術機器情報導入ガイドブック発電所の導入事例情報発電所の稼働実績コスト情報燃料価格等の統計情報などオーストリアバイオマス協会ハンドブック出典 :DBFZ レポート 30

エネルギー自治のサポートプログラムの例 : 欧州 e5 programme プログラムを活用し国や州の専門機関等がコーディネーターを派遣し

31 31 専門機関によるサポートコーディネート欧州では様々な組織団体が事業者のサポートや地域のコーディネートを実施 ( 国の研究機関州政府の研究機関バイオマス協会農業会議所 ) またそうした専門機関が事業者地域をサポートする際のプログラムも多数存在し活用されているエネルギー自治のサポートプログラムの例 : 欧州 e5 programme プログラムを活用し国や州の専門機関等がコーディネーターを派遣し地域のエネルギー政策の策定から実行までのマネジメント支援と実行チェックを行う出典 :Salzburg Institute for regional planning and housing 資料より作成

バイオマス比率をめぐる現状課題と対応の方向性 1 FIT 認定を受けたバイオマス発電設備については毎の総売電量のうちそのにおける各区分のバイオマス燃料の投入比率 ( バイオマス比率 ) を乗じた分が FIT による売電量となっている現状各区分のバイオマス比率については FIT 入札の落札案

バイオマス比率をめぐる現状課題と対応の方向性 1 FIT 認定を受けたバイオマス発電設備については毎の総売電量のうちそのにおける各区分のバイオマス燃料の投入比率 ( バイオマス比率 ) を乗じた分が FIT による売電量となっている現状各区分のバイオマス比率については FIT 入札の落札案既認定案件による国民負担の抑制に向けた対応 ( バイオマス比率の変更への対応 ) 2018 12 21 日資源エネルギー庁バイオマス比率をめぐる現状課題と対応の方向性 1 FIT 認定を受けたバイオマス発電設備については毎の総売電量のうちそのにおける各区分のバイオマス燃料の投入比率 ( バイオマス比率 ) を乗じた分が FIT による売電量となっている現状各区分のバイオマス比率については

バイオマス発電の行方 ～欧州に学び・形づくる 我が国のバイオマスコジェネの展望～

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