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バイオガスについて

燃焼するメタンガスの炎バイオガスとは乳牛や豚などの糞尿や、食品残渣などの有機性廃棄物が嫌気性微生物の働きによってメタン発酵することで発生するガスです。 このガスは主に60%前後のメタンと、40%前後の二酸化炭素から成り、他にごく微量の硫化水素、水素、窒素などが含まれています。 

嫌気性微生物の働きによるメタン発酵は、自然界の土壌や水中でも起きている現象ですが、私たち人間の生産活動の結果として、家畜の糞尿が適切な処理がされないまま放置したり、有機性廃棄物の排出が多くなることで、メタン発酵の結果としてのメタンガスの大気中への拡散が増え続ける傾向にあります。

このメタンガスは温室効果ガスの一つとされているため、地球温暖化防止のためにも大気中のメタンガス濃度の上昇を抑制することが重要だとされています。  メタンは、大気へ拡散させてしまえば地球温暖化の原因の一つとして悪役となってしましますが、メタンを石油や石炭などの化石燃料の代替エネルギーとして活用すれば、二酸化炭素排出量削減に役立てることが可能となります。

バイオガスの活用方法

ドイツの下水処理場に設置されたバイオガス発電機バイオガスの主成分であるメタンは、1立方メートル当たりの発熱量が8,600kcalあり、バイオガス1立方メートル中のメタン濃度が60%としても、5,160kcalの発熱量があるため、ガスエンジンや、軽油と混焼させる方式のデュアルフューエルエンジンで発電するコジェネ設備の燃料として活用する方法が一般的です。 

下水や汚水処理の過程の嫌気性消化処理によってもバイオガスが発生します。 ヨーロッパにおいては下水処理場などにコジェネ設備を設置し、その燃料として活用することが一般的となっています。

下水処理場などで発生したバイオガスをコジェネ設備の燃料として活用することで、得られた電力と熱を、その下水処理場で使用する電力と消化槽の熱源として使用できるだけでなく、余剰電力は売電し、余った熱は処理場周辺地域の暖房用の熱源として供給することができます。

オーストリアの埋め立て処分場下水処理場以外でも、埋め立て処分場などでも埋め立てられた廃棄物の有機分が嫌気発酵し、バイオガスが発生しますが、このガスを集めて同じように発電することもヨーロッパでは一般的に行なわれています。

ドイツでのバイオガスの活用例とそのメリット

ドイツのバイオガスプラントドイツでは下水処理場や埋め立て処分場で発生したバイオガスをコジェネ設備の燃料として活用する他、1980年代頃から畜産農家が豚や牛などの糞尿をメタン発酵させることで発生するバイオガスを利用して自家発電するバイオガスプラントが増え始めました。

当初は発電した電力を売電できるような政府の政策がなかったため、その規模も小さく、バイオガスプラントの数も少なかったのですが、1990年代に再生可能エネルギーの利用を促進する政策がとられるようになると、その規模も大きくなるとともに、数も飛躍的に増えてきました。 

農業分野からこのように発展してきたバイオガスプラントにおいては、家畜糞尿が嫌気発酵することで発生する消化液を液体肥料として有効に農地に還元できるというメリットもあります。

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