バイオガス先進国ドイツでは
ドイツでは3000箇所以上のバイオガスプラントが稼動していると言われています。
これらバイオガスプラントのほとんどは、農家が所有するもので、ドイツの郊外をドライブすれば、畑や牧草地の中に、バイオガスプラントの発酵槽やガスホルダーがそびえ立っている光景をよく見かけます。
農家が経営するバイオガスプラントが多い理由は、もともと家畜の糞尿を溜めておくタンクから自然に発生するメタンガスを集めて、トラクターなどの農業機械のエンジンを流用して作った発電機の燃料としてバイオガスを使いだしたことから始まり、徐々にバイオガスプラントとして発達し、農家の間に広まっていったという経緯があるからです。
そして農家にとって、バイオガスプラントは、電力や熱のエネルギーを得ることができるというメリットだけでなく、メタン発酵の結果として得られるバイオガスの他に、消化液を液肥として有効に活用できるというメリットを享受できたということが背景にあります。
初期のバイオガスプラント
バイオガスプラントの数が飛躍的に増えたのは、1992年に電気供給法が発効し、バイオガス発電などの再生可能エネルギーによって発電された電力の買取が電力会社に義務付けられたことがきっかけですが、それ以前に建設されたプラントは、売電で利益を得ることができないため、発電出力の小さなものがほとんどでした。 また、無理に発電量を増やしても意味がないため、発電量を増やすために家畜の糞尿以外に食品残渣などのガス発生量の増える原料を集めて投入する必要性もありませんでした。
このころに建設されたプラントの多くは、建設費をできるだけ抑えるために、中古のオイルタンクなどを発酵槽として利用したり、もともと糞尿の貯留槽として使用していたタンクの上部をメンブレンで覆ってガスホルダーとして利用するなどしたものでした。 このようなプラントでは、発電機も中古のディーゼルエンジンを利用して作ったようなもので、発電出力もせいぜい10〜30kW程度のものでした。
バイオガスのブレーク
1992年以降になると売電することが可能になったため、プラント建設への設備投資も徐々に大きくなりだしました。 更に、原料に関しても発電出力を少しでも上げることができるよう、ガス発生量の増える食品残渣なども集めて投入するようになり、余剰電力を売電する以外にも食品残渣の引取料を収入として得ることができ、プラントの採算性も飛躍的に向上することになりました。
売電しやすい環境が整うと、バイオガスプラントを建設しようとする農家も増えるとともに、プラントの技術についても様々な工夫や改良が加えられて、発電出力も大きくなってきました。
メタン発酵槽も初期の頃によく使われた横長のタンクは、処理量の増加に対応して大きくできる限界があるため、コストを抑えながら容量を大きくできるコンクリート製のタンクが多く用いられるようになり、発電機も発電出力100kW以上のものが多くなってきました。
また、農家だけでなく、家畜の糞尿や食品残渣などの有機性廃棄物の処理と売電を目的とした業者による大規模な集約型のバイオガスプラントも建設されるようになってきました。
農家が個別に建設する小規模なバイオガスプラントがドイツの南部で比較的多く見られたのに対し、大規模な集約型のバイオガスプラントは、ドイツ北部で比較的多く見られます。 これは、デンマークでこのようなタイプのプラントが1980年代中ごろから建設されだしたことから、地理的に近いドイツ北部でも同じような考え方のバイオガスプラントが比較的多く普及したのかもしれません。
このような集約型のバイオガスプラントでは、農家は家畜の糞尿をプラントに持ち込み、持ち込んだ量と同じ消化液を持ち帰って液肥として利用します。 この場合農家はたいてい処理費などを支払う必要はありませんが、プラントとしては食品残渣の処理費と、電力を電力会社に、熱を周辺地域や工場等へ売ることで利益を得ることができます。
更なるバイオガスのプレーク
2000年以降になると、再生可能エネルギー法の施工、更にその改正によって売電単価が引き上げられたことで、バイオガスプラントの数が飛躍的に増え、１プラント当たりの発電出力も大きくなりました。
このようなドイツ政府の方針は、バイオガスの原料についても大きな変化を与えることになりました。
従来は、家畜の糞尿をベースにし、バイオガスの発生量を増やすことができる食品残渣などを引き取り料を得ながら集めて原料としていました。 しかし、バイオガスプラントが増えたことで良質の食品残渣が入手しにくくなったこともありますが、売電単価が引き上げられたことにより、ガス発生量を増やすことができる原料であれば、買っても十分に採算がとれるようになり、コーンなどのエネルギー作物を原料とするバイオガスプラントが増えてきました。
また、大規模集約型のバイオガスプラントについても、従来と違った理由によって建設されるようになってきました。
バイオガスプラントの増加とともに、消化液を液肥として撒布可能な農地が少なくなってきたことから、より広い地域の農家が共同で経営し、消化液をより広い地域に分散させて撒布できるようなシステムが作られ、発電出力が2MW以上にもなるような大規模なプラントも建設されるようになりました。
