バイオガス発電について

バイオガス発電とは

バイオガス発電とは、家畜の糞尿や、食品由来の廃棄物等を原料として、メタン発酵を行い、発生したバイオガスを燃料にバイオガス専焼発電機で発電する方法です。
リヴァックスでは、産業廃棄物である排水処理汚泥や、食品残さを原料にバイオガス発電を行い、発電した電気はFITを利用し売電を行います。

食品工場から排出される食品廃棄物はほとんどが飼料化や堆肥化によって再利用されていますが、近年では、CO₂削減や再生可能エネルギー利用としての需要の増加等の観点から食品廃棄物のバイオガス化が注目されています。

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  バイオガス発電のメリット

  代表的な発電方法である火力発電では、石油や石炭などの化石燃料を原料に、燃やしたエネルギーで発電を行っており、その過程ではどうしてもCO₂が発生してしまいます。対してバイオガス発電は、バイオマス由来のバイオガスを利用するためCO₂を発生させないカーボンニュートラルのクリーンな発電方法です。

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  バイオガス発電で利用する原料

  代表的な原料は有機性廃棄物と呼ばれる家畜の糞尿、食品工場から排出される食品残さ、下水汚泥、家庭から排出される生ごみ等が対象になります。農地や都市から発生する産業廃棄物から再生可能エネルギーを創造することで循環型社会に貢献します。

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  バイオマス発電との違い

  バイオガス発電とよく似た言葉の「バイオマス発電」は、バイオマス燃料を燃焼させた蒸気でタービンを回して発電を行います。原料となるバイオマス燃料には、廃棄される木くずや間伐材、可燃性ゴミ、精製した廃油等が使用されます。

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  FIT認定とは

  固定価格買取制度のことで、再生可能エネルギー源（太陽光、風力、水力、地熱、バイオマス）を用いて発電された電気を、国が定める固定価格で一定の期間電気事業者に調達を義務づける制度です。この制度により、発電設備の高い建設コストも回収の見通しが立ちやすくなり、より普及が進むことが狙いです。「電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法（FIT法）」に基づき、2012年7月1日にスタートしました。

メタン発酵（嫌気性発酵）とは

メタン発酵とは脱水汚泥や食品残さ等の有機性廃棄物を嫌気性条件下で働くメタン菌（嫌気性微生物）によって分解し、メタンガス（60％）と二酸化炭素からなるバイオガスと、消化液（発酵残さ）を生成する処理方法です。バイオガスは発電や熱利用等の用途があり、消化液は堆肥の原料として農地などで活用されます。
また、メタン発酵方法には槽内温度と汚泥濃度によって、「高温／中温」「乾式／湿式」で分類されます。安定した発酵を行うため、リヴァックスでは「中温湿式方式」を採用しています。

発酵槽の中では、メタンガスを発生させるため

• ①加水分解
  酵素の働きにより、大きな分子が小さな分子に分解される
• ②酸生成
  加水分解により小さな分子となった物質はそれぞれ有機酸（酢酸、酪酸、プロピオン酸等）やアルコール類に生成される
• ③メタン発酵
  最後の段階でメタン発酵菌の働きよるメタンの生成が行われる。メタンの生成は大きく２種類存在し、１つは酢酸をメタンにまで分解するもの。もう１つは二酸化炭素と水素からメタンを生み出す。

のサイクルが行われています。

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  メタン発酵処理の特徴

  従来の処理方法である焼却処理では難しい含水率の高い廃棄物や、塩分、油分を含んだ廃棄物も発酵槽投入前の調整槽にて原料の性状を均一にすることで処理が可能です。

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  メタン発酵残さ（消化液）の有効活用

  消化液とは、メタン発酵を行った後の発酵残さで窒素、リン、カリウム等を含んだ泥状の液体のことです。投入した原料とほぼ同じ量が消化液として発生します。液中の残留カロリーや窒素成分などを生かして肥料としての活用が可能です。遠心脱水機で固液分離し、脱水汚泥として発酵堆肥や燃料などにも活用されます。

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  再生可能エネルギーとは

  再生可能エネルギーとは「太陽光、風力その他非化石エネルギー源のうち、エネルギー源として永続的に利用することができると認められるものとして政令で定めるもの」と定義されており、政令においては、太陽光・風力・水力・地熱・太陽熱・大気中の熱その他の自然界に存する熱・バイオマスが定められています。これらは温室効果ガスを排出せず、国内で生産できることから、エネルギー安全保障にも寄与できる有望かつ多様で、重要な低炭素の国産エネルギー源とされています。

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  中温湿式方法とは

  槽内温度が中温（37℃前後）の中温発酵法は、一般的に活動する菌の種類が多いため負荷変動に耐性があるが、発酵速度が遅いのに対して、高温発酵法（55℃前後）は、活動できる菌が限定されるため不可変動に弱く、高度な運転管理が求められるが、発生するガスが多く、発酵速度が早いという特徴があります。
  また、槽内の汚泥濃度が湿式の場合、液体の状態で原料を攪拌させてメタンガスを発生させます。状態が液体のため動植物性残さや脱水汚泥などの発酵処理に向いています。一方で乾式では、家畜ふんや古紙などの固形有機性廃棄物を発酵させてメタンガスを生成します。メタン生成が発酵槽内に充填された固体表面で行われています。