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バイオマス利活用の技術
柚山 義人
2. バイオマス利活用の現状とバイオマスタウン構想
1．わが国のバイオマス
■わが国では，1年間にどのくらいの廃棄物系及び未利用バイオマスが発生し，利用されているのであろうか。把握可能な最新の調査結果2)によれば，次のとおりである。家畜排せつ物は，年間約8,700万ｔ発生し，うち約90％が利用されているが，その大半は堆肥などの肥料としての利用である。堆肥に含まれる窒素の合計量は，化学肥料のそれと同程度である。輸送性の悪さや需要と供給のアンバランスのため，農地への還元が限界にきている地域も多い。食品廃棄物は，約2,000万ｔ発生していると推定されるが，このうち，肥料や飼料として利用されているものは20％に満たず，残りの約80％は焼却・埋め立て処分されている。製紙工場においてパルプ生産段階で生じる廃液である黒液は，年間約7,000万ｔ（乾燥重量で約1,400万トン）発生し，エネルギー（主に直接燃焼）として利用されている。木質系廃材・未利用材は，製材工場等での残材（年間発生量約430万ｔ）はほぼエネルギーや肥料として再生利用されている。間伐材・被害木を含む林地残材（年間発生量約340万ｔ）のほとんどと今後発生量の増加が見込まれる建設発生木材（現時点での年間発生量は約470万ｔ）の約30％は未利用である。下水汚泥は，年間発生量約7,500万ｔ（濃縮汚泥ベース）のうち，約30％が埋め立て処分されており，残りの約70％が建設資材や堆肥として利用されている。稲わらや籾殻等の農作物非食用部は，年間発生量約1,400万ｔのうち，約30％が堆肥，飼料，畜舎敷料等として利用されて，発生する稲わらのうち約70％は農地にすき込まれている。 表1 バイオマス利活用の現状
■このように，わが国は，温暖・多雨な気候条件により，かなりのバイオマスの賦存量が見込まれる。しかし，資源としての認知度の低さ，「広く，薄く」存在している上，水分含有量が多い，かさばる等で取扱いづらいために，収集が困難であること，効率の高い変換技術の開発が不十分であること，事業の採算性の問題等により十分な利活用がなされていない状況にあると言える。 2．バイオマスタウン構想 ■バイオマス・ニッポン総合戦略*1では，様々な具体的行動計画を提起している。取り組みの1つとして，地域のバイオマス資源を総合的かつ効果的に利活用するバイオマスタウン構想の策定を市町村等に奨励し，2010年までに全国で300程度の市町村等がバイオマスの利活用を推進することを目標として設定している。戦略において，バイオマスタウンは，「域内において，広く地域の関係者の連携の下，バイオマスの発生から利用までが効率的なプロセスで結ばれた総合的利活用システムが構築され，安定的かつ適正なバイオマス利活用が行われているか，あるいは今後行われることが見込まれる地域」と定義されており，数値目標としては，「廃棄物系バイオマスの90％以上，または未利用バイオマスの40％以上の活用」を基準としている。提出された構想書がこの基準に合致している場合にはホームページ等で公表することにしており，2008年6月の時点では151の構想が公表されている。 上記の基準については，1つの目安であるが，構想が数字あわせになってはいけない。地区外とのモノの出入りの取扱い方により分母と分子の数値が異なってくる。本講は，この基準を前提には論じない。 3．バイオマスタウン構想策定の心構え ■話題提供者が描く「おらがバイオマスタウン」のイメージは，「バイオマス利活用を通して資源循環型の新しい社会システムをつくる，そして農村地域で子供たちの歓声が響きわたるのを聞く」である。科学技術の力を活用し，地元の知恵と人材を集結したい。情熱と使命感と力強い意志が支えになる。 バイオマス利活用の構想や計画づくりの主体（推進役，担当者）は多様であり，多くの機関・組織が関わることになる。行政が主体の場合もあるし，企業やNPOが主体の場合もある。対象とするバイオマスの種類，変換の方法も千差万別である。バイオマスの利活用は地域特性に大きく委ねられ，地域独自の創意工夫や合意形成を図っていくプロセスが大切である。構想作成の初期段階では，地域の中で何をしたいか，何をすべきかを明確にすることが重要である。あるべき地域の姿を描くこと（Vision）から始め，しっかりした理念をもたないと，目的と手段を取り違えかねない。構想・計画づくり，バイオマス変換プラントの建設，運営の各段階において中心となる主体は異なり，先の長い活動となる。このため，構想づくりの段階から，目標年次，スケジュール，後継者，達成感を味わえるインセンティブの維持を意識することが望まれる。バイオマスの利活用に係わる施策や活動が，心の豊かさ，時間のゆとりの確保，健康増進につながり，真に循環型社会の形成に貢献することを常に意識することが必要である。先行事例に学び，情報をうまく活用しつつ，地域独自の構想を立てるという気概を大切にしたい。農村地域では5Ｓ（Small, Simple, Stable, Sustainable, Smile）が重要で，持続可能な循環型農業を支援する形のバイオマスタウンシステムが望まれる。農村地域では，「地産地消のバイオマス利活用」の夢を描くことができる。 バイオマスタウンを想定したバイオマス利活用システムの設計や評価の手法は第3～5回目に，構想策定の実務については第15回に話題提供する予定である。 考えて頂きたいこと ■「3Ｒ」という言葉を聞いたことがあるでしょうか。Reduce，Reuse，Recycleの頭文字をとったものです。今，環境省を中心に，地球温暖化防止のために，1人1日，1kgのCO2を削減しようというキャンペーンがあります。化石資源由来のエネルギーを日常生活でどのように減らせるでしょうか。表1をみて，いくつかの種類の使用量を少しずつ減らすことによって，目標を達成する方法を具体的に考えてみましょう。 表1 1人1日CO2を1kg削減するための手段
次回予告 ■次回からは，話題提供者らが農林水産省のプロジェクト研究で開発してきたバイオマス利活用システムの設計と評価に関わる手法を中心に紹介します。
＜コラム＞ エネルギー換算
バイオマス・ニッポン総合戦略には，「廃棄物系バイオマスの年間の賦存量としては，湿潤重量で約30,500万ｔ，乾燥重量で約5,600万ｔが見込まれる。これをエネルギー換算すると約930PJ（原油換算で約2,400万キロリットル）に相当する。炭素量に換算すると2,200万ｔに相当する」などという記述がある。エネルギー換算のためには，乾物1kg当りの高位発熱量（Higher Heat Value）を表すエネルギー換算係数〔J-HHV/kg〕が用いられる。〔J〕はジュール(Joule)である。高位発熱量は，物質を完全に燃焼したときに発生する水蒸気の凝集熱を含めた熱量である。熱量の単位として〔MJ〕(＝106J)，〔GJ〕(＝109J)，〔PJ〕(＝1015J)，〔EJ〕(＝1018J)，カロリー〔cal〕（1cal＝4.19J）が，質量の単位として〔ｔ〕(＝1,000kg)が使われることもある。稲わら15.2MJ/dry-kg，ユーカリ18.7MJ/dry-kg，家畜ふん尿13.4MJ/dry-kg，活性汚泥18.3MJ/dry-kg，原油38.2MJ/Lなどの報告例がある。
柚山 義人 H20.5.14
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