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バイオマス利活用の技術
柚山 義人
5. バイオマス利活用システムの評価の手法■本講では，バイオマス利活用システムを評価する手法の幾つかを紹介する。 1．再生資源の需要量予測点 ■原料バイオマスを変換して得られる再生資源（マテリアルやエネルギー）は，市場に流通して初めて価値が生じる。その需要は需給バランスや品質により変化する。 例として，堆肥の購入価格と購入農家率に関する情報を収集し，水稲作への堆肥利用については，堆肥価格が1,000円／ｔであれば6割の農家が購入するが，5,000円／ｔでは3割まで低下すると予測した。堆肥の購入確率は，各サービスの有無及び価格条件によって変化する（図1）。 図1 堆肥購入確率の予測結果*1
2．LCAによるバイオマス資源循環システムの評価 ■堆肥化プラス自給飼料拡大，メタン発酵を意識しながら農業経営を含むバイオマス資源循環を対象にLCA手法による事例分析を行った。図2は，家畜糞尿の処理方法に関する現況（ベースライン＝堆積による堆肥化），機械処理による堆肥化，メタン生産・ガス発電（残さの堆肥利用含む），飼料作付拡大の4つのシナリオのライフサイクルエネルギー消費量を推計した結果である。ここでの現況とは，堆積方式の堆肥化を意味する。この推計結果からは，機械的処理及びメタン生産・ガス発電のエネルギー消費量が現況に比べ，それぞれ20％，8％大きいことがわかる。現行の技術水準では，バイオマス資源循環の導入が必ずしも妥当でない場合が多々あるということを理解すべきである。 3．経済・環境統合勘定*3 ■農村地域におけるバイオマス利活用事業は，地域内の廃棄物（未利用資源）を適正に処理する役割とともに，製品（堆肥等）やエネルギー（電力，熱等）を生産する役割を併せ持つ。このように生産された製品やエネルギーは，農村地域内で利活用されることで，様々な効果を生み出している。農村地域での家庭での生ごみの堆肥化事業における効果の種類を表1に示す。住民が分別した生ごみは，処理事業者（コンポストセンター）により堆肥化され，農家・住民に販売されることにより，有機農産物の生産，それを原料とした加工食品の生産といった間接的経済効果が発現する。また，生ごみを起点とした物質・資源フローでは，家庭からの回収段階での地域住民の参画，堆肥の利用段階での農家の参画，さらには，その堆肥で生産された農産物消費での学校（学校給食）・食堂・食品加工業者・消費者の参画が見られる。多様な地域内のステイクホルダー（利害関係者）が参画することで，環境保全，リサイクルに対する意識向上，地域の絆の強化等多様な非経済効果が地域内で発現している。 バイオマス利活用事業における経済，環境，社会的な効果発現の特徴として，以下の点が整理できる。 （1）地域中でバイオマスがカスケード的に利活用されており，このような資源循環の輪が多様な効果を生み出していること（物質循環を介した効果の発現）。（2）地域中の多様なステイクホルダー（地域住民，農業者，商店街，学校，行政，NPOや町内会）が資源循環の輪に主体的に関与していること（ステイクホルダーの参画を介した効果の発現）。
表1 生ごみ堆肥化事業における効果*3
■事業効果の試算結果を図3に示す。直接的経済効果のみでは負の値（△7.7千円/世帯/年）であるが，間接的経済効果（可燃ごみ処理経費削減効果）及び非経済効果（窒素削減効果）を含めて統合的に評価すると正の値（0.6千円/世帯/年）と試算された。次に，不確実性を有する主な変数（生ごみ投入量等）に関して，各変数を基準値からプラス・マイナス10％変動させた場合，事業効果（円/世帯/年）の値が最も大きく変動するのは，生ごみの投入量であり，次いで，可燃ごみ処理費（地域での従来方式での生ごみの処理費用），生ごみ収集費であった。この結果から，生ごみ堆肥化事業のシステム設計においては，対象とする生ごみを安定的に確保する方策の検討，従来方式での生ごみの処理費用が高い地域での重点実施，生ごみ収集の効率化（収集コスト削減）の検討が特に重要であることが示唆された。 4．有機性資源活用機能の経済勘定 ■有機性資源活用機能*5について，今後の議論のたたき台となるべく，外部不経済の解消というスタンスで金額を試算した。ここでは，「有機性資源活用機能」を狭義に「有機性廃棄物を農村地域において環境を悪化させることなく持続的な生産を保証できる方法で再資源化して利用することにより，環境保全および廃棄物処理に要する費用を節減する機能」と解釈する。試算は，比較的定量化が容易なものに限り，多くの仮定のもとで行う。ここで言う有機性資源は，バイオマス資源と同義である。 具体的には，話題提供者らの将来見通しとして全国で年間4,000万tの堆肥（湿潤状態）の製造および農地還元利用を想定する。評価は窒素に着目して行う。図4は，農・牧草地を巡る窒素の流れを示したものである。堆肥の含水率は50％，窒素含有率は2.5％（乾物）とする。この場合，堆肥に含まれる窒素の量は50万tとなる。この値は，現在の年間の窒素化学肥料施用量である約48万tと同程度である。窒素ベースで有機性廃棄物の約6割を占める畜産糞尿が堆肥化され農地還元されるまでには30～40％の窒素が揮散するといわれていること，堆肥の無機化率が30～50％といわれていること，有機性資源の循環や環境保全に関わる各種の施策が加速的に推進され化学肥料の30～40％を堆肥に代替することが期待されることが将来見通し値の算出根拠である。 評価項目と算出方法を表2に示す。評価額は，評価の考え方や想定により変化する。重複カウントの懸念を少なくするため，評価の考え方の性格から表2中の(1)のAと(2)～(4)のB～Dの和のうち小さい方をとると，代表的と考えられる想定による評価額は約240億円/年と試算される。また，評価額の変化幅は100～1,200億円/年程度であると推定される。 評価は，比較的定量化が容易なものに限っているため，有機性資源の活用を担う生物の機能，地域社会の活性化，健康予防など本質的に重要なものが含まれていない。経済勘定に当っては，現時点では様々なアプローチから評価を試み，どの方法が誰に対して説得力を持つかを見極めることが重要である。
図4 農・牧草地における窒素の主な流れと形態（文献*6を改変・加筆）
 →図を拡大 表2 有機性資源活用機能の経済勘定方法と算出額*5
考えて頂きたいこと ■石油の値段が現在の5倍になったとしたら，バイオマス利活用の意義はどのように変わるでしょうか。 次回予告 ■次回は，バイオマス利活用の推進を加速するための課題を幾つかの視点からとりあげます。
柚山 義人 H20.5.14
*1 合崎英男：選択実験によるバイオマス再生資源の需要予測とマニュアル化，農林交流センターセミナー「バイオマスの利活用をいかに評価するか」，つくば，pp.23-32，2004 *2 小林 久・島田和宏・小島浩司・柚山義人：バイオマス利活用の評価手法，講座「バイオマス利活用」（その7），農業土木学会誌，73(12)，pp.59-64，2005 *3 小島浩司・柚山義人：バイオマス利活用システムの経済・環境面での統合的な評価手法の開発，農業土木学会資源循環研究部会論文集，2，pp.11-21，2007 *4 農林水産バイオリサイクル研究「システム化サブチーム」編：「バイオマス利活用システムの設計と評価」（ISBN4-9902-6830-x），2006 *5 柚山義人・森 淳・中村真人・清水夏樹：有機性資源の利活用推進方策，農土誌，72(8)，pp.13-18，2004 *6 生物系廃棄物リサイクル研究会：生物系廃棄物のリサイクルの現状と課題，1999 |
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