いま求められているのは分散型熱電併給システムを定着させることだ

 ドイツやオーストリアのFITでは、小型の木質バイオマス発電に対する報償額を高めに設定している。その第一の理由は、発電コストが割高になることだが、それと同時に、分散型の熱電併給(CHP)システムを普及させるという政策意図も見逃せない。近年、構造用木材やパルプ用材の需要も増加し、木質原料の需給は逼迫の一途をたどっている。この貴重な資源を発電だけで使うのはもったいない。発電するなら廃熱も使うCHPで行くべきだという機運が欧州で広がっている。日本においても今後そうした機運が高まることはほぼ間違いない。この4月から実施されることになった小規模木質バイオマス発電の「別区分化」も、CHPの普及に役立ててこそ意義があると思う。

厄介な買取価格の設定

 よく知られているように、蒸気ボイラ・蒸気タービンによる通常の発電方式では「規模の経済」が強く効いてくる。つまり、他の条件を同じにして、出力規模だけを小さくしていくと、発電コストは急角度で上昇する。ところがわが国の木質バイオマスFITでは、出力規模による買取価格の差別化がなされていなかった。モデルになったのは5MWの蒸気タービンプラントで、これをもとにして定められた買取価格が、規模の大小を問わず、すべてのプラントに一律に適用されていたのである。
 こんなやり方はおかしい、小規模発電にもっと配慮すべきだ、とする意見は以前から根強くあった。そうした立場からすれば、今回の小規模発電の「別区分化」は当然の措置であり、遅きに失したとも言えるだろう。しかし規模によって差別化するという問題は、言われるほど単純なことではない。
 太陽光や風力発電と違って、木質バイオマスによる発電では燃料の調達コストがとりわけ大きなウェートを占める。ところが森林から出てくる燃料チップの調達コストは低いものから高いものまで幅が大きい。山の条件によってまるで違ってくる。何を基準にして「適正な」買取価格を定めるのか。実際に使われている燃料チップの平均コストを正確に求めて、これをベースにしたとしても、どのみち「支援過剰」と「支援不足」のケースが大量に出てしまう。
 買取価格を低く設定すれば、支援過剰は少なくなるが、FITへの応募者は激減するだろう。逆に高く設定すると、支援不足は減って応募者は増えるが、マテリアル利用への激しい食い込みが懸念される。この両者の兼ね合いで買取価格を決めるしかない。バイオマスFIT全体がこんな状態だから、規模による差別化でも確固とした決め手がなかなか見つからない。

発電技術の不連続性

 もう一つ留意すべきは、出力規模が小さくなるにつれて、バイオマス発電の技術やシステムが変わってくることだ。蒸気タービン発電の下限は5MW前後であり、これよりも出力が小さくなると、発電排熱も利用するCHPでないと採算が取れない。さらに1MW前後、ないしはそれ以下の規模になると、ORCタービンや木材のガス化・ガスエンジンの世界になり、発電よりも熱の生産を重視するケースが増えてくる。とすれば、熱がいくらで売れるかが、CHPプラントの発電コストと採算性を大きく左右する。
 いずれにせよ、このように発電技術そのものが変わってくるとなると、蒸気タービン発電で観察されたような出力規模と発電コストとのストレートな関係は見られなくなる。100kW前後のガス化CHPでも、発電効率は30%、熱を含む総合効率で75%を達成する機種も出てきた。そのうえ自動制御が進んでいて、人手があまりかからない。発電コストを左右するのは、出力の規模よりも前回提示した次の三条件がどこまで満たされるかである。

  1. より安価な燃料が継続的に確保できること
  2. 安定した熱の販売先があること
  3. 年間の稼働時間が相当に長いこと

 こうした条件が満たされていれば、小規模なプラントであっても、ビジネスとして十分成り立つだろう。ただし、発電専用のプラントなら、送電線が近くにある限り、どこにでも設置できるが、CHPプラントの場合は、熱需要に合わせて設置場所を選び、発電の方式と出力規模を決めなければならない。一般に熱需要は小口のものがあちこちに分散しているから、これをある程度の規模になるようにまとめるとか、熱を使う新規事業と組み合わせるといった工夫も必要になるだろう。わが国にとっては、まさに新たな挑戦なのである。

わが国にもCHPを導入する余地は十分にある

 北欧や中欧では木質焚きボイラによる熱供給が一般化しており、それがベースになって木質バイオマスのCHPが各地に普及していった。日本ではそうした下地がまだ十分にはできていない。とくにバイオマスによる地域熱供給のようなシステムがないから日本でのCHPは時期尚早だという意見がある。しかし重油焚きのボイラを木質焚きに転換するという観点で、候補を探すと、結構さまざまな可能性が浮かび上がってくるように思う。
 現在の時点も最も導入しやすいのは、おそらく木材加工産業だろう。たとえば比較的規模の大きい製材、合板、集成材工場などであれば、CHPプラントの燃料となる木屑(工場残材)が自社で発生していし、製品乾燥の装置が年中動いていて、安定した熱の出口もある。上記の三条件を満たす格好のケースと言える。
 ボイラ燃料を重油から木質チップやペレットに転換する例が少しずつ増えているが、比較的早くから導入されていたのは温泉の加温用であった。年間を通して加温用の熱需要があり、かつ宿泊施設での暖房・給湯用の熱も加わるため、ボイラの出力は結構大きくなる。そのためにCHPがやりやすい。
 公共施設や事業所、集合住宅などに入っている暖房・給湯用の重油ボイラを木質焚きのCHPシステムに転換することも可能である。暖房需要の少ない温暖地域では、これに冷房を加えることで、熱需要の平準化を図ることもできる。

40円/kWhの支払は総合効率60%以上のCHPプラントに限定すべし

 木質焚きの小型CHPの機器が広く使えるようになれば、以上に記したようなさまざまな分野に広がっていくと思う。「別区分化」で定められた40円/kWhの買取価格がその効果的なインセンティブとして働くことは疑いない。もしそうであれば、別区分化の対象を総合効率60%以上のCHPプラントに限ると明記したほうがよいのではあるまいか。「電気出力2MW以下」というだけでは、別区分化の意図があいまいで、説得力は弱い。
 さらに言えば、小規模層の買取価格を高めたことがCHP化に直結するとは限らないだろう。CHP化を進めるには、熱生産に対する政策的配慮や、新しい機器の開発・導入支援などと組み合わせる必要があるからである。

政策ビジョンがなければFITの報償額は決められない

 FITは特定の政策目標を達成するための手段である。買取価格の決定においても、一定の政策ビジョンがなければ何も決められないだろう。木質バイオマスのエネルギー利用は今後どうあるべきか。いま問われているのはその政策ビジョンだ。
 2000年にスタートしたドイツのバイオマスFITでは、2004年の法改正あたりから政策目標を鮮明にして「ボーナス(割増し)」をつけるようになった。割増しの対象となったのは、①林地残材など未利用資源で発電した場合、②CHPで発電した場合、③ORCやガス化発電などの新しい技術の導入した場合の三つである。
 このうちのCHPの促進について言うと、2004年から2ユーロセント/kWhのボーナスが付くようになり、2009年にこれを3セントに引き上げた。さらに2012年になると、CHP割増しを基本レートに組み込むとともに、総合効率60%以上のプラントでつくられた電気でないとFITの買取対象にしないと定めている。これによって「熱利用のない発電はやるな」という原則が貫かれた。
 最近ではこれ加えて、「発電のない熱供給はやるな」の方向に動いている。つまりバイオマスを燃やして暖房・給湯用の熱だけを取るのはもったいない。まず発電して電気を取り、暖房や給湯はその排熱で間に合わせなさい、ということだ。オーストリアやスイスでも電気出力2MW以下層の区分を細かくして小規模ほど報償額を高くしているが、その狙いはごく小さな熱供給プラントにまでCHP化を広げることにあるように思う。細かいコスト計算から出たというより、当局の政策的配慮(さじ加減)で決められている。
 その一方で、ドイツにおいては5MW以上の大型バイオマス発電が徹底的に冷遇されてきた。この層に対してはボーナスが支給されず、2012年からは基本レートまで引き下げられてしまった。そうなると、高価な木質燃料は使えない。木質バイオマス発電でどのような燃料が使われているか見ると(図1)、大部分は建築廃材、黒液、森林残材、修景残材、樹皮など質の低いバイオマスばかりだ。丸太は3%ほどしかない。山から出てくる間伐材などでチップをつくり、それを発電所で燃やしている日本とは、まことに対照的である。これもFITによる政策的誘導の結果と見てよい。
 さらに2014年のEEG-Reformと呼ばれる大改革で、再生可能電力全般にわたって支払額の引下げと「簡素化」が断行された。この改革のあおりを受けて、木質バイオマス発電で最後まで残っていた原料割増しまで廃止されることになり、比較的優遇されていた小規模プラントにも大きな影響が及んでいる。安い燃料が手に入るとか、発電排熱が有利に売れるといった、恵まれた条件がないと、経済事業として成り立たなくなったと言われている。加えて、毎年FITで認可されるバイオマスの総出力に10万kWという厳しい上限が設けられた。太陽光や風力など有望な再エネに集中するという方針が示されたのである。

むすび

 ドイツの度重なる制度変更が示唆しているように、木質バイオマスFITはなかなかの難物である。想定通りに事が運ばなければ、軌道修正が必要になるし、また環境条件の変化に応じてFITの中身を変えていかねばならない。この場合、仮にも目指すべき目標を見失うようなことがあれば、取り返しのつかない混乱を招くことになるであろう。
 わが国でFITが始まって約3年が経過した。木質バイオマス発電の分野でも、ようやくいくつかの課題が浮かび上がっている。その最たるものが、かつての「未利用木材」の概念が状況の変化で実質的な意味を失ったことだ。次週にこの問題を取り上げよう。

動画:木質バイオマスエネルギー ~日本の森林を活かして 地球温暖化を救え!~