Biogas
- Fuel of the Future
バイオガス
バイオガスは地域で生産されるエネルギー源です。バイオガスを使用する事で、地域の環境保全に貢献し経済の強化にも繋がります。
嫌気性の微生物を介してバイオマスを分解する事によって高エネルギーのバイオガスが生成されます。
バイオガスという用語には、下水ガス・消化ガス・廃棄物埋め立てガスが含まれます。バイオガスの生成は主にバイオマスの中の特殊な微生物の働きに関係します。
これらのバクテリアは、酸素が遮断された状態（嫌気性）で増殖し、バイオマスを分解して、重要なバイオガスを「廃棄物」として生成します。
バイオガスプラントとは
バイオガスプラントにおいてバイオガス生成は発酵槽と呼ばれる大きなタンクで行われます。（ドイツでは多くの農業地帯で見られます。）発酵槽は、密閉・加熱され、撹拌機、プロセス制御の為の測定機器や制御機器を備えています。
投入原料の状態に応じて、様々なバイオガスプラントのコンセプトがあります。
各発酵槽内は固体のバイオマス、液体栄養基質、そして発酵プロセスで発生する様々なガスで構成されています。 微生物が活動する為には、不透明で気密性があり、プラントによっては特定の温度に加熱する必要があります。
湿式発酵では、投入原料の含水率が高く、産業廃棄物（共発酵）と液体肥料で補います。ポンプでバイオマスを分配し、撹拌機で継続的にかき混ぜ循環させます。
乾式発酵の投入原料は比較的乾燥しており、積み重ねる事が出来ます。ただし、発酵するためには原料を特定の含水率にする必要があります。バイオマス内の微生物による濃縮（植菌）も可能です。
メタン発酵によって生成されるガスは、主にメタン（CH4）、二酸化炭素（CO2）、酸素（O2）、窒素（N2）、硫化水素（H2S）、水素（H2）で構成されています。メタン（CH4）はガスの65%を占めており、バイオガスとして使用する事が出来ます。
コジェネレーションまたは熱電供給(CHP)プラントは、バイオガスを使用して、熱とエネルギーを供給します。ガスを燃焼させて高温の熱を供給することで、まずガスタービン発電機を動かします。そして、低温の廃熱は、温水供給や付近の建物の暖房として利用します。
圧縮天然ガスは主にメタンから成る化石燃料です。200〜250バールに圧縮されており、CNGカスケードもしくは天然ガスグリッドを介して輸送する事が出来ます。技術的には、天然ガスとバイオメタンはほぼ同様であるため、1つのエンジンで混合する事が出来ます。
湿式発酵によるバイオガスプラントの機能
発酵プロセスの前処理として、必要に応じて投入原料は破砕され、プレタンクで混合されます。食品工場等からの産業廃棄物を投入する場合は、細菌死滅処理をする為に事前に加熱する必要があります。また、家畜糞尿などの液体は受入れピットに保管し、ポンプでプレタンクに送る事が出来ます。
混合された原料は嫌気性の発酵槽内で加熱され、絶えず循環します。微生物が原料内の酵素を栄養素とエネルギーの供給源として有機物を分解します。これによりバイオガスが生成され、水素（H2）、硫化水素（H2S）、二酸化炭素（CO2）及びその他の汚染物質を除去します。
バイオガス利用
乾燥・脱硫されたバイオガスは、主にコジェネレーションプラントのシステムで処理され、電気と熱を生成します。そのエネルギーはバイオガスプラントを運用する為にも必要ですが、電力系統に供給できます。
別の可能性としてはバイオガスから天然ガス品質への精製です。精製されたバイオメタンは、近隣にある熱需要の高いプラントに送られます。バイオメタンはCNGとほぼ同じ品質の為、天然ガスネットワークへの供給も可能です。当社はパートナーと協業し、バイオガスのアップグレードシステムにも取り組んでいます。
発酵後の残留物は農業用肥料としても利用が可能です。
バイオガスプラントの主な利点
気候保護活動の取り組み
バイオガスプラントは自然のプロセスを使用して、電気・熱・環境に優しい肥料を生産し、気候保護に貢献しています。
廃棄物処理
廃棄物処理の費用をバイオガスプラントに置き換える事が出来ます。発酵後の肥料も利用できます。
投資収益率
バイオガスプラントで発電した電力は、電力網に供給することができ、さらに、生成されたバイオガスはメタンに精製することもできます。新たな収入源も生まれます。
自家消費型（独立型）バイオガスプラント
電力会社や電気料金とは関係なく、熱や電気を生産し利用することができます。