メタン発酵

生ごみや下水汚泥のような水分の多い有機物は、焼却すると余計な燃料が要り、堆肥化しても利用先の確保に苦労する。これを密閉した発酵槽の中で空気を断って分解させると、嫌気性の微生物がメタンと二酸化炭素からなるバイオガスを生み出す。このガスを集めて燃料にし、発電や熱利用に使うのがメタン発酵による資源化である。回収したエネルギーで施設の電力をまかなったり、売電したりできるため、水分の多い生ごみを「エネルギー源」に転換できる点が利点となる。発酵後に残る消化液は液肥として農地に使えるが、量が多く、その処理・利用先の確保が課題になる。導入には発酵槽やガス利用設備への初期投資が要り、安定して有機物を集められる量があるかどうかが採算を左右する。

焼却・堆肥化との違いと使い分け

メタン発酵が生ごみの処理で注目されるのは、焼却や堆肥化にない特徴を持つからである。焼却は水分の多い生ごみを燃やすために補助燃料が要りエネルギーを消費するのに対し、メタン発酵はむしろエネルギーを取り出せる。堆肥化が酸素を使う好気性の発酵で固形の堆肥を作るのに対し、メタン発酵は酸素を断った嫌気性の分解でガスを得る点が根本的に異なる。両者は対立するというより、地域の事情で使い分けられる。利用先の農地が確保できるなら堆肥化、エネルギー回収と消化液処理の体制が組めるならメタン発酵が向く。近年は焼却施設にメタン発酵を組み合わせ、生ごみはガス化し残りを焼却する複合的な施設も現れている。

バイオガスと消化液の利用

メタン発酵で得られる産物は、バイオガスと消化液の二つである。バイオガスはメタンを主成分とする可燃性ガスで、ガスエンジンで発電したり、ボイラーで熱をとったり、精製して都市ガス並みに高めて利用する。再生可能エネルギーの固定価格買取制度の対象となるため、売電収入を採算の柱に据える施設もある。一方、発酵槽に残る消化液は窒素やリンを含み液肥として農地で使えるが、含水率が高く量がかさむため、運搬・散布の手間と受け入れ農地の確保が悩みの種になる。消化液をそのまま使えない場合は、脱水して固形分と排水に分け、排水は処理してから放流する。バイオガスとあわせて消化液の出口まで設計できるかが、施設を持続させる鍵になる。