新エネ2【電験3種 電力】バイオマス発電！有機物・カーボンニュートラル・小規模分散型 令和7年度上期 A問題5 完全解説

今回は令和7年度上期 電力科目 A問題5を解説します。バイオマス発電について、資源の性質・木くずから作る燃料・カーボンニュートラルの考え方・設備の規模を埋める空欄補充問題です。

バイオマス＝植物などの有機物。木くずからは固形化燃料（木質ペレット）、植物が吸収するCO₂と発電時の排出を同じにできれば環境負担なし（カーボンニュートラル）、設備は燃料集めの制約から小規模分散型——4つとも「らしさ」で決まります。

出題のポイント：有機物・CO₂循環・分散型を結び付ける

バイオマスは植物などの有機物を利用し、木くずは固形化燃料にできます。成長時と発電時の二酸化炭素を対応させるカーボンニュートラルと、地域資源を使う小規模分散型が要点です。

解法の原理：バイオマス発電の4つの特徴

本問で最も特徴的な空欄です——他のバイオマス問題には出てきません。

	★バイオマス	火力・原子力
★燃料の集め方	★周辺地域から集める	★船で大量に運ぶ
★エネルギー密度	★低い	高い
★典型的な出力	★2,000〜5,000 kW	★100万 kW
★立地	★燃料の産地の近く	臨海部

燃料がかさばり、遠くから運べません——だから発電所を大きくできないのです。

5,000 kW の発電所で、年間6万トン前後の木質燃料が要ります——大型トラックで毎日十数台ぶん。

集められる範囲は半径50 km 程度——それ以上運ぶと輸送の燃料が問題になります。

だから各地に小さな発電所が分散する形になる——それが「小規模分散型」です。

大規模集中型の石炭火力とは、正反対の性格を持ちます。

令和7年度上期 電力科目 A問題5：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

出典：一般財団法人 電気技術者試験センター「令和7年度上期 第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題5

電験3種 電力科目 【新エネルギー】 令和7年度上期 A問題5

　次の文章は、バイオマス発電に関する記述である。バイオマス発電は、植物等の(ア)物から得られる燃料を利用した発電と定義することができ、燃料の代表的なものには、木くずから得られる(イ)やさとうきびから得られるエタノールがある。植物から燃料を得る場合、その植物に吸収される(ウ)量と発電時の(ウ)発生量を同じとすることができれば、環境に負担をかけないエネルギー源となる。バイオマス発電の設備は、一般的に(エ)である。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

	(ア)	(イ)	(ウ)	(エ)
(1)	無機	固形化燃料	二酸化炭素	小規模分散型
(2)	無機	メタン	窒素化合物	小規模分散型
(3)	有機	メタン	窒素化合物	大規模集中型
(4)	有機	メタン	二酸化炭素	大規模集中型
(5)	有機	固形化燃料	二酸化炭素	小規模分散型

(イ) 木くずから得られる燃料

木くずは乾いているので、そのまま燃やせます——だから固形化燃料です。

原料	状態	加工	燃料の形
★木くず	★乾いている	★破砕・圧縮	★固形化燃料
★さとうきび	★糖を含む	★アルコール発酵	★エタノール
★家畜の糞	★湿っている	★メタン発酵	★メタンガス

「メタン」は家畜の糞から得るもの——木くずからではありません。

選択肢(2)(3)(4)が「メタン」としているのは、そこが罠——原料と燃料の対応を押さえていれば切れます。

木質ペレットは、おがくずを圧縮して固めたもの——直径6〜8 mm の粒状です。

かさが減って運びやすくなり、含水率も下がる——発熱量が約18 MJ/kg まで上がります。

カーボンニュートラルと量的確保の課題は平成21年度 A問題5（新エネルギー：バイオマス発電）にあります。

熱も使えば効率が上がる

小規模分散型であることは、利点にもなります。

	大規模集中型	★小規模分散型
★需要地との距離	★遠い	★近い
★排熱の利用	★運べないので捨てる	★近隣で使える
★送電損失	★生じる	★小さい
総合効率	40 ％ 前後	★80 ％ 前後（熱電併給）

発電効率だけ見れば小規模は不利——20〜25 ％ 程度にとどまります。

けれども排熱を温水や暖房に使えば、総合効率は跳ね上がる——コージェネレーションです。

大規模火力の排熱は海へ捨てるしかない——需要地から遠すぎて運べないのです。

近くにあることが、そのまま強みになる——分散型の本質的な利点だと言えます。

地域内で完結する

燃料は地元の間伐材、電気と熱も地元で使う——お金が域外へ出ていきません。

林業の副産物に値段がつく——森林の手入れが進むという効果もあります。

木質ペレットという燃料

(イ)の固形化燃料を、もう少し詳しく見ましょう。

項目	木質チップ	★木質ペレット
★形	★不揃いの木片	★直径6〜8 mm の円柱
★含水率	★30〜50 ％	★10 ％ 以下
★発熱量	★約10 MJ/kg	★約18 MJ/kg
★加工	★破砕のみ	★乾燥・粉砕・圧縮成形

ペレットは加工にエネルギーを使いますが、そのぶん扱いやすくなります。

粒が揃っているので自動供給できる——家庭用ストーブにも使えます。

圧縮の際に木のリグニンが接着剤の役目をする——糊を加えなくても固まります。

燃やしたあとの灰

木質燃料の灰は1 ％ 前後——石炭の10 ％ 前後に比べればわずかです。

しかもカリウムやカルシウムを含む——肥料として畑に戻せます。

硫黄をほとんど含まないので、脱硫装置も要らない——設備が簡素で済むのも小規模向きの理由です。

問題の解説：空欄(ア)〜(エ)と選択肢を照合する

4つの空欄が、バイオマスの要点をそのまま並べています。

空欄	答え	紛らわしい選択肢
(ア)	★有機	★無機
(イ)	★固形化燃料	★メタン
(ウ)	★二酸化炭素	★窒素化合物
(エ)	★小規模分散型	★大規模集中型

(イ)だけで(1)(5)に絞れ、(ア)で確定します。

木くずは乾いているので固形のまま燃やす——メタンは湿った糞から発酵で作ります。

なぜ(エ)が問われたのか

バイオマスの本質が、規模に現れているからです。

燃料のエネルギー密度が低く、遠くから運べない——だから発電所も小さくなる。

これは技術の制約ではなく、燃料の性質そのもの——将来も変わりません。

地域ごとに小さな発電所が立つ姿が、バイオマスの標準形——大規模集中型の火力とは対照的です。

バイオマスの燃料としての位置づけ

他の電源と並べると、性格がはっきりします。

	★バイオマス	太陽光・風力
★出力の調整	★できる	★できない
★天候の影響	★受けない	★受ける
★設備利用率	★70〜90 ％	★15〜20 ％
★制約	★燃料の確保	★天候

バイオマスは燃料を燃やす方式なので、出力を調整できます——火力と同じ性格です。

だから再生可能エネルギーの中では珍しく、ベースロードにも調整力にもなれる——系統にとって扱いやすいのです。

その代わり、燃料が尽きれば止まります——太陽や風はなくなりません。

制約の性質が正反対——だから組み合わせると補い合えます。

エタノールの作り方

問題文が挙げるもう1つの燃料も見ておきましょう。

順	工程	できるもの
①	★さとうきびを搾る	★糖を含む汁
★②	★酵母でアルコール発酵させる	★エタノール数 ％ の液
★③	★蒸留して濃縮する	★エタノール

酒を造るのと同じ工程——飲むか燃やすかの違いだけです。

ブラジルでは自動車燃料として広く使われています——ガソリンに混ぜるか、そのまま燃やすのです。

搾りかす（バガス）も燃料になる——製糖工場の熱と電気をまかなえます。

1本の作物から、液体燃料と固形燃料の両方が取れる——無駄が出ない仕組みだと言えます。

まとめ

(ア)	バイオマス＝植物等の有機物
(イ)	木くず→固形化燃料（木質ペレット）
(ウ)	吸収CO₂＝排出CO₂→カーボンニュートラル
(エ)	燃料収集の制約から小規模分散型
答え	(5)

▼あわせて解きたい関連問題
・誘導発電機の特徴（新エネ1）：【電力】令和7年度下期 A問題5

・この年度の問題を通しで解く：電験3種 令和7年度上期 問題一覧（全4科目）