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令和5年度メタン発酵消化液の肥料利用に関する調査 成果報告会

2024年9月24日
農中グループFR肥料コンソーシアム
1

Norinchukin Research Institute目次（１） メタン発酵消化液の現状と肥料利用の可能性について・・・・・・３ページ

I.

イントロダクション：メタン発酵消化液について・・・・・・４ページ

II.

調査計画

・・・・・・１０ページ

III. エグゼクティブサマリ

・・・・・・１３ページ

IV. メタン発酵消化液に含まれる肥料成分量の推計
1. FIT認定情報ベース
2. （畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース
3. （食品残渣由来消化液）食品廃棄物ベース

・・・・・・１５ページ
・・・・・・１８ページ
・・・・・・２７ページ
・・・・・・３６ページ

V.

国内調査
1. 事例調査
2. 肥料利用調査

・・・・・・・３９ページ
・・・・・・４０ページ
・・・・・・４２ページ

VI. 消化液の肥料利用に関する経済効果の試算

・・・・・・５４ページ（２） メタン発酵消化液の肥料利用に関する海外の動向について ・・・・・・６３ページ
VII. 海外・技術調査概要

・・・・・・６４ページ

VIII.ドイツのバイオガス発電・消化液を取り巻く状況

・・・・・・７０ページ

IX. 技術調査・・・・・・８３ぺージ

X.

・・・・・・１０５ページ

考察とまとめXI. 事例集

・・・・・・１０８ページ
2

Norinchukin Research Institute（１）メタン発酵消化液の現状と肥料利用の可能性について

3

Norinchukin Research InstituteⅠ．イントロダクション：メタン発酵消化液について

4

Norinchukin Research Institute

メタン発酵 メタン発酵：酸素の無い嫌気環境でメタン菌と呼ばれる嫌気性微生物が有機物を分解し、可燃性ガスであるメタンを作り出すこと。家畜のふん尿、
食品残渣、下水汚泥等のバイオマスからエネルギーを作り出すことが可能となる。

メタン発酵（バイオガスプラント）のフロー

5

出所：バイオガス事業推進協議会「バイオガス事業の栞 2019」

Norinchukin Research Institute家畜ふん尿等の主な処理方法
 国内においては主に堆肥化またはメタン発酵により処理が行われている。
各処理方法におけるフロー

堆肥化処理とメタン発酵処理の比較
処理方法

メリット

デメリット

堆肥化

 初期投資、ランニングコストが比較的安価。
 設備が耐久性に優れる。
 完熟堆肥は有機肥料として利用可
能。

 完熟までに約3～６か月の期間を要し頭数に応じた堆肥舎の規模が必要。
 切り返し作業負担が発生。
 ふん尿臭気が発生しやすく、近隣から苦情を受ける場合がある。
 大気中に大量のメタンや亜酸化窒素を放出する。

メタン発酵

家畜ふん尿、食品残渣等

堆肥化

消化液

 閉鎖型では、堆肥に比べ臭気発生を  初期投資が高額となる。
 定期的なメンテナンスが必要。
大幅に抑えることが可能。
 メタンガスをエネルギーとして利用可能。  収益性を確保するために安定的な原料投入が必要。
 各工程が自動化されており、労働負担軽減が可能。
 固形分は敷料に、消化液※は肥料として利用可能。

※当報告書において本ページ以降「消化液」と記載されている場合、「メタン発酵消化液」のことを指す。
6

メタン発酵

メタンガス

発電
熱供給
浄化処理
圃場散布

河川放流
Norinchukin Research Institute化成肥料、堆肥と比較した消化液の特徴
 消化液は速効性のあるアンモニウム態窒素の割合が高く、有機物由来の液肥として利用できる。
 そのままでは成分濃度が非常に低いため、成分単位当たりの運搬コストが高く、遠距離地での利用には適さない。
化成肥料、消化液、堆肥の特徴比較
化成肥料

消化液

堆肥

原料

無機物

有機物（バイオマス）

有機物（バイオマス）

窒素成分率10％以上が一般的

１％未満が多い

1～2%程度

肥料の速効性○○×（有機体窒素）土壌改良効果×△（有機物は含まれるが物理性の改善効果は小さい）

〇

水分量

少ない

多い（95％が水分）多い（50％が水分）

人為的な生産量のコントロール○△（貯留槽が必要）△（置場が必要）

必要とする
散布機械

ブロードキャスタ

大量散布専用の散布車

マニュアスプレッダ（ペレット化している場合はブロードキャスタで散布可）

肥料成分当たりの運搬の簡便性〇×（タンク車が必要）

△

臭気

少

多

少（完熟堆肥）7

出所：本コンソーシアム作成

Norinchukin Research Institute消化液の肥料成分と施肥設計の考え方
 消化液の肥料利用にあたっては特性を把握したうえでの施肥設計が必要となる。
肥料成分の濃度施肥設計の考え方

メタン発酵では投入原料の9割以上が消化液となり、原料中の肥料成分はほぼ全量が消化液に移行。
⇒消化液の肥料成分は原料の成分組成を反映する。
• 肥料成分は投入原料によってそれぞれ異なる。
⇒成分分析が必要。
【窒素】• 消化液中の窒素には、有機態窒素とアンモニア態窒素がそれぞれ5割ずつ含まれているが、肥料としてはアンモニア態窒素分のみが速効性窒素成分として利用可能とみなせる。
• メタン発酵に関与する微生物は、アンモニア態窒素濃度が高まると活性が低下するため、発酵槽の同濃度は0.3％以下にコン
トロールされており、肥料として有効な窒素濃度の上限を規定。
【りん酸】• 消化液中のりん酸のうち、 8割は作物が肥料として利用可能な
ク溶性りん酸であり、うち6割が水溶性りん酸とされている。
【加里】• カリウムは全て水溶性で、全量作物が利用可能とみなせる。
【カルシウム、マグネシウム、微量要素】• 消化液には窒素、りん酸、加里の他にカルシウム、マグネシウム、
微量要素が含まれている。

•

•

•

都道府県で作成されている施肥基準（作物の種類、土壌区分、作型ごとに基準収量を設定し、標準的なNPKの施肥量等が示されている）をもとに消化液の施用量を決定。
消化液のN（アンモニア態窒素）、P（ク溶性りん酸）K（水溶性加里）の濃度、作物ごとの要求量にそれぞれに差があるので、最も濃度が高い成分で施肥量を決定し、その他の成分は化学肥料の単肥で補正することが基本。

施肥設計における留意事項【アンモニア揮散】• 消化液を土壌表面に施用すると、アンモニア態窒素の一部が揮散し、速効性の肥料成分が損失する。
⇒施用後速やかに土壌と混和、スラリーインジェクションによる土中施用等の対策をとるか、揮散分を考慮した施肥設計とする。
【1回の施肥可能量】• 消化液を多量に施用すると土壌に浸透しきらず、施肥ムラが生じるため、1回の施用量は5～6t/10aが上限。
【土壌診断】• 土壌は土質やそれまでの肥培管理によって異なるため、土壌分析を行い、それに合わせた施肥設計を行うことが望ましい。
8

出所：（一社）日本有機資源協会「メタン発酵システム」を参考文献として本コンソーシアム作成

Norinchukin Research Instituteバイオマス発電（メタン発酵）・消化液の肥料利用に関係する法制度・政策

 バイオマス発電（メタン発酵）に関する政策は、環境省・農林水産省・経済産業省に跨っており、環境・農業・エネルギー等それぞれの観点で設定されている。環境省の政策やバイオマス活用推進計画にて消化液の肥料利用の促進に関する記述があるが、具体的な施策が講じられているものは少ない。

環境省

根拠法

基本計画等推進計画

基本計画等における消化液に関する言及

環境基本法

環境基本計画

家畜排せつ物、下水汚泥及び飼料化や肥料化されなかった食品廃棄物などの湿潤系
バイオマスについては、メタン発酵によって発生するバイオガスを活用した発電及び熱利用並びに残渣となる液肥の地域の農業での活用を推進。

循環型社会形成基本計画

家畜排せつ物について、肥料化等がこれまで以上に実施されるよう関係者による取組
を引き続き促進するとともに、メタン発酵によって発生するバイオガスを用いた熱利用や、発電及び発電で発生する余熱の利用等、エネルギー源として活用する取組を促進する。

廃棄物処理施設整備計画

廃棄物系バイオマスについては、（中略）メタン発酵により生成される消化液についてもできる限り肥料として利用するといった多段階的な利用や、生ごみやし尿を下水汚泥等とあわせてメタン発酵することなどにより、地域の実情に応じた効率的な利活用を進める。

バイオマス活用推進基本法

バイオマス活用推進計画

バイオマス発電に伴う余熱やバイオガスの製造過程で発生するバイオ液肥等の副産物を農業施設の暖房や肥料等として有効利用することを通じて経済性を確保した新たな農業生産活動を展開していく。

家畜排せつ物法

基本方針

肥料法

ー

エネルギー政策基本法

エネルギー基本計画

循環型社会形成推進基本法
廃棄物の処理及び清掃に関する法律（廃棄物処理法）

農林水産省

経済産業省

家畜排せつ物のエネルギー利用に必要なメタン発酵施設、炭化・焼却施設等の整備は、中期的な観点から、経営収支や原材料の確保の見通し、消化液の散布先、電力系統への接続状況等を考慮して進める必要がある。
ー

再生可能エネルギー電気の利用の促進に関する特別措置法
9バイオマス発電の導入拡大に向けては、限りあるバイオマス燃料の安定調達と持続可能性を確保しつつ、燃料費の低減を進めることが課題となる。こうした課題を克服し、地域での農林業等と合わせた多面的な推進を目指していくことが期待される。
再生可能エネルギーのFIT制度・FIP制度における買取価格等と賦課金単価が設定されている。
出所：各省庁HP

Norinchukin Research InstituteⅡ．調査計画

10

Norinchukin Research Institute調査の主旨
本調査の背景持続可能な食料システムの構築

国内資源活用における消化液へのニーズ

世界的に資材・エネルギー調達における脱輸入・脱炭素
化・環境負荷軽減の取組みが推進されている。EUは「Farm to Fork戦略」、アメリカは「農業イノベーションア
ジェンダ」を提唱、日本でも「みどりの食料システム戦略」が策定されるなど、農林水産業や地域の将来も見据えた持続可能な食料システムの構築が急務とされている。

現在の日本においては主要な肥料原料を海外からの輸入に依存している。そのため、ロシアによるウクライナへの軍
事侵攻のような国際紛争や、バイオ燃料植物の需要増
等は肥料価格の高騰を引き起こす。
一方で、国内においては、肥料として利用されていない未利用資源が多く存在しており、家畜ふん尿などを原料にメタン発酵をおこなう施設ではメタン発酵の際に発生する消化液について、肥料利用されていない場合が多く、広域での利用が求められている。

目的
肥料の安定供給に向けた基礎資料として活用するため、メタン発酵消化液について、発生量の状況と肥料利用の現状の調査・分析、経済効果の試算等を行い、消化液の肥料利用にあたっての課題と解決策を検討する
11

Norinchukin Research Institute調査設計
本調査の研究スコープ

日本におけるメタン発酵消化液の肥料利用の可能性と課題について、総合的、多角的に考察する。
①日本全国での消化液発生量（肥料利用のポテンシャル）や経済性に関する定量的な推計。
②肥料利用が進む海外先進事例の把握、日本での応用可能性についての検討。
③メタン発酵消化液肥料利用に関する技術体系の整理、最新動向の把握。

調査設計

❶

国内
マクロ推計

❷
国内個別
事例調査

消化液の肥料成分量推計

国内の家畜排せつ物・食品残渣から発生する消化液の肥料成分量を推計する。

消化液の肥料利用状況

国内での実践事例をもとに、消化液の肥料利用の実態をミクロレベルで考
察する。

経済試算

消化液の肥料利用による経済効果を確認。

❷

海外調査

ドイツのバイオマス発電・消化液利用を取り巻く状況を整理し、日本との違いを考察する。

➌

技術

消化液の肥料利用でのネックとなる低濃度、高重量の課題解消のための濃縮技術等について、関連技術や技術開発動向を整理する。
12

Norinchukin Research InstituteⅢ．エグゼクティブサマリ

13

Norinchukin Research Institute各調査項目の目的と調査結果
目的

国内

結果

消化液の
肥料成分量推計

国内の家畜排せつ物・食品残渣から発生する消化液の肥料成分量を推計する。

FIT認定施設での畜産ふん尿由来消化液を全量肥料利用できたと仮定した場合、各成分ベースで国内需要の2.0～5.5％を賄うことができると推計した。

消化液の肥料利用状況

国内での実践事例をもとに、消化液の肥料利用の実態をミクロレベルで考察する。

消化液を肥料として有効に活用するためには、①散布農地確保②科学的分析に基づく施肥設計、③農業者にとって従来施肥と同等以上の労力・経済的効果がポイントであることがわかった。

経済試算

消化液の肥料利用による経済効果を確認する。

バイオマス発電の採算性は厳しい。しかし、消化液の適切な肥料利用で全量が化学肥料と代替できれば、補助金等なしでも地域内経済効果が黒字となる可能性も示唆された。

技術

海外調査

総括

消化液の肥料利用でのネックとなる低濃度、高 消化液利用にかかる技術は必ずしも複雑な物理・化学反応では重量の課題解消のための濃縮技術等について、 ないことがわかった。海外では各肥料成分を分離する技術の実用化が進んでいることを確認した。
関連技術や技術開発動向を整理する。
ドイツのバイオマス発電・消化液利用を取り巻く状況を整理し、日本との違いを考察する。

日本とドイツでは置かれている環境が異なることから、政策や技術開発の姿勢が異なる。しかし、環境面では日本とも共通しうる点もあり、学ぶところは多いと考えられた。

消化液の肥料としての利用可能量は、国内全体の肥料供給量に必ずしも大きなインパクトを与えるものではないが、その利用により化学肥料の低減につなげることができる。さらなる利用促進に向けて、技術面では、日本の条件に適した消化液の肥料利用の技術の開発を進めていく必要がある。政策面では、適切な廃棄物処理やその有効利用促進のための制度・ルールも検討していく必要があるだろう。
14

Norinchukin Research InstituteⅣ．メタン発酵消化液に含まれる肥料成分量の推計
１．FIT認定情報ベース
２．（畜産ふん尿由来消化液等）家畜頭数ベース
３．（食品残渣由来消化液）食品廃棄物ベース

15

Norinchukin Research Institute消化液肥料成分量推計アプローチ
 消化液の肥料利用ポテンシャルを検討するため、国内の消化液発生量および肥料成分量（窒素(N)、りん酸(P2O5)、加里(K2O)）を把握する。
それぞれについて直接集計した公表データは存在しないため、以下の3通りの方法により推計を行う。
利用可能なデータとその課題
 農林水産省にて地域別のメタン発酵施設数と合計発電出力については公表データあり。しかし、原料バイオマス別の内訳は公表されていない。
 農林水産省にてメタン発酵に供される畜産ふん尿の割合については公表データあり。
 資源エネルギー庁にてFIT認定を受けた発電所は公表されているが、各発電所のバイオマス類型（木質・メタン発酵（畜産ふん尿・食品残渣・下水汚泥）・廃棄物燃焼等）は特定されていない。ただし、網羅的ではないものの、バイオマス類型を特定できる公開情報は一部存在。
 食品残渣はメタン発酵に供される割合や、消化液の肥料成分（窒素、りん酸、加里）の含有率等が公表されているデータは断片的。
推計方法
メインシナリオ
1. FIT認定情報ベース
国内のメタン発酵施設についてはFIT認定を受けているものが大宗との仮説のもと、資源エネルギー庁が公表する「FIT制度事業計画認定情報」および発電所の類型を特定できる公開情報をもとに、国内のメタン発酵施設の類型とその数や規模を特定し、発生する消化液の肥料成分量を推計する。

2. （畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース
１とは別アングルからの推計方法として、国内の家畜頭数から推計する。農林水産省が実施する畜産統計調査による地域別の家畜頭数をもとに、メタン発酵に供される畜産ふん尿を算出し、肥料成分量を推計する。また、参考として、同家畜頭数をもとに、メタン発酵に供される畜産ふん尿を算出し、肥料成分量を推計。
3. （食品残渣由来消化液）食品廃棄物量ベース
１のうち、食品残渣由来消化液の推計を補足する目的で、国内の食品廃棄物量からも推計を行う。農林水産省の食品廃棄物等多量発生事業者報告する
食品廃棄物等の発生量や食品循環資源の再生利用等の量を用いる。
（備考） 対象とするメタン発酵施設は、バイオマス原料のうち消化液の肥料利用が比較的容易と考えられる畜産ふん尿および食品残渣由来のメタン発酵施設に限定する。
 推計において、消化液の固液分離については考慮しない。
16

Norinchukin Research Institute

消化液に含まれる肥料成分の推計結果
 消化液に含まれる肥料成分推計結果は以下のとおり。国内で利用可能な家畜ふん尿由来の消化液（全FIT認定施設分）を全量肥料利用できた場合、各成分ベースで国内需要の2.0～５.5％を賄うことができる。
 食品残渣由来消化液も一定の需要を賄うポテンシャルがあると期待されるものの、推計のための基礎データが限定的であり今後精査が必要。
メタン発酵消化液に含まれる肥料成分の推計結果

1 FIT認定情報ベース
家畜ふん尿由来（うち稼働施設のみ）

りん酸（P2O5）

加里（K2O）

家畜ふん尿
消化液の量
（または食品残
渣）の量

窒素（N）

量

肥料使用量に 量
対する割合

肥料使用量に 量
対する割合

肥料使用量に
対する割合

ｔ/年

ｔ/年

%

%

%

ｔ/年

ｔ/年

ｔ/年

3,768,018 3,689,930

11,794

3.3

6,343

2.0

11,4465.5

2,465,302 2,414,211

7,716

2.2

4,150

1.3

7,489

3.6

737,408

-

6,051

1.7

4,309

1.3

2,052

1.0

2 家畜頭数ベース 家畜ふん尿由来

1,618,792

-

7,809

2.2

5,250

1.6

6,145

2.9

3 食品廃棄物量ベース 食品残渣由来443,448

-

3,639

1.0

2,592

0.8

1,234

0.6

参考
畜産ふん尿由来堆肥

59,484,977-

325,001

91.6

553,538

171.9

362,371172.9

国内の家畜ふん尿全量

79,343,774-

671,480

189.2

567,480

176.2

421,959

201.3

-

-

354,900-

322,000-

209,600-

食品残渣由来国内肥料使用量（出所：国際連合食糧農業機関データベース）

17

Norinchukin Research InstituteⅣ．メタン発酵消化液に含まれる肥料成分量の推計
１．FIT認定情報ベース

18

Norinchukin Research Institute1 FIT認定情報ベースでの畜産ふん尿由来消化液に含まれる肥料成分推計

1.FIT認定情報ベース

 FIT認定情報を用いた消化液および肥料成分量の推計フローは以下のとおり。
推計フロー：利用するデータ① FIT認定発電所案件情報：推計結果② 発電所類型を特定するための情報③-1 畜産ふん尿由来メタン発酵施設数・発電出力③-2 食品残渣由来メタン発酵施設数・発電出力⑧ 国内プラントの発電出力と原料投入量④ 国内プラントの発電出力と消化液量⑨ 原料投入量（ポテンシャル）⑤ 消化液発生量（ポテンシャル）⑩ 生ごみの肥料成分含有率モデル⑥ 国内プラントの消化液の肥料成分含有率⑪ 食品残渣由来消化液の肥料成分量⑦ 畜産ふん尿由来消化液の肥料成分量19

Norinchukin Research Institute1 国内のメタン発酵施設の類型（バイオマス原料）分類

1.FIT認定情報ベース

 資源エネルギー庁が公開するFIT認定発電所案件情報および発電所の類型を特定できる公開情報をもとに、国内のメタン発酵施設の類型（バイオマス原料）を分類。
① FIT認定発電所案件情報• 経済産業省 資源エネルギー庁 FIT制度・FIP制度再生可能エネルギー 事業計画認定情報公表用ウェブサイト
https://www.fit-portal.go.jp/PublicInfo② 発電所類型を特定するための情報①では、各発電所の類型（バイオマス原料）は不明のため、以下の情報をもとに各発電所の類型を識別。
• ㈱森のエネルギー研究所 全国木質バイオマス発電所一覧
該当するものは木質バイオマスと特定し、https://www.mori-energy.jp/power-plant-map/?fbclid=IwAR10GkC1dTncUwtqkmRY0cKL36L1HkRl5arv9lDm-H5AQOslm0TwwjL0nM

除外• 農林水産省大臣官房環境バイオマス政策課 バイオマスの活用をめぐる状況
https://www.maff.go.jp/j/shokusan/biomass/attach/pdf/index-137.pdf• 環境省 廃棄物等の処理-全国のメタンガス化施設リスト

掲載情報からバイオマス原料を特定

https://www.env.go.jp/recycle/waste/biomass/data/facilitylist.pdf• 一般社団法人日本有機資源協会 バイオマス産業都市認定地域
https://www.jora.jp/activity/biomass_business/formulation/• 発電事業者名等（以下一部例）「牧場」＝畜産メタン「事業組合」「清掃」＝廃棄物系焼却
発電出力5,000kW以上＝木質バイオマス• その他インターネット情報、国内調査事例情報等

施設名称等からバイオマス原料を推測

20

Norinchukin Research Institute（参考）農林水産省が公表する都道府県別メタン発酵施設数（2023年5月時点）

21

1.FIT認定情報ベース

出所：農林水産省 大臣官房環境バイオマス政策課

Norinchukin Research Institute1 ③畜産ふん尿・食品残渣由来メタン発酵施設数・発電出力

1.FIT認定情報ベース

 分類した都道府県別の全施設データは以下のとおり。未稼動の施設も含む畜産ふん尿由来メタン発酵施設の稼働ポテンシャルは146件 計
36,661kW、食品残渣由来メタン発酵施設の稼働ポテンシャルは71件 計35,539kWと推計される。
メタン発酵合計
北海道
青森
岩手
宮城
秋田
山形
福島
茨城
栃木
群馬
埼玉
千葉
東京
神奈川
新潟
富山
石川
福井
山梨
長野
岐阜
静岡
愛知
三重

うち畜産ふん尿うち食品残渣

件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW)122
29,667 107
25,179
6
2,680
6
2,094
2
514
1
200
2
600
1
250
0
0
4
1,769
0
0
2
829
1
730
0
0
1
730
5
1,369
2
870
0
0
3
1,145
1
49
1
25
5
3,118
0
0
3
2,473
15
4,938
1
100
3
299
6
1,415
1
320
3
795
11
6,377
4
1,720
2
50
8
5,025
2
420
3
2,385
6
3,688
0
0
6
3,688
5
10,383
0
0
3
4,908
4
674
0
0
2
550
2
1,070
0
0
0
0
4
815
0
0
0
0
1
25
0
0
0
0
2
74
0
0
2
74
6
1,429
0
0
4
814
2
685
0
0
1
370
10
2,968
3
200
4
1,605
12
3,447
5
250
5
2,600
7
2,695
5
849
0
0
※メタン発酵合計には下水汚泥や複数原料の混合などが含まれる

メタン発酵合計
滋賀
京都
大阪
兵庫
奈良
和歌山
鳥取
島根
岡山
広島
山口
徳島
香川
愛媛
高知
福岡
佐賀
長崎
熊本
大分
宮崎
鹿児島
沖縄
合計
22

うち畜産ふん尿うち食品残渣

件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW)
1
25
0
0
1
25
5
1,700
2
255
0
0
8
5,489
0
0
3
1,099
11
4,631
1
200
2
556
0
0
0
0
0
0
4
459
0
0
0
0
3
1,490
2
1,290
0
0
1
759
0
0
0
0
5
2,412
1
1,427
2
935
4
2,970
0
0
1
49
7
874
0
0
1
25
1
300
0
0
0
0
3
645
0
0
1
25
4
1,304
1
500
0
0
1
748
0
0
0
0
7
8,211
1
370
2
3,672
1
1,200
1
1,200
0
0
1
250
0
0
0
0
3
1,902
0
0
1
644
5
1,489
0
0
2
650
4
2,304
1
49
1
1,905
1
125
0
0
0
0
7
2,189
2
650
2
879
336
127,675 146
36,661 71
35,539
出所：資源エネルギー庁資料よりコンソーシアム作成

Norinchukin Research Institute（参考）畜産ふん尿・食品残渣由来メタン発酵施設数・発電出力（稼働済案件）

1.FIT認定情報ベース

 FIT認定一覧の全案件から2023年3月末時点の未稼働案件を除いたものは以下のとおり。
畜産ふん尿由来は104件 計23,986kW、食品残渣由来は61件 27,797kWが稼働中の施設と推定される。
メタン発酵合計※2023/3稼働施設のみ

北海道
青森
岩手
宮城
秋田
山形
福島
茨城
栃木
群馬
埼玉
千葉
東京
神奈川
新潟
富山
石川
福井
山梨
長野
岐阜
静岡
愛知
三重

うち畜産ふん尿※2023/3稼働施設のみ

メタン発酵合計

うち食品残渣

※2023/3稼働施設のみ※2023/3稼働施設のみ

件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW)

90
4
2
3
1
4
2
3
13
4
9
5
6
3
4
2
4
1
2
6
2
9
8
5

19,026
1,580
600
1,179
730
1,320
74
1,678
4,638
1,045
5,902
3,750
3,688
9,780
674
1,070
815
25
74
1,429
685
2,868
3,249
1,485

79
0
1
0
0
2
1
0
0
1
3
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
2
4

17,295
0
250
0
0
870
49
0
0
320
1,270
370
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
100
799

5
1
0
2
1
0
1
1
3
2
1
1
6
2
2
0
0
0
2
4
1
4
5
0

滋賀
京都
大阪
兵庫
奈良
和歌山
鳥取
島根
岡山
広島
山口
徳島
香川
愛媛
高知
福岡
佐賀
長崎
熊本
大分
宮崎
鹿児島
沖縄
合計

680
200
0
829
730
0
25
1,033
299
475
25
1,160
3,688
4,380
550
0
0
0
74
814
370
1,605
2,600
0

※メタン発酵合計には下水汚泥や複数原料の混合などが含まれる

23

うち畜産ふん尿※2023/3稼働施設のみ

うち食品残渣

※2023/3稼働施設のみ

件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW) 件数 発電出力(kW)
0
0
1
25
1
25
2
255
0
0
5
1,700
0
0
3
1,099
8
5,489
0
0
2
556
8
3,132
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
410
2
1,290
0
0
3
1,490
0
0
0
0
1
759
0
0
2
935
3
960
0
0
1
49
4
2,970
0
0
1
25
6
849
0
0
0
0
1
300
0
0
1
25
2
525
1
500
0
0
4
1,304
0
0
0
0
1
748
1
370
1
2,112
5
4,671
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
250
0
0
0
0
2
1,258
0
0
2
650
4
1,039
1
49
1
1,905
3
2,229
0
0
0
0
0
0
1
100
2
879
5
1,464
262
98,935 104
23,986 61
27,797
出所：資源エネルギー庁資料より本コンソーシアム作成

Norinchukin Research Institute1.FIT認定情報ベース（畜産ふん尿由来消化液）

1 畜産ふん尿由来の消化液発生量および肥料成分量の試算

 国内事例の公開情報から発電出力と消化液発生量の回帰係数を求め、消化液量を推計し、平均含有率から肥料成分量を算出。
 畜産ふん尿由来の消化液の年間発生量はポテンシャルベースで約369万t/年と推計される。
③-1 畜産ふん尿由来メタン発酵施設発電出力合計

×④‘ 発電出力と消化液発生量の回帰係数36,661kW⑦ 肥料成分量⑤ 消化液発生量＝（ポテンシャル）3,689,930t/年

100.65

11,794t/年

りん酸（P2O5)

6,343t/年

加里(K2O)

11,446t/年※四捨五入の関係で計算が一致しない場合がある
以降の計算においても同様【④⑥ 国内畜産メタン発酵プラントデータ】
施設名

窒素（N）

発電出力 原料投入量 消化液量
(kW)
(t/年)
(t//年)

窒素
(％)

りん酸
(%)

加里
(%)

④’発電容量と消化液発生量

17018,267

17,700

0.32

0.14

0.22

80,000西興部村バイオガスプラント

300

27,07557,200

0.33

0.21

0.33

70,000

上士幌町居辺地区集中バイオガスプラント

300

33,784

40,142

0.34

0.16

0.28

釧路市有機質肥料活用センター

354

42,661

36,778

0.32

0.13

0.27

鹿追町環境保全センター（中鹿追）292

34,35341,647

0.31

0.14

0.35

鹿追町環境保全センター（瓜幕）750

69,42558,464

0.35

0.15

0.38

町村農場バイオガスプラント

95

6,240

5,500

0.28

0.09

0.27

20,000

本部農場

49

8,030

6,570

0.31

0.14

0.38

10,0000

サンエイ牧場300

46,00047,450

-

0.20

0.25

美蔓バイオガスプラント

596

57,91447,783---

御影バイオガス発電所

750

90,000

-

-

0.38

0.37

⑥平均含有率

0.32

0.17

0.31

消化液発生量（t/年）

興部北興バイオガスプラント

y = 100.65x
R² = 0.8936

60,000西興部村

50,00040,000中鹿追

30,000

上士幌町
興部北興

本部

美蔓

サンエイ

鹿追瓜幕

釧路市

町村

0

200

400

600

800

発電容量（kW）
出所：同左

出所： （一社）有機資源協会「バイオ液肥活用先進事例集」、各プラント運営団体HP等の公表データより本コンソーシアム作成

24

Norinchukin Research Institute1.FIT認定情報ベース（畜産ふん尿由来消化液）

1 食品残渣由来メタン発酵施設原料投入量の試算

 国内事例の公開情報から発電出力と原料処理量の回帰係数を求め、総投入量を推計。肥料成分量は公表データがなく次ページのとおり別途試算。食品残渣由来の年間原料投入量（処理量）は約74万t/年と推計される。
③-2 食品残渣由来メタン
発酵施設発電出力合計

×35,539kW⑧‘ 発電出力と原料投入量の回帰係数×

年換算＝⑨ 原料投入量
737,408t/年

365日

0.0592【⑧ 国内食品残渣由来メタン発酵プラントデータ】
発電事業者名

発電出力
（kW）

原料投入量
（t/日）

200

20

株式会社アレフ30

1.5

株式会社東北バイオフードリサイクル

780

40

株式会社ナチュラルエナジージャパン

730

50

日立セメント株式会社

1,033

136

株式会社Ｊバイオフードリサイクル

2,580

80

さがみはらバイオガスパワー株式会社

528

50

株式会社信州中野エコパワーランド

370

25

合同会社牧ノ原バイオガス発電所

650

80

20

2,112

160

0

600

30

株式会社未来電力 （宇佐）

R² = 0.7803

180

稚内エネサービス株式会社

株式会社福岡バイオマス発電 （福岡朝倉）

y = 0.0592x⑧’ 発電出力と原料投入量の回帰計数
160

福岡朝倉

原料投入量（t/日）

140

日立セメント120
100

出所： （一社）有機資源協会「バイオ液肥活用先進事例集」、各プラント運営団体HP等の公表データより本コンソーシアム作成

25

80

牧之原

60

さがみはら

40 稚内エネ

ナチュラルエナジー

宇佐

東北バイオフード

信州中野

アレフ

0

Jバイオ

500

1000

1500
2000
発電出力（kW）

2500

3000
出所：同左

Norinchukin Research Institute1.FIT認定情報ベース（畜産ふん尿由来消化液）

1 食品残渣由来の消化液発生量および肥料成分量の試算

 算出した原料投入量に生ごみ中の各肥料成分率（モデル値）を乗じて食品残渣由来の消化液の肥料成分量を推計。
試算のための基礎データが限られており、今後精査が必要。
⑪ 肥料成分量⑨ 原料投入量
737,408t/年【⑩ 生ごみの肥料成分含有率モデル ※肥料成分は乾物ベース】
組成 含水率NP
K（%） （%） （%） （%） （%）
18
90.1
1.36 0.24
2.7

にんじん

標準生ごみ組成

キャベツ

18

92.7

3.83

0.37

2.7

バナナの皮

10

90.9

1.32

0.22

6.6

リンゴ

10

84.9

0.21 0.066

0.73

グレープフルーツの皮

10

76.5

1.25 0.096

1.6

鶏肉の骨

8

55.7

7.12

5.1

0.24

可食部

6.5

68.4

11.4

0.70

1.0

頭部・骨
・ひれ等

3.5

39.2

6.01

1.8

0.13

卵殻

2

9

0.75 0.087

0.13

米飯

10

60

1.17 0.085 0.073

茶殻

4

84.2

4.42

0.31

0.42

100

78.0

3.73

1.16

1.05

鯵の開き
（干物）
（廃棄率
35％）

標準生ごみ合計

出所：農研機構（中村、柚山(2005)農工研技法203,5）より本コンソーシアム作成

26

窒素（N）

6,051t/年

りん酸（P2O5)

4,309t/年

加里(K2O)

2,052t/年※原料投入量に乗じて試算※各肥料成分の回収率は100%と仮定

N⇒3.73%P⇒P2O5換算2.66%
K⇒K2O換算1.26%

乾物⇒現物換算…｛乾物ベース×（100％-含水率）｝÷100

N⇒0.82%
P2O5 ⇒0.58%
K2O ⇒0.28%

Norinchukin Research InstituteⅣ．メタン発酵消化液に含まれる肥料成分量の推計
２．（畜産ふん尿由来消化液等）家畜頭数ベース

27

Norinchukin Research Institute2 家畜頭数ベースでの畜産ふん尿由来消化液等に含まれる肥料成分推計

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 家畜頭数を用いた畜産ふん尿由来消化液等および肥料成分量の推計フローは以下のとおり。
推計フロー：利用するデータ① 畜産統計調査結果の家畜頭数：推計結果② 家畜ふん尿原単位③ 畜産ふん尿発生量④ 畜産ふん尿のメタン発酵割合⑤ メタン発酵に供される畜産ふん尿量⑥ 畜産ふん尿の肥料成分含有率⑦ 畜産ふん尿由来消化液の肥料成分量⑧ 畜産ふん尿の堆肥化割合⑬ 畜産ふん尿の肥料成分含有率⑨ 堆肥化される畜産ふん尿量⑩ 畜産ふん尿由来堆肥の量⑪ 堆肥の肥料成分含有率⑭ 全畜産ふん尿の肥料成分量⑫ 畜産ふん尿由来堆肥の肥料成分量28

Norinchukin Research Institute2 畜産ふん尿発生量の試算

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 農林水産省畜産統計調査による家畜頭数（地域別・畜種別）をもとに畜産ふん尿発生量を試算。
①家畜頭数（地域別・畜種別）②畜産ふん尿量原単位

×

出所：農林水産省 畜産統計調査（2019年2月1日）

年換算

×

365日

ふん

尿

③畜産ふん尿発生量【③ 畜産ふん尿発生量（t/年）】【② 畜産ふん尿量原単位（kg/頭（羽）/日）】
処理方法

＝

計

乳用牛

肉用牛

豚

採卵鶏

ブロイラー

合計

乳用牛

45.5

13.4

58.9

北海道

17,220,299

4,997,492

1,489,361

332,141

233,454

24,272,747

肉用牛

17.8

6.5

24.3

東北

2,126,202

3,185,804

3,213,022

1,270,039

1,528,365

11,323,432

豚

2.1

3.8

5.9

関東

4,022,369

2,823,271

5,301,917

2,651,123

341,687

15,140,369

鶏

0.059

-

0.059

北陸

270,881

208,554507,365

500,619

46,359

1,533,777

ブロイラー

0.13

-

0.13

東海

763,197

980,397

1,213,497

1,060,956

116,063

4,134,110

近畿524,563

835,189

102,722430,974

162,943

2,056,391

中国

976,032

1,164,587

603,626

1,158,598

399,149

4,301,992

四国

367,624566,214637,221453,710370,1102,394,878

九州・沖縄

2,354,731

9,631,478

6,651,731

1,321,119

3,360,789

23,319,849

合計

28,625,898

24,392,986

19,720,462

9,179,279

6,558,919

88,477,544

出所：農林水産省 都道府県・市町村バイオマス活用推進計画の手引き（平成24年9月）

注：地域区分は次の通り、以降においても同様北海道（北海道）、東北（青森、岩手、宮城、秋田、山形、福島）、
関東（茨城、栃木、群馬、埼玉、千葉、東京、神奈川、山梨、長野、静岡）、
北陸（新潟、富山、石川、福井）、東海（岐阜、愛知、三重）、
近畿（滋賀、京都、大阪、兵庫、奈良、和歌山）、中国（鳥取、島根、岡山、広島、山口）
四国（徳島、香川、愛媛、高知）、九州・沖縄（福岡、佐賀、長崎、熊本、大分、宮崎、鹿児島、沖縄）

29

Norinchukin Research Institute2 メタン発酵に供される畜産ふん尿量の試算

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 試算した畜産ふん尿の発生量と畜産ふん尿のメタン発酵割合（混合処理・分離処理を考慮）をもとに、メタン発酵に供される畜産ふん尿量を試算。なお、ここでのメタン発酵比率については、都道府県からの家畜排せつ物処理方法に関する調査結果であるため、FIT認定されているものとは限らない。
③畜産ふん尿発生量（地域別・畜種別）

×④畜産ふん尿のメタン発酵割合＝【⑤ メタン発酵に供される畜産ふん尿量（t/年）】【④ 畜産ふん尿のメタン発酵割合（%）】
乳用牛

肉用牛

豚

⑤メタン発酵に供される
畜産ふん尿量

採卵鶏

乳用牛

ブロイラー

北海道

6.8

0.2

4.8

0.1

0.0

北海道

東北

1.1

0.0

3.5

0.0

0.0

関東

0.2

0.0

0.1

0.0

北陸

0.0

0.0

0.0

東海

3.9

0.0

近畿

1.4

中国

肉用牛

豚

採卵鶏

ブロイラー

合計

1,170,029

10,034

71,826332

01,252,221

東北

22,6501,439

112,23500136,324

0.0

関東

7,844

33

6,196

0

0

14,073

0.0

0.0

北陸

0

0

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

東海

29,988000029,988

0.9

0.0

0.0

0.0

近畿

7,526

7,464

0

0

0

14,991

1.3

0.0

17.3

0.0

0.0

中国

12,2200104,48900116,709

四国

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

四国

0

0

0

0

0

0

九州・沖縄

0.4

0.0

0.3

0.8

0.5

九州・沖縄

9,754

0

17,361

10,56916,80454,4881,260,011

18,970312,107

10,901

16,804

1,618,792

出所：家畜排せつ物法施行状況等調査結果 2019年4月1日現在より本コンソーシアム作成

合計30

Norinchukin Research Institute2 畜産ふん尿由来の消化液肥料成分量の試算

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 算出したメタン発酵に供される畜産ふん尿量に畜産ふん尿中の各肥料成分含有率を乗じて畜産ふん尿由来の消化液肥料成分量を推計。

⑤ メタン発酵に供される
畜産ふん尿量×⑥畜産ふん尿に含まれる
肥料成分含有率⑦ 肥料成分量＝

窒素（N）

7,809t/年

りん酸（P2O5)

5,250t/年

加里(K2O)6,145t/年※各肥料成分の回収率は100%と仮定【⑥ 畜産ふん尿に含まれる肥料成分含有率（%）】
乾物ベース
N

P2O5

現物ベース
K2O

含水率

N

P2O5

K2O

ふん

2.19

1.78

1.76

80.1

0.44

0.35

0.35

尿

27.1

-

88.6

99.3

0.19

-

0.62

ふん

3.61

5.54

1.49

69.4

1.10

1.70

0.46

尿

32.5

-

-

98.0

0.65

-

-

採卵鶏

ふん

6.18

5.19

3.10

63.7

2.24

1.88

1.13

ブロイラー

ふん

4.0

4.45

2.97

40.4

2.38

2.65

1.77

牛
豚

出所：農研機構（中村、柚山(2005)農工研技法203）の乾物ベース比率およびをもとに本コンソーシアムにて現物換算
現物ベース＝｛乾物ベース×（100％-含水率）｝÷100

31

Norinchukin Research Institute2 家畜頭数ベースでの推計による畜産ふん尿由来の消化液肥料成分量の地域別分布

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 家畜頭数ベースで推計した畜産ふん尿由来の消化液肥料成分の地域別分布は以下のとおり。
 FIT認定ベースについては推計に用いたデータ上、各成分の比率の差は観測されない。
家畜頭数ベースでの推計による畜産ふん尿由来の消化液肥料成分量の地域別分布
窒素

四国
0.0%
0.7%

1.5%
北陸

10.2%

関東

中国

東北

11.2%

2.4%

東北

関東

10.8%

四国

北陸 3.3%

0.8% 0.0%

0.0%

1.1%

近畿

2.0% 1.0% 中国0.0%

九州・沖縄

近畿
東海

東海

りん酸

北海道
64.6%

近畿

四国

0.8%

0.0%

東海

加里

（参考）
FIT認定情報ベースでの
近畿

畜産ふん尿由来消化液

沖縄

1.2%

肥料成分量の地域分布

8.2%

東海

（窒素・りん酸・加里）

九州・

3.0%

北海道

北陸

82.3%

0.0%

中国
7.4%

九州・
沖縄
6.2%

7.5%

14.3%

11.1%

東北

北陸
0.0%

1.4%

関東

九州・沖縄

中国

1.5%

四国

4.6%

北海道

北海道
68.7%

67.4%
関東
1.4%

東北
3.4%

32

出所：農林水産省、資源エネルギー庁資料をもとに本コンソーシアム作成

Norinchukin Research Institute（参考）堆肥化される畜産ふん尿量の試算

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 試算した畜産ふん尿の発生量と畜産ふん尿の堆肥化割合をもとに堆肥化される畜産ふん尿量を試算。

③畜産ふん尿発生量（地域別・畜種別）

×⑧畜産ふん尿の堆肥化割合＝【⑧ 畜産ふん尿の堆肥化割合（%）】
乳用牛

肉用牛

豚

⑨堆肥化される
畜産ふん尿量【⑨ 堆肥化される畜産ふん尿量（t/年）】

採卵鶏

ブロイラー

乳用牛

肉用牛

豚

採卵鶏

ブロイラー

合計

北海道

49.7

80.6

39.8

65.5

89.0 北海道

8,566,876

4,029,278

592,759

217,553

東北

81.3

93.9

41.7

91.0

34.6 東北

1,727,764

2,989,919

1,341,434

1,155,736

528,814

関東

80.8

95.7

43.9

86.9

53.9 関東

3,248,209

2,702,423

2,327,483

2,303,826

184,170 10,766,111

北陸

87.4

97.5

51.7

98.0

18.1 北陸

236,865

203,342

262,409490,607

8,391

1,201,614

東海

86.6

94.6

42.9

88.9

近畿

78.1

90.6

81.1

80.0

661,183

927,254520,078

943,190

67,665

3,119,370

中国

87.7

95.7

34.2

93.2

409,629756,956

83,274

344,780

34,381

1,629,020

四国

85.9

96.5

56.1

76.6

856,028

1,114,529

206,598

1,079,813

216,738

3,473,706

九州・沖縄

79.1

94.1

45.7

85.4

58.3 東海
21.1
近畿
54.3
中国
33.7
四国
34.4
九州・沖縄

315,803546,282

357,268

347,542

124,727

1,691,622

1,863,176

9,059,336

3,038,769

1,128,236

1,156,111 16,245,628

17,885,533 22,329,319

8,730,072

8,011,283

2,528,771 59,484,977

出所：家畜排せつ物法施行状況等調査結果 2019年4月1日現在より本コンソーシアム作成

合計

33

207,774 13,614,240
7,743,667

Norinchukin Research Institute（参考）家畜ふん尿由来の堆肥量および肥料成分量の試算

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 算出した堆肥化される畜産ふん尿量から堆肥量を試算。試算された堆肥量に各肥料成分含有率を乗じて畜産ふん尿由来の消化液の肥料成分量を推計。
⑨ 堆肥化される
畜産ふん尿量⑩ 畜産ふん尿由来
堆肥量

××（1-畜産ふん尿の含水率）/（1-堆肥の含水率）⑪ 畜産ふん尿由来堆肥の肥料成分含有率⑩ 畜産ふん尿由来
堆肥量＝⑫ 肥料成分量＝

窒素（N）

325,001t/年

りん酸（P2O5)

553,538t/年

加里(K2O)362,371t/年【⑩ 畜産ふん尿由来堆肥量（t/年）】【⑪ 畜産ふん尿由来堆肥の肥料成分含有率等（％）】

乳用牛

肉用牛

豚

採卵鶏

北海道

3,335,877

1,373,474

239,545

105,436

165,332

5,219,664

東北659,363

1,007,637

557,606

560,123

420,792

3,205,521

関東

1,210,760

906,351

948,339

1,116,541

146,549

4,328,540

北陸

88,962

68,175

94,971

237,771

6,677

東海

232,741

309,868

221,207457,11353,843

近畿

145,262

252,904

18,387167,096

27,358

中国

306,003372,476

89,983523,327

172,465

1,464,254

四国

112,855

182,499

118,238

168,435

99,249681,276

九州・沖縄

688,753

3,024,374

1,117,033

546,795

919,950

6,296,905

6,780,576

7,497,758

3,405,309

3,882,637

合計

ブロイラー

合計

処理方法

含水率
ふん（分離）

80.1

ふん尿混合

84.5

ふん（分離）

69.4

ふん尿混合

87.8

ふん（分離）

63.7

ブロイラー ふん（分離）40.4

牛496,556

1,274,772

611,007 豚2,012,215 23,578,493

34

採卵鶏

堆肥

畜産
ふん尿

乾物ベース
N

P2O5

現物ベース
K2O 含水率

N

P2O5

K2O

1.9

2.3

2.4

54.8

0.86

1.04

1.08

3.0

5.8

2.6

40.2

1.79

3.47

1.55

3.2

6.5

3.5

25.1

2.4

4.87

2.62

※堆肥の成分比率は畜種別のみ（処理区分は考慮されていない）
出所：農研機構 各種バイオマス成分のデータベース整備データ（2005年農業工学研究所技法第203号）
農研機構 家畜ふん堆肥の成分的特徴より本コンソーシアム作成
現物ベース＝｛乾物ベース×（100％-含水率）｝÷100

Norinchukin Research Institute（参考）家畜ふん尿量および肥料成分量の試算

2.（畜産ふん尿由来消化液）家畜頭数ベース

 算出した家畜ふん尿中の各肥料成分含有率（モデル値）を乗じて家畜ふん尿由来の消化液の肥料成分量を推計（本頁試算においては、畜産統計で集計される生育フェーズも加味している）。
③’ 畜産ふん尿量発生量（地域別・畜種別
・生育フェーズ別）⑭ 肥料成分量×⑩ 畜産ふん尿の肥料成分含有率＝

窒素（N）

671,480t/年

りん酸（P2O5)

567,480t/年

加里(K2O)

421,959t/年【③’ 畜産ふん尿発生量（t/年）】
乳用牛

肉用牛

豚

採卵鶏

【⑬ 畜産ふん尿の肥料成分含有率（%）】
ブロイラー

合計

北海道

12,459,439

2,470,150

1,588,922

292,092

233,454

17,044,058

東北

1,642,796

3,370,399

3,453,170

1,079,881

1,528,365

11,074,611

関東

3,231,687

1,691,376

5,683,813

2,335,139

341,687

13,283,703

北陸

219,933

131,334

541,384

443,988

46,3591,382,998

東海

630,341

726,000

1,301,024

937,097

116,063

3,710,525

近畿

428,457

856,723

108,123

400,452

162,943

1,956,699

中国

786,040

931,266

648,813975,578

399,149

3,740,846

四国

302,362

318,699682,216

403,149

370,1102,076,536

九州・沖縄

1,838,757

11,565,947

7,136,790

1,171,516

3,360,789

25,073,799

合計

21,539,814

22,061,895

21,144,256

8,038,891

6,558,919

79,343,774

35

処理方法

畜種

N

P2O5

K2O

ふん

0.44

0.35

0.35

尿

0.19

-

0.62

ふん

1.10

1.70

0.46

尿

0.65

-

-

採卵鶏

ふん

2.24

1.88

1.13

ブロイラー

ふん

2.38

2.65

1.77

牛
豚

出所：農研機構 各種バイオマス成分のデータベース整備データ、（2005年農業工学研究所技法第203号）
農研機構 家畜ふん堆肥の成分的特徴
より本コンソーシアム作成

Norinchukin Research InstituteⅣ．メタン発酵消化液に含まれる肥料成分量の推計
3．（食品残渣由来消化液）食品廃棄物量ベース

36

Norinchukin Research Institute3 食品廃棄物量ベースでの食品残渣由来消化液に含まれる肥料成分推計（食品残渣由来消化液）食品廃棄物量ベース

 FIT認定情報ベースでの食品残渣由来消化液の推計を補足する目的で、国内の食品廃棄物量からも推計を行う。推計フローは以下のとおり。
 ここで扱う食品廃棄物量は、食品廃棄物等多量発生事業者（食品廃棄物等の前年度の発生量が100トン以上の食品関連事業者）が農林水産省に対し報告する食品廃棄物等の発生量や食品循環資源の再生利用等の量とする。
 ただし、当データは家庭生ごみ等を含まないことから、より実態に近い数値としてはFIT認定情報ベースと考えられる。
推計フロー① メタン発酵に供される食品廃棄物量：利用するデータ（参考）食品廃棄物の再生利用率：推計結果② 生ごみの肥料成分含有率モデル

エタノール
炭化して製造 0.0%

肥料される燃料及び③ 食品残渣由来消化液の肥料成分量

還元剤

再生利用なし

0.3%

23.0%

10.9%

油脂及び
油脂製品
2.6%
メタン
3.1%
きのこ類栽培の
固形状培地

飼料
59.9%

0.3%

37

Norinchukin Research Institute3 食品残渣由来の消化液肥料成分量の試算（食品残渣由来消化液）食品廃棄物量ベース

 メタン発酵に供される食品廃棄物量に生ごみ中の各肥料成分率（モデル値）を乗じて食品残渣由来の消化液の肥料成分量を推計。
① メタン発酵に供される
食品残渣量

×

【① メタン発酵に供される食品残渣量】② 食品残渣の肥料成
分含有率③ 肥料成分量＝

窒素（N）

3,639t/年

りん酸（P2O5)

2,592t/年

加里(K2O)

1,234t/年※各肥料成分の回収率は100%と仮定【② 生ごみの肥料成分含有率モデル ※肥料成分は乾物ベース】

組成
含水率
N
P
K
（%） （%） （%） （%） （%）
18
90.1
1.36
0.24
2.7

8,433

東北

19,867

にんじん

関東

103,661

キャベツ

18

92.7

3.83

0.37

2.7

北陸

25,979

バナナの皮

10

90.9

1.32

0.22

6.6

東海

37,902

リンゴ

10

84.9

0.21 0.066

0.73

10

76.5

1.25 0.096

1.6

近畿

26,543

グレープフルーツの皮
鶏肉の骨

8

55.7

7.12

5.1

0.24

中国

5,927

可食部

6.5

68.4

11.4

0.70

1.0

四国

6,248

頭部・骨
・ひれ等

3.5

39.2

6.01

1.8

0.13

標準生ごみ組成

北海道

鯵の開き
（干物）
（廃棄率
35％）

九州・沖縄

273,334卵殻

2

90.75 0.087

0.13

合計

507,894

米飯

10

60

1.17 0.085

0.073

茶殻

4

84.2

4.42

0.31

0.42

標準生ごみ合計

100

78.0

3.73

1.16

1.05

出所：農林水産省 食品リサイクル法に基づく食品廃棄物等多量発生事業者の食品廃棄物等の発生量及び再生利用の実施料（令和4年度実績） より本コンソーシアム作成

出所：農研機構（中村、柚山(2005)農工研技法203,5）より本コンソーシアム作成

38

N⇒0.82%
P2O5 ⇒0.58%
K2O ⇒0.28%

N⇒3.73%P⇒P2O5換算2.66%
K⇒K2O換算1.26%

乾物⇒現物換算…｛乾物ベース×（100％-含水率）｝÷100
Norinchukin Research InstituteⅤ．国内調査
１．事例調査２．肥料利用調査

39

Norinchukin Research InstituteⅤ．国内調査
１．事例調査

40

Norinchukin Research Institute国内事例一覧
 消化液の肥料利用の実態をミクロレベルで考察するべく、複数事例を比較。
 民間主体・行政主体、畜産ふん尿由来・残渣由来といった事例の種類としても偏りがないよう選定し、現場の課題と解決に向けた工夫を整理。
株式会社
大野ファーム分類

かぶとバイオファーム
合同会社

株式会社
本部農場

鹿追町
環境保全センター①中鹿追②瓜幕

民間主体

真庭リ協
バイオガスプラント

みやま市
バイオマスセンター

行政主体

事業者

株式会社大野キャトルサービス

かぶとバイオファーム
合同会社

株式会社
本部農場

鹿追町

真庭市

みやま市

所在地

北海道河西郡芽室町

岡山県笠岡市

宮崎県児湯郡
新富町

北海道河東郡鹿追町

岡山県真庭市

福岡県みやま市

原料の種類

肉牛ふん尿

乳牛・肉牛ふん尿

乳牛ふん尿①乳牛ふん尿、生
ごみ、下水汚泥②乳牛ふん尿生ごみ、し尿、浄化 浄化槽汚泥、し尿、
槽汚泥
食品廃棄物

発電出力

300kW

1,427kW

49kW(24.5kW×2台）①290kW②1,000kW

25kW

41

100kW

Norinchukin Research InstituteⅤ．国内調査
２．肥料利用調査

42

Norinchukin Research Institute

肥料利用における主要項目の比較（民間主体）
 国内調査先のうち民間が主体となる3事例について、肥料利用における主要項目は以下のとおり。
株式会社大野ファーム
散布量（t/年・直近実績）

かぶとバイオファーム合同会社

21,400株式会社本部農場

42,340（計画）7,000

作物別標準散布量（t/10a）

麦、大豆、ビート、ジャガイモ、小豆等に対し平均4～6

トウモロコシ・牧草に対し5.5

トウモロコシ10、牧草10

消化液利用にかかる費用

散布作業10,000円/時（圃場との往復の輸送時間含む）

ー

散布料込1,000円/t

肥料登録有無無稼働後実施予定

有

窒素成分（％）

0.53

0.4（濃縮後）

0.3

施肥体系

普及センターとの連携のもと、農業試
験場にて成分分析を実施。
実証結果（作物ごとの施肥量や肥料成分、生育結果等）をとりまとめ、「消化液の有効利用」パンフレットを作成している。

濃縮を行い散布。肥料成分登録も実施。

牧草は化成肥料不使用で消化液のみ使用。とうもろこしは化成肥料（20kg/10a）と消化液を合わせて
使用。

肥料利用者

自社（170ha）に加え、周辺農家（100ha）に販売・散布。

構成員である畜産農家7戸がふん尿
搬入量に応じて、消化液を持ち帰り、各農家にて自給飼料生産圃場に散布。

自家消費が中心だが、地域（半径5km程度の範囲内の耕種農家）で消化液利用にかかる協議会を設立し、メンバーに販売・散布。

43

Norinchukin Research Institute

肥料利用における主要項目の比較（行政主体）
 国内調査先のうち行政が主体となる3事例について、肥料利用における主要項目は以下のとおり。詳細は次頁以降。
鹿追町
環境保全センター
散布量（t/年・直近実績）

みやま市
バイオマスセンター

真庭リ協バイオガスプラント

100,1111,500

10,707

作物別標準散布量（t/10a）（中鹿追）デントコーン4.8、牧草
2.9、ビート4.3、豆類4.3、野菜類
5.0、小麦4.4（瓜幕）飼料作物4.2、耕種作物
4.0

水稲3～4

水稲4、水稲追肥2.5、筍7、なたね
6、麦6、レンコン6、ナス10

消化液利用にかかる費用

散布手数料含め572～624円/t

実証事業のため無償。（新プラント
では肥料代+散布代込2,000円/10aの予定）

肥料代0円
散布手数料1,100円/10a

肥料登録・届出有無

有有有窒素成分（％）
施肥体系

0.3

0.29

0.2～0.3

JA鹿追町主導で、土壌分析結果・
営農計画に合わせて施肥設計を実施。

消化液を利用したブランド米（循米）は消化液を元肥に使用し栽培するものとしている。その他作物については窒素成分の一部を消化液で補うイメージ。

特別栽培米「つやおとめ」は消化液利用を必須としたブランド米。その他の作物の消化液利用は任意。

44

Norinchukin Research Institute

肥料利用におけるポイント比較①鹿追町環境保全センター
原料調達

 バイオマスプラントへの畜産ふん尿の搬入：ふん尿は酪農家が牧場でアームロールに入れ、鹿追町バイオマスプラント利用組合（の職員）が回収。利用者は乳牛1頭あたり12,000円/年を処理費として支払う。
 中鹿追は、畜産ふん尿のほか、農業集落排水汚泥や生ごみも原料として投入。瓜幕は畜産ふん尿のみ。
消化液の肥料成分（％）

 肥料登録中鹿追:工業汚泥肥料（鹿追1号:生第90053号）
瓜幕:特殊肥料（鹿追2号）※中鹿追は、原料に畜産ふん尿以外の農業集落排水や食品残渣が含まれるため、汚泥肥料として登録

肥料成分

 肥料成分
中鹿追も瓜幕も定期的に肥料成分や有害物質について
モニタリング
中鹿追導入当初は多少ばらつきがみられたが、近年はN:0.3％、P:0.15％、K:0.35％程度で概ね安定している（右表を参照）
 散布量の目安
肥料成分量と物理性を勘案して、原則、消化液の散布
量は5t/10aを上限としている（基肥のみの場合は1回に5t/10a、追肥も行う牧草では1回当たりの散布量は3t/10aの散布が多い）
45

中鹿追
N

P

K

瓜幕
Ca

Mg

N

P

K

Ca

Mg

2007

0.294 0.131 0.465 0.141 0.061

2008

0.223 0.154 0.492 0.139 0.065

2009

0.374 0.237 0.416 0.123 0.070

2010

0.286 0.104 0.430 0.118 0.050

2011

0.350 0.127 0.373 0.135 0.059

2012

0.340 0.150 0.360

2013

0.370 0.170 0.390 0.190 0.090

2014

0.408 0.167 0.303 0.220 0.110

2015

0.367 0.141 0.476 0.170 0.090

2016

0.350 0.130 0.320 0.190 0.100

0.36

0.15

0.35

0.250 0.010

2017

0.340 0.120 0.360 0.150 0.074

0.29

0.11

0.34

0.200 0.047

2018

0.400 0.160 0.390 0.190 0.080

0.29

0.13

0.35

0.190 0.056

2019

0.390 0.190 0.390 0.200 0.077

0.32

0.14

0.33

0.220 0.074

2020

0.278 0.164 0.329 0.238 0.090

0.33

0.14

0.33

0.210 0.054

2021

0.320 0.152 0.358 0.211 0.090

0.30

0.12

0.28

0.210 0.057

2022

0.290 0.154 0.370 0.227 0.082

0.29

0.13

0.32

0.190 0.051

2023

0.309 0.144 0.351 0.193 0.073

0.348 0.148 0.383 0.209 0.074
出所：鹿追町資料より本コンソーシアム作成－－

Norinchukin Research Institute

肥料利用におけるポイント比較①鹿追町環境保全センター
 鹿追町では、酪農の多頭化とともに増加したふん尿（スラリー、堆肥）の農地への還元、交換耕作（畑作農家と酪農家が圃場を交換して耕作することで、土壌の施肥バランスを整える）等により、土づくり、地力向上を図ってきた。
 農地全筆で土壌分析を行っており、毎年個別農家ごとに施肥相談を行い、農家ごとに施肥設計を決定。JAがもつBB（バルクブレンド）肥料工場も活用して地力・作物に応じた化学肥料の購入量を決定している。
 利用組合の組合員は、施肥設計において消化液の散布も織り込んで施肥量を決定している。
長期輪作
交換耕作
基盤整備

畜産ふん尿

施肥設計

土づくり
地力向上

土壌分析【全筆】（十勝農協連）秋用：6月
春用：12月

堆肥
消化液

農家ごとの
施肥設計
有機質
由来肥料

適正施肥

高収量・高品質・クリーン農産物生産
コスト削減

散布方法

鹿追町営農指導
対策協議会

施肥相談会
（JA鹿追町）圃場状況の聞き取り
低コストを意識した施肥設計の検討

肥料の設計

化学肥料の指定

地力・作物に応じた投入量JA鹿追町BB肥料工場
約120銘柄JA銘柄 約80銘柄
個人別ブレンド 約40

出所：鹿追町資料より本コンソーシアム作成

 散布効率を考慮して、散布エリアをプラントから10~15km圏内のエリアに設定している。
 移動の効率性を高めるため、中鹿追ではトラクターで牽引するが、瓜幕はトラックタイプのタンクローリーと併用。
 スプレイヤーだと飛散による臭気の課題があるため、専用の散布用アタッチメントで筋状に散布している。
46

Norinchukin Research Institute

肥料利用におけるポイント比較①鹿追町環境保全センター
 発生した消化液はすべて圃場に散布されており、中鹿追では畑作物での利用も進んできた。
 冬は降雪で散布できないため、散布時期は春から秋に限定される。春は牧草、デントコーン、ビート、夏は牧草と小麦後のえん
麦元肥、秋は小麦・デントコーン、11月に翌年度ビートの元肥が中心。

散布作物

 畑作物が増えると散布時期の分散が進み、
時期別の
作業量の
平準化を進
めることができる。

作物別の散布スケジュール(千t）
消化液の圃場散布量の推移
80■ 中鹿追 畑作物・デントコーン■ 中鹿追 牧草
60 ■ 瓜幕 畑作物・デントコーン■ 瓜幕 牧草

4月

畑
作物

3,000

 農業者ごとに土壌条件等が異なるため削減効果は一律ではな
いが、肥料を多く必要とするビート等は消化液の利用余地が大
きく、肥料代の削減につながっている（右図A農場）。

9月 10月 11月

豆類
小麦
小麦跡

ビート・豆類における消化液活用による肥料代の変化
ビート_化学肥料
豆類_化学肥料

2,492
1,915

2,000

ビート_消化液
豆類_消化液

1,608

1,529

導入前

導入後

1,000
0
導入前

導入後

Ａ農場（ビート12ha,豆類3ha）

47

8月

野菜類

07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
（千円）

消化液の利
用による肥料
費の削減

7月

ビート

20

 施肥設計において、消化液散布により投入される肥料成分を考慮して化学肥料の投入量を削減。

6月

牧草
飼料
作物 デントコーン

40

0

5月

B農場（ビート7ha,豆類6ha）
出所：鹿追町資料より本コンソーシアム作成

Norinchukin Research Institute

肥料利用におけるポイント比較②真庭リ協バイオガスプラント

原料調達

 生ごみは収集拠点（ステーション）に配置された専用バケツをトラックで回収。既存のプラントでは旧久世町4,400世帯に限定して回収。新プラント運用後は市内全世帯に生ごみ用の水切りバケツを配布し、回収する運用を始める予定。
 以前は異物混入率が10％だったが、市民に取組みが浸透した結果足元
は1％まで低下。

製造・保管

 発生した電気はFIT売電。2024年に稼働予定の新プラントについては、
バイオマスセンターの施設内で使用することとし、売電は行わない予定。
 新プラントは生ごみ受け入れフローの一部自動化を図るなどし、運用を効率化。

販売

 散布以外では、一部市内各所に「無料バイオ液肥スタンド」を設置し、家庭菜園等に使用される。
 「行政からの押し付け」とならないようにと実証を踏まえた成分の他、生育状況、収量や食味調査結果等とともに展開。「慣行栽培と同程度の収量、食味。コスト削減になる。」ということで初期の利用者拡大につなげた。
 消化液の利用により反収が減るデータもあったが、生産者において 収量
減 ＜ コスト減 を選択し消化液が選択され利用に繋がっている。
 肥料登録も実施。モニタリングデータもHP等で公表している。

48

出所：真庭市バイオ液肥分析

Norinchukin Research Institute

肥料利用におけるポイント比較②真庭リ協バイオガスプラント

散布 既存の実証施設においては、年間1,500tの液肥が発生し、15ha程度でアクセス可能な農家で使用（中山間地域のため
大きな散布車では運搬が不可能なエリアも多い）。
 2024年稼働予定の新プラントに関しては、肥料代・散布代含めて2,000円/10aで散布を行うが、行政側でのコスト負担をカバーできる水準ではない。焼却ごみは「収集・焼却・灰処分」までが行政の処理責任であることから、メタン発酵後の消化液等についても行政で農地散布までを行うこととの位置づけ。
 二次濃縮後、400t/年の生産量（濃縮前8,000t）を見込む。400L/10aの散布をベースとし、散布計画面積は100ha。
 消化液の濃縮は窒素成分を指標とし、濃縮前は0.29％、一次濃縮で0.6％、二次濃縮で2.0％にすることを目指す。濃縮
行程前の固液分離は遠心分離器により行い実生産では小型連続遠心分離機24台を並べて行う予定。一次濃縮はUF膜を用い、二次濃縮は電気透析により行う。
 濃縮によって運搬車の小型化が可能となり、幅広い地域に散布ができるようになる。
化学肥料を使う慣行農法

濃縮

肥料名
きぬむすめ用一発肥料（N20%)
珪酸加里プレミア3（K20%)
苦土重焼燐
（P50%)
合計

散布量

成分（％）
N
P
K

35kg

7
6
10
7

肥料代/10a10,267円

30kg
20kg

濃縮バイオ液肥+牛ふん堆肥を活用した栽培105,270円3,955円6

肥料名
濃縮バイオ液肥（N2%,K1.3%)
牛ふん堆肥（NPK各1％）
合計

散布量

成分（％）
N
P
K

300L

6

2t

6
12

肥料代/10a3.9

2,000円
(調整中）

12

12

8,000円12

15.9

10,000円

19,492円
出所：真庭市資料より本コンソーシアム作成

49

Norinchukin Research Institute

肥料利用におけるポイント比較③みやま市バイオマスセンター

原料調達

製造・保管

 原料となる食品残渣成分は季節によって変動がある。ただし、し尿が８割程度を占めるため、肥料成分への影響は軽微。
 大きな食品工場が域内に少なく、食品の偏りは軽微。
 センター内での生ごみ再分別の負担、前処理機の設備制約（不適物が120t/年ほど発生）。
 市民の家庭系生ごみ分別の理解醸成が必要。特に市内に居住する外国人への啓蒙が課題。
 家庭系生ごみの回収頻度増による費用負担増。

 排熱で水を加温し、センター内の掃除やメタン発酵槽の加温に使用。

発酵に使用できない「生ごみ」

写真：本コンソーシアム撮影

 他地域（大木町）の消化液を用いて2年間の施肥試験を行ったうえで実用化。さらに普通肥料として登録、定期的な成分のモニタリングを行い、消化液の成分の変動が少ないことを確認している。
 JAみなみ筑後や普及センターが実証から参加。
 二毛作地帯であり、年間を通して消化液の散布が可能な圃場が確保できる。
販売

散布スケジュール
4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

水稲（元肥）
水稲（追肥）
麦（追肥）
出所：みやま市ヒアリング内容より本コンソーシアム作成

50

Norinchukin Research Institute

肥料利用におけるポイント比較③みやま市バイオマスセンター
散布

 農業者負担は、運搬車（４t車）を使う場合550円/車、散布車1,100円/10aの作業料。消化液自体は無料。
 市負担は消化液の運搬車・散布車の修理や更新、散布にかかるコスト（散布にかかる事業費は年間3,000万円ほど）。
 消化液の散布作業は市に委託することとなるため、農家側で施肥スケジュールを組むことができず兼業農家は利用しづらい。
「つやおとめ」の栽培面積は従来100～120haであったが、消化液利用が必須となっている結果、兼業農家が生産から撤退し、現在は以前の半分程度の栽培面積（50～60ha）となっている。
 「つやおとめ」（特別栽培米）は「ふくおかエコ農産物」の認証（※）を取得し、消化液「みのるん」
は「つやおとめ」の施肥基準として採用（他の有機肥料でも可）。

米ブランド「つやおとめ」※ふくおかエコ農産物認証…化学合成農薬の成分回数と化学肥料の使用量を、ともに県基準の半分以下で生産する栽培計画を認証する制度。農薬成分数10成分以下、化学窒素量4.25以下。
つやおとめ 施肥基準（JAみなみ筑後水稲栽肥基準（JAみなみ筑後水稲栽培暦）
成分（％）
使用量/10a
体系
使用用途
資材名
N-P-K
（化学窒素量）基肥
スーパーユーキくん2号
12-5-530kgまで（1.7kg）
分施
穂肥①
スーパーユーキくん3号
10-3-820kgまで（1.0kg）
一発

基肥一発

有機エムコート355

13-5-550kgまで（3.25kg）

分施

基肥＋穂肥①バイオ液肥

0.26-0.07-0.05

4t+2.5t(0kg)

出所：JAみなみ筑後資料より本コンソーシアム作成

 地産地消の地域循環商品で、特別栽培米として固定客を獲得。「つやおとめ」を用いた特別純米酒等も開発。
 消化液「みのるん」を菜の花栽培に使用、「菜の花オイル」を生産。
「菜の花オイル」  廃食用油のバイオディーゼル燃料と合わせて再生可能エネルギー創出、菜の花を観光資源化。
菜種油51

写真：本コンソーシアム撮影

Norinchukin Research Institute消化液のバリューチェーンごとの共通課題と課題解決にかかるポイント

課
題

ポ
イ
ン
ト

5.5

 各事例を通じて得た共通の課題とそのポイントは以下のとおり。

全般

原料調達

 メタン発酵施設導入の有効性（導入効
果） 資源としての分別 内外環境を踏まえた  回収ルールの設定
メタン発酵施設の導（専用ボックスの配入目的と、その経済
布等）
効果等の検証 回収ルールの市民へ
 補助事業の活用の浸透
 運用や導入検討に  手作業での不適切
向けて旗振りを行うオ
物の排除対応リジネーターの存在

製造・保管（メタン発酵）

農産物

販売・散布

 メタン発酵施設の運用負荷 消化液の運搬車・散布車の修理や更新、散布にかかるコスト負担
 生産者での利用にかかる理解醸成 電気のみならず廃熱やガスの施設内外利
用
 機械設備の自動化等による運用効率化

 消化液散布までを廃棄物処理（行政 消化液を肥料利用しサービス）として位置づけ、行政にて負担た産品のブランド化を行い、通常の化成肥料より安価な価格  産品ブランド化に伴う設定を行うことで農家負担を削減
生産者や市民への意
 生産者への実証結果・導入メリットの展
識情勢を図る開や、JA等と連携した施肥設計
 普通肥料として登録、定期的な成分のモニタリングを実施
 散布する消化液の量、散布時期等の計画を策定する 「利用者協議会」の設置等を検討する
 濃縮実施による効率性向上

 循環型農業を実現していることの訴求※行政主体のみ該当する項目は青字
52

Norinchukin Research Institute各調査項目の目的と調査結果（再掲）
目的

国内

結果

消化液の
肥料成分量推計

国内の家畜排せつ物・食品残渣から発生する消化液の肥料成分量を推計する。

FIT認定施設での畜産ふん尿由来消化液を全量肥料利用できたと仮定した場合、各成分ベースで国内需要の2.0～5.5％を賄うことができると推計した。

消化液の肥料利用状況

国内での実践事例をもとに、消化液の肥料利用の実態をミクロレベルで考察する。

消化液を肥料として有効に活用するためには、①散布農地確保②科学的分析に基づく施肥設計、③農業者にとって従来施肥と同等以上の労力・経済的効果がポイントであることがわかった。

経済試算

消化液の肥料利用による経済効果を確認する。

バイオマス発電の採算性は厳しい。しかし、消化液の適切な肥料利用で全量が化学肥料と代替できれば、補助金等なしでも地域内経済効果が黒字となる可能性も示唆された。

技術

海外調査

総括

消化液の肥料利用でのネックとなる低濃度、高 消化液利用にかかる技術は必ずしも複雑な物理・化学反応では重量の課題解消のための濃縮技術等について、 ないことがわかった。海外では各肥料成分を分離する技術の実用化が進んでいることを確認した。
関連技術や技術開発動向を整理する。
ドイツのバイオマス発電・消化液利用を取り巻く状況を整理し、日本との違いを考察する。

日本とドイツでは置かれている環境が異なることから、政策や技術開発の姿勢が異なる。しかし、環境面では日本とも共通しうる点もあり、学ぶところは多いと考えられた。

消化液の肥料としての利用可能量は、国内全体の肥料供給量に必ずしも大きなインパクトを与えるものではないが、その利用により化学肥料の低減につなげることができる。さらなる利用促進に向けて、技術面では、日本の条件に適した消化液の肥料利用の技術の開発を進めていく必要がある。政策面では、適切な廃棄物処理やその有効利用促進のための制度・ルールも検討していく必要があるだろう。
53

Norinchukin Research InstituteⅥ．消化液の肥料利用に関する経済効果の試算

54

Norinchukin Research Institute経済試算調査の概要
 消化液の肥料利用にかかる経済効果の試算を行う
内容

試算方法

参考事例

試算範囲

 国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が公開している「バイオマスエネルギー事業の事業性・地域経済性分析ツール」をベースに、実際に設備を導入している個別事例を参考にし、肥料利用にかかる経済効果を試算する

 鹿追町環境保全センター 瓜幕バイオガスプラント
 株式会社Kalm角山 バイオガスプラント

 畜産バイオマス発電事業も含めた事業全体での経済効果
 地域関係者も含めた経済効果

55

Norinchukin Research Institute参考対象とした実例
 鹿追町が運営する瓜幕バイオガスプラント、株式会社Kalm角山が運営するバイオガスプラントを参考対象の事例として選定する。
 両者は、原料として乳牛ふん尿を利用している点で共通する一方、前者は集合型プラント、後者は個別型プラントと、導入形態が異なる。
異なる2事例を対象に、乳牛ふん尿を利用したバイオガスプラントについて、地域経済への波及効果を含めた経済性を試算する。
 試算に際しては、現在稼働しているバイオガスプラントの実データをベースにしているが、データ取得の制約から、一部の項目については想定を置いた数値を用いる。
瓜幕バイオガスプラント（集合型プラント）
施設所在

Kalm角山バイオガスプラント（個別型プラント）

北海道河東郡鹿追町

施設所在

施設管理者

鹿追町
原料収集、液肥散布、施設管理は、
瓜幕BGP利用組合へ委託

施設管理者

原料の種類

乳牛ふん尿等
周辺の酪農・養豚17戸より収集（成牛換算3,000頭）

原料の種類

処理能力

主な設備

210t/日処理能力

発電機：250kW×4基（うち1台は予備）
原料槽：517㎥×2槽
発酵槽：1,938㎥×4槽
貯留槽：14,028㎡×4槽

主な設備

北海道江別市株式会社Kalm角山

乳牛ふん尿
当社が飼育する乳牛のふん尿を利用（成牛換算500頭）
50t/日

発電機：150kW×1基※
原料槽：191㎥×1槽
発酵槽：1,700㎥×1槽
貯留槽：4,500㎥×2槽※実例では、発電機150kW1基を追加導入しているが、試算に際しては追加導入分は考慮していない
Norinchukin Research Institute56インプット情報イメージ インプットする基本情報のイメージは下記の通り。
 粒度や範囲については、入手可能な情報の範囲等を踏まえて調整する。
内容

内容

単位

５．設備費用１．バイオマス調達
調達するバイオマス

２．エネルギー生産量
変換効率
所内率・排熱比率
設備利用率
３．販売価格
電気
熱
液肥
その他収益

単価
投入量
バイオガス製造量
従来の取引価格

円/t
t/日
Nm3/t
円/t

電力変換効率
熱交換率
電力所内率
熱所内率＋排熱比率
年間稼働日数
年間稼働時間

%
%
%
%
日/年
時間/日

買電価格
買熱価格
販売価格
販売量
販売価格
販売量

円/kWh
円/kWh
円/t
t/円
円/t
t/円

複数のバイオマスを調達している場合はバイオマスごと
に入力

固定費

固液分離設備

発酵槽設備

土木建設工事

電気計装設備堆肥化設備

粒度は事例に応じて
調整

その他設備

４．運用費
変動費

単位
設備費用
残存価値
償却期間
設備費用
残存価値
償却期間
設備費用
残存価値
償却期間
設備費用
残存価値
償却期間
設備費用
残存価値
償却期間
設備費用
残存価値
償却期間

円
％
年
円
％
年
円
％
年
円
％
年
円
％
年
円
％
年

事例に応じて調整

６．借入金・補助金・税率等
維持管理費
ユーティリティ費用
その他
人件費
補修費
その他

円/年
円/年
円/年
円/年
円/年
円/年

借入金

補助金
税率

金額
返済期間
利子
助成金
固定資産税
実効税率

円
年
％
円
％
％

出所：国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「事業性・地域経済効果試算ツール」をもとに本コンソーシアムにて作成

57

Norinchukin Research Institute地域経済効果項目の計算方法
 各地域経済効果項目の計算方法は下表のとおり。
#
1
2

項目
バイオマス事業者の地域最終利益（地域外配当減算後）
建設関連の地域内事業者利益

3

運転・維持関連の地域内事業者利益4

雇用効果（従業員可処分所得）5

自治体地方税6

地域内金融機関利息収入

7

バイオマス原料提供者経済効果

8

需要家のエネルギー費用削減効果

計算方法
バイオマス事業者が本事業で得た利益のうち、地域内事業者に分配される利益を対象とし、以下の方法で算出(バイオマス事業の利益)×(バイオマス事業への地域内事業者の出資比率)
地域内の建設関連事業者が本事業において得た純利益を対象とし、各作業項目ごとに利益を算出し合計(関連事業者への支出)×(地域内事業者への支出割合※1)×(売上高に対する地域内事業者の税引き後純利益の割合※2)
地域内の運転・維持関連事業者が本事業において得た純利益を対象とし、各作業項目ごとに利益を算出し合計(関連事業者への支出)×(地域内事業者への支出割合※1)×(売上高に対する地域内事業者の税引き後純利益の割合※2)
地域内事業者により雇用され、本事業に従事した従業員が得た可処分所得を対象とし、以下の方法で算出
バイオマス事業者については、以下の項目を加算雇用者および役職員の可処分所得：(給与)-(所得税)
バイオマス事業者以外の事業者については、各作業項目ごとに以下を算出し合計する(関連事業者への支出)×(地域内事業者への支出割合※1)×(売上高に対する可処分所得の割合※2)
都道府県および市町村への税収を算出対象とし、以下の方法で算出
・都道府県税：所得税＋法人税＋電気事業税＋消費税
・市町村税 ：所得税＋法人税＋固定資産税＋消費税※所得税・法人税は、地域内事業者への支出額に占める給与・税引前利益の割合から算出
地域内の金融機関が融資したことで得られる金利収入の従業員所得・税引き後純利益相当額を対象とし、以下の方法で算出(支払利息)×(銀行業における売上高に対する可処分所得割合※2＋銀行業における企業の税引き後純利益※2)
バイオマス事業の開始前後での、バイオマス原料の価値の変化分を対象とし、以下の方法で算出(原料調達量）×｛(現在の原料販売価格) − (本事業における原料販売価格)｝
バイオマス事業の開始前後での、バイオマス原料の価値の変化分を対象とし、以下の方法で算出(発電量）×｛(現状の電気買取価格) − (事業における電気買取価格)｝※１：事業実施地域の特徴に合わせて設定する割合※２：事業者へのヒアリングや、法人企業統計の数値を参考に設定する割合
出所：国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「バイオマスエネルギー地域自立システムの導入要件・技術指針（メタン実践編）」

58

Norinchukin Research Institute大規模集合型プラントケースにおけるインプットパターン 参考対象とした瓜幕バイオガスプラントでは、防衛施設周辺整備助成事業、過疎対策事業債が活用されている。
 防衛施設周辺整備助成事業や過疎対策事業債は、活用できるバイオガスプラント運営主体や地域が限られること等を踏まえ、補助金や過疎対策事業債の活用有無によって下記のパターンに分類し、経済試算を行う。
〇インプットパターン

FIT制度

補助金

過疎対策事業債

パターン❶

大規模
集合型

―

パターン❷

パターン❸

―

59

―

Norinchukin Research Institute試算結果サマリ(20年間累計)
 バイオマス事業が黒字であったのはパターン❶のみ。パターン❸では地域内経済効果も赤字であるものの、化学肥料の投入減少による経済効果を勘案すれば、地域内経済効果は黒字。個別型は、バイオマス事業は赤字であるものの、地域内経済効果は黒字となっている。
 集合型、個別型ともにバイオガスプラント単体での収益は厳しい結果となっているが、足下での資材価格や労働コストの上昇を踏まえると、プラント事業単体の収支は試算結果以上に厳しくなることが想定される。
 よって、消化液の有効利用など、地域内での経済効果を考慮することが今後はより重要になると考えられる。
②雇用効果
地域内経済効果〇試算結果（20年間累計）①バイオマス事業利益③自治体地方税※1④その他効果※2（従業員可処分所得）(①＋②＋③＋④)※3
単位：百万円

大規模
集合型

パターン❶

528

343

578

37

パターン❷

▲631

343

582

65

パターン❸

▲2,070

343

586

88

▲57※4

11

101

5

個別型

※1：参考対象の1つである瓜幕バイオガスプラントは鹿追町が運営しているものの、地域経済への波及効果を試算する観点でシートに則して計上したものである点に留意。
※2：地域内EPC事業者利益、地域内O&M事業者利益、地域内金融機関利息収入、バイオマス原料提供者経済効果、エネルギー消費者エネルギー費用削減効果。
※3：四捨五入の関係で、合計は完全に一致しない場合がある。
※4：FIT制度による売電収入は、発電機150kW1基が稼働している前提で試算。現在、参考事例では発電機が2基稼働しており、2基稼働を前提に試算した場合は異なる試算結果となる可能性がある。

60

1,486

化学肥料の投下減少効果
1,606百万円除く

360

化学肥料の投下減少効果
1,606百万円除く▲1,053

化学肥料の投下減少効果
1,606百万円除く

61

化学肥料の投下減少効果
156百万円除く

Norinchukin Research Institute消化液の活用による化学肥料投入量削減効果の算出方法について（大規模集合型）
 消化液を適切に活用することで、生産者にとっては化学肥料の投入量の削減を通じて肥料費を抑制でき、所得向上につながるが、その効果は
NEDOの試算シートには組み込まれておらず、試算結果に表現されない。
 そこで、下記の考え方にもとづき、「化学肥料の投下減少効果」を試算した。
（試算の前提条件）①消化液の散布は、土壌分析結果等を踏まえて適切な施肥設計のもとで、全量が圃場に散布されているものとする②消化液中に含まれる肥料成分は、窒素0.29％、りん酸0.13％、加里0.32％とする（2022年実績に基づく）

ステップ①

肥料成分
の推計

化学肥料
ステップ② （単肥）への換算

ステップ③ 金額換算

消化液に含まれる肥料成分のうち、植物が吸収可能な（化学肥料に代替できる）量を推計。消化液発生量（参考事例2022年実績58,464t）に下記割合を乗じる。
窒素：0.116％【全窒素量のうち、アンモニア態窒素が半分（0.145％）、うち2割が揮散】
りん酸：0.104％【植物が吸収可能なク溶性りん酸分（りん酸全量の8割で計算）】
加里：0.32％【加里は全量】
ステップ①で計算した各成分量を、
窒素：「硫安（N21％）」
りん酸：「過りん酸石灰（P17％）加里：「塩化加里（K60％）」で肥料重量に換算。
ステップ②の各肥料の重量に、各肥料の2020年の暦年平均価格を乗じて、金額換算。

出所：農林水産省 農業物価統計

窒素

りん酸

加里

肥料成分
（t）

58,464×0.116％

58,464×0.104％

58,464×0.320％

化学肥料
換算(t)

67.8/0.21

60.8/0.17

187.1/0.60

金額換算
（千円）※

322.9×56.3

67.8

322.9

18,182

60.8

357.7

357.7×83.6

29,883

187.1
311.8

311.8×103.4

32,225

合計：80,290千円/年61※小数点以下を全て表記していないため、表記上の計算式と実際の計算結果は異なる。
Norinchukin Research Institute消化液の活用による化学肥料投入量削減効果の算出方法について（個別型）
 前掲の大規模集合型と同様に、個別型における「化学肥料の投下減少効果」を試算した。

（試算の前提条件）①消化液の散布は、土壌分析結果等を踏まえて適切な施肥設計のもとで、全量が圃場に散布されているものとする②消化液中に含まれる肥料成分は、窒素0.29％、りん酸0.13％、加里0.32％とする（大規模集合型と同値を採用）

ステップ①

肥料成分
の推計

化学肥料
ステップ② （単肥）への換算

ステップ③ 金額換算

消化液に含まれる肥料成分のうち、植物が吸収可能な（化学肥料に代替できる）量を推計。消化液散布量（参考事例推定5,700t）に下記割合を乗じる。
窒素：0.116％【全窒素量のうち、アンモニア態窒素が半分（0.145％）、うち2割が揮散】
りん酸：0.104％【植物が吸収可能なク溶性りん酸分（りん酸全量の8割で計算）】
加里：0.32％【加里は全量】
ステップ①で計算した各成分量を、
窒素：「硫安（N21％）」
りん酸：「過りん酸石灰（P17％）加里：「塩化加里（K60％）」で肥料重量に換算。
ステップ②の各肥料の重量に、各肥料の2020年の暦年平均価格を乗じて、金額換算。

出所：農林水産省 農業物価統計

窒素

りん酸

加里

肥料成分
（t）

5,700×0.116％

5,700×0.104％

5,700×0.320％

化学肥料
換算(t)

6.6/0.21

5.9/0.17

18.2/0.60

金額換算
（千円）※

31.5×56.3

6.6

31.5
1,773

5.9

34.9×83.6

34.9
2,913

18.2
30.4

30.4×103.4

3,142

合計：7,828千円/年

62※小数点以下を全て表記していないため、表記上の計算式と実際の計算結果は異なる。
Norinchukin Research Institute（２）メタン発酵消化液の肥料利用に関する海外の動向について

63

Norinchukin Research InstituteⅦ 海外・技術調査概要

64

Norinchukin Research Institute海外現地調査先
 海外の現地調査はドイツを中心にオランダとの2ヶ国を訪問。
 調査では欧州でのバイオガスプラントの現場の状況、消化液利用実態や技術開発動向、欧州を取り巻く環境を把握することを目的とし、運営中のバイオガスプラントや研究施設の視察、消化液利用に関連する技術に関する取材、企業や研究者、業界団体との意見交換を実施。

現地調査先と目的
訪問先

場所

目的

ドイツバイオガス協会（IFAT2024（展示会））

ドイツ

ドイツを取り巻くバイオガス発電状況に関する取材、消化液関連の最新動向
や技術の調査Weltec Biopower

ドイツ

消化液処理技術、ドイツを取り巻くバイオガス発電状況に関する取材、設備の
視察

Geltz

ドイツ

消化液処理技術に関する取材

CircularValues

オランダ

窒素回収技術の調査

Agrokraft

ドイツ

家畜ふん尿・エネルギー作物、食品残渣の消化液利用の視察（水熱炭化技
術の調査）

Biogas Forum Bayern

ドイツ

ペレット化、減圧濃縮の調査、実験施設の視察

へーグル農場ドイツ

食品残渣の消化液利用の視察※訪問順に記載65

Norinchukin Research Instituteドイツバイオガス協会
概要：1992年に農業のために有機資源をいかに供給するかのために、消化液の利用の支援を目的として設立。当初は150件の会員が現在は10,000件を超える。会員の問い合わせ対応、政策の立案、中央/地方政
府との折衝等を行う。
会員活動の内容：会員からの問い合わせに応じ、対応方法や解決策を指導。共通性の高い内容については業界紙にまとめを記述。業界ガイドラインを作り、会員へのテクニカルなアドバイスやトレーニングに生かす。
会員増加のきっかけ：再生エネルギー法が2000年に施工され、FITが本格稼働したことを機に、会員数が大幅に増加。
連携する団体：欧州コンポストネットワーク、欧州バイオガス協会、国際固形廃棄物協会等と連携してバイオガス/消化液の価値向上を進める。
海外展開：インドのバイオガスへの指導を行っている。予算は国際連合工業
開発機関（UNIDO）や欧州のプロジェクト予算、ドイツのサステナブルデベ
ロップメント省。国際的な気候変動ガス取引へつなげる意向。
トピックス：クレジットの創出に関する動きで、業界団体の存在価値を高めたい。バイエル州においては、バイオメタンを原料としてSAF（持続可能な航空燃料）を生産に向けた議論をしている。

IFAT2024 ＠メッセミュンヘン
ドイツバイオガス協会と関連団体
写真：本コンソーシアム撮影

66

Norinchukin Research InstituteGeltz社

Geltz社
従業員数等：
社員32名（排水処理17名、メタン発酵/消化液処理15名が主として従事）
事業の特徴：
主として化学・製薬工場等の産業系排水の処理事業を行う。Geltz親子の家族経営で、父Ulrich氏は化学・生物学者、息子Fabian氏はプロセスエンジニアであり、研究開発に強みがある。
NuTriSepを開発した経緯：
メタン発酵の実用化ニーズの高まりを背景に、2008年に本事業に参入。
Karlsruhe工科大学やHohenheim大学の農学系研究グループから共同研究を持ち掛けられた。ドイツの国立研究所のフランホーファーからの補助もあった。
消化液の技術領域を進める理由：①肥料成分の循環活用、②デザイナー型肥料の確立、③ふん尿被害の低減、の3つの柱のため。これら課題を解決する研究開発は、ドイツの連邦
教育科学省、EUの研究開発費（FP７～Horizon2020）の資金を得て、メタン発酵とNuTriSepを開発、特許化して現在に至っている（ドイツと欧州のみ成立、その他は申請していない）。

67

Geltz親子 左Ulrich氏、右Fabian氏

ピート代替としてのプレス乾燥汚泥
写真：本コンソーシアム撮影

NuTriSepの経済性
 NuTriSepは変動費を回収できる構造。固定費は補助金にも助けられている。
 利益は消化液の固形分を乾燥させた泥炭。消化液をプレス脱水をしたものが固形分25％となり、これがそのままピート代
替として高い需要がある（立米当たり40ユーロ）。
※天然ピートが環境影響を理由に規制が強くなり、代替品の需要が高まっている。
Norinchukin Research InstituteWeltec Biopower社

Weltec Biopower社
従業員数等：
社員164名事業の特徴：
バイオガスプラントのコンサルティング、設計、製造、教育、プロセス最適化、
メンテナンス等の事業を行う。日本を含む26ヶ国で350件以上のバイオガス
プラントを建設・運営する。
（日本では埼玉、山形、長野、北海道等のバイオガスプラントを設計）対象とするバイオマス：
家畜ふん便、非可食バイオマス部分、農地残材、レストラン廃棄物、食品製造工場規格外品、期限切れ食品、生ごみ、テンサイ粕、屠殺場残渣、ふすま、果実搾り粕、菜種、乳業バイプロ、パルプ他
バイオガスプラント数増加のきっかけ：
そもそもエネルギー政策がリードするもの。自然エネルギー活用法の施行があったのちに、東日本大震災がきっかけなり、ドイツでも原発を止めなければならないという機運が高まった。近年はロシアからのガス供給停止があり、バイオメタンとしてのニーズが高まっている。

Weltec Biopowerのプラント(左）消化槽へのホッパー（右）プラントの説明看板
写真：本コンソーシアム撮影

68

Norinchukin Research Institute日独の技術開発に関する考察
 ドイツと日本を対比すると、消化液を取り巻く環境に類似する点、異なる点がある。なかでもドイツと日本は肥料の経済安全保障環境は類似点がある。
 国内の未利用の家畜ふん尿や消化液中に含まれる肥料成分量にはポテンシャルがあるといえる。それを踏まえると、日本の肥料の経済安全保障のために、有事を見据えて日本の条件に合わせて技術開発を進めておくことが望ましいだろう。

ドイツ

日本

•
•
•

EUの再生可能エネルギー指令
天然ガスのロシアへの依存や原子力発電からの脱却
REPowerEU等による改革の推進•

欧州では窒素、りん酸、加里をロシアにも依存•

地下水の高濃度硝酸塩問題

③土壌環境

-

•
•

肥料成分を個別に分離できる技術の実用化
EU内のプロジェクトで推進

消化液利用の技術開発•

濃縮技術の実用化が進む••

天然ガスの配管を通じたバイオメタンの販売が可能
メタン発酵後の固形分の高付加価値化••

消化液利用に関する優良事例が複数存在
資源循環の方針

①エネルギー

②肥料

その他
69

•
•

化石資源を中東・オーストラリア等に依存再生可能エネルギーも指向•

尿素、りん酸アンモニウム（りん安）、塩化加里はほぼ全量を輸入（りん安は中国からの輸入が76%を占める）

Norinchukin Research InstituteⅧ．ドイツのバイオガス発電・消化液を取り巻く状況

70

Norinchukin Research Instituteドイツのバイオガス発電および消化液利用で考慮すべき視点
 本調査ではバイオガス発電に積極的なドイツを調査対象とした。
 ドイツのバイオガス発電および消化液利用に関連する政策、技術開発動向を理解するためには、①エネルギー、②肥料、③土壌環境を考えていくことが重要となる。

①エネルギー

EUは2009年に再生可能エネルギー指令を出し、バイオガスプラントの設置も加速した。
続く11年には東日本大震災が起こり、ドイツでは原子力発電所停止の動きが強くなったこともバイオガスプラ
ント設置の後押しとなった。

②肥料

22年のロシアのウクライナ侵攻でドイツとロシアの関係性が悪化したことの影響を受けている。
エネルギー価格の高騰も加わり、窒素肥料の原料となるアンモニア生産コストが上昇した。
ロシア依存が強かったりんもその安定供給に課題が残っている。

③土壌環境

ドイツは土壌中の硝酸塩濃度が高くなりやすく、地下水を使用する飲料水の硝酸塩濃度も高くなることが問題として発生していた。
それに対してEUは1991年に硝酸塩指令を出し、硝酸塩からの土壌や水の汚染防止を進めた。他方、堆肥や消化液の扱いも影響を受けた。

71

Norinchukin Research Instituteドイツの消化液を取り巻く環境・政策の変遷
 ドイツの消化液に関わる主なできごとや政策は以下。

～2011

12

再生可能エネルギー指令（EU;09）

エネルギー

Europe2020（EU;10~）
 持続可能な経済成長等
固定価格買取制度（ドイツ;2000）

肥料

土壌環境

16

18

第七次環境行動計画（EU;14~20）

22

欧州グリーンディール（19）

サーキュラーエコノミーパッケージ（EU;15）SYSTEMIC Project（EU;17~21）
 消化液利用技術の研究開発

24 （年）REPowerEU(EU;22)

エネルギー・肥料の安定調達課題の顕在化
インフレによる肥料生
産コストの高騰

Farm to Fork（20） 30年までに化学肥料20%削減

硝酸塩指令（EU;1992）

 脱原子力発電の動きの加速

20 循環型社会形成の動き
 各種環境規制の強化

ブルーベイビー問題

東日本大震災（11）

その他

14

パリ協定（15）
Horizon2020（EU;14~20）
 欧州の研究開発の方向性

新型コロナウイルス（20~23頃）
Horizon Europe（EU;21~27）
ロシアのウクライナ侵攻（22~）
ロシアとの関係悪化

72

Norinchukin Research Institute欧州のバイオガス発電動向（①エネルギー）
 欧州全体で196TWhに相当するバイオガス・バイオメタンを生産（EUのガス消費量の4.5％に相当）。
 過去10 年間をみるとバイオガス生産は停滞している。一方、バイオメタン生産は一貫して成長が続いている。
 国別ではドイツのバイオガス・バイオメタン生産量が84TWh と圧倒し、欧州全体の生産量の43%を占める。
 欧州全体のバイオガス・バイオメタン生産量（とくにバイオガス生産量）の推移はドイツにおけるバイオガスプラントの普及・拡大状況に準じている。
欧州全体のバイオガス・バイオメタン生産量の推移

欧州各国のバイオガス・バイオメタン生産量
バイオガス：
家畜ふん尿やエネルギー作物（主にデントコーン)、食品残渣等を投入原料にバイオガスプラン
トで生成するガス（メタン約60%、CO2約40%）
バイオメタン：バイオガスを精製しメタンの純度を高めたガス（メタン60→90%）。ガスのパイプライ
ンにそのまま注入でき、都市ガス
はじめ天然ガスの最終使用用途と同様の幅広い用途に使用可能

バイオメタン（由来のエネルギー）
バイオガス（由来のエネルギー）
出所：Statistical Report 2022: Tracking biogas and biomethane deployment
across Europe, 2022, EBA（数値は2021年時点）

73

Norinchukin Research Instituteドイツのバイオガス発電動向（①エネルギー）
ドイツのバイオガスプラント数（青）と累積発電設備容量（赤） ドイツでは臭気対策、家畜ふん尿処理作業負荷・労務費削減を意図してバイオガスプラントの導入が始まる。
 2000年のドイツFIT（再生可能エネルギー固定価格買取制度）導入により売電収入によってバイオガスプラントが経済性のある事業として成立する素地が整った。
 売電収入を増やすべくエネルギー効率を追求し、家畜飼料としてトウモロコシ（デントコーン）を栽培するのではなく、エネルギー作物として発電のためだけにトウモロコシを栽培・拡大（メタン発生量
は家畜ふん尿の約7倍） 。飛躍的にバイオガスプラントの基数が増加。結果、”トウモロコシだらけ”（デントコーンの栽培面積が一
挙に89万haが増加）となる。
 2014年にドイツ「再生可能エネルギー法」を改正しエネルギー作物を使用したバイオガス生産に対してそれまで支給されていた割増金を撤回。現在、FITのもとでは新規のバイオマス発電は家畜ふん尿や食品残渣など廃棄物を原料とするものに限定。バイオマスプ
ラントでの”トウモロコシ”ブームは終焉。
 エネルギー作物（デントコーン）による売電収入が酪農経営を下支えしてきたことは事実。バイオマスプラントの飛躍的な増加、普及・拡大により導入・維持コストは下がり技術は成熟・一般化。
 当初の政策的意図に意義は認められるが、エネルギー効率（収益性）だけをみて圧倒的に優位なトウモロコシに集中しモノカル
チャーになったことで弊害が顕在化。
 FITでの固定価格買取りは稼働から20年間。FIT導入後に建設されたバイオマスプラントは2020年頃から順次満期を迎え、バイオメタン販売のようなFIT後の事業モデルが求められている。

出所：ドイツバイオガス協会「Biogas market data in Germany 2022/2023」

ミュンヘン中心部からアウトバーンを北上、車窓からの景
色は一面トウモロコシ畑が続く

写真：本コンソーシアム撮影

74

Norinchukin Research Instituteドイツの肥料・エネルギーのロシア依存（①エネルギー、②肥料）
 エネルギー面では、ドイツでは2011年の東日本大震災を機に原子力発電所を停止の動きが加速したこともあり、ロシアにエネルギー源としての天然ガスを依存。肥料面ではロシアに加里の供給を依存。なお、肥料原料としても使用されるアンモニア合成にもエネルギーを多く消費することから、ロシアに依存している状況。一方でロシアは肥料輸出を強化。
 2021年のロシアのウクライナ侵攻を受けてロシアとの関係性が悪化。従来に増してバイオガス発電、肥料として消化液を環境政策対応・資源循
環の両面から利用することが急務となっている。
 エネルギー面ではEUは2022年にREPowerEUを発表。ロシアへの天然ガス依存を減らし、バイオメタンの生産量を2030年までに350億m3に拡大させるとする（20年はバイオガスとバイオメタンで計180億m3を生産）。
ドイツのエネルギーミックス

以前

ロシアの
ウクライナ
侵攻

100%

 東日本大震災を機に脱原発の動き
 エネルギー・肥料共にロシアに強く依存（ロシアからの安価なエネルギーでアンモニア合成）

80%
60%
40%

ロシアとの関係性の悪化
経済安全保障リスクが顕在化

20%
0%

現在

 エネルギーミックスの見直し
 EU等の環境政策に加え、資源循環として消化液の肥料利用の動きが加速

75

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Biofuels and waste
Natural gas
Wind, solar, etc.

Coal
NuclearHydro
Oil

出所：国際エネルギー機関

Norinchukin Research Institute（参考）EUの肥料・エネルギー源の物価と肥料の輸入状況（①エネルギー、②肥料）
 EUでは農業資材の価格は2020年ごろまで安定していた。しかし、新型コロナウイルスやロシアとの関係悪化で物価の高騰やエネルギー・肥料の輸入環境の変化が起こった。結果、エネルギー、肥料を含む農業関連資材の物価指数は2021年ごろから上昇し、22年には15年比で燃料・熱は約300%、窒素肥料が約250%、りん酸・加里肥料は約200%と急騰。
 EUは肥料の輸入割合は窒素が45%、りん酸46%、加里58%と、多くを輸入に頼る状況（2022年、Fertilizers Europe）。とくにロシアへの依存が強いりん酸のロシアからの輸入割合は2020年には22.7%だったが、23年には15.8%と急減。量で見ると同期間で64.5%減少した。他方でロシアは尿素のように一部の肥料の供給を強化している。
EU※の農業関連資材の物価指数（ポイント；2015=100）

350

EUのりん酸の輸入状況

（千t）

（％）

30

8,000
7,000

300

25

6,000

250

20

5,000

200

15

4,000

150

3,000

100

2,000

50

1,000

0

0
15

16

17

18

19

20

21

2022

農業資材

電力

窒素肥料

りん酸肥料
加里肥料
※2020年まではEU28、21年以降はEU27

10
5

15

16
ロシア

燃料・熱
出所：EuroStat

17

18
その他

19

20

21

22

2023

0

ロシアの占める割合（右軸）
出所：Fertiliser trade(European Commission)※20年以降はイギリスを除く

76

Norinchukin Research Institute

土壌中の硝酸塩濃度（③土壌環境）
EU圏内（EU27+英国）での地下水中の硝酸塩濃度の年平均値

欧州では農業に起因する過剰な窒素およびその化合物の局地的偏在などによる問題が各方面で顕在化
 作物の吸収量を超える窒素（肥料）の投入によって農地外に流出。地下水に硝酸塩が蓄積される傾向が認められている。硝酸塩濃度が高い飼料を食べた牛が酸欠状態、生後間もない人間の赤ちゃんが高濃度の硝酸塩が混入している水を飲むと肌に青みがかる「メトヘモグロビン血症」（ブルーベビー症候群）を起こすなどの健康被害が発生がみられる。
 ドイツは水道水の原水は地下水が7割を占め主体。地下水の硝酸塩濃度は飲用水等で健康や生活に直結する身近な問題。
 EUの上水道の硝酸態窒素基準値は25ppm(日本の規制基準値は10ppm)。地下水中の硝酸塩濃度40ppmを超える地域（地図の黄・赤色）ではドイツが目立つ。
 EUでは1991年に「硝酸塩指令」を発令し30年以上にわたって汚染の防止・削減に取り組んでいるが、平坦な地形が多い欧州では水の流れが緩やかなことなど農業者等による取組みと水質の改善との間にはタイムラグがあり、とくに地下水は水質の改善効果が顕著に表れるまでには数十年かかるとされる。

出所：REPORT FROM THE COMMISSION TO THE COUNCIL AND THE EUROPEANPARLIAMENT on the implementation of Council Directive 91/676/EEC
concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates fromagricultural sources based on Member State reports for the period 2016-2019,
2021, European Commission（報告期間2016〜2019年）

集約的な畜産業が発展してきたニーダーザクセン州とノルトライン＝ヴェストファーレン州北西部、畜産が密集している地域やバイオマスプ
ラントが多い地域、シュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州、ザクセン州、
ザクセン＝アンハルト州、バイエルン州、バーデン＝ヴュルテンベルク州
シュヴェービッシュ・ハル周辺での硝酸塩濃度が高い
77

Norinchukin Research Institute硝酸塩指令（③土壌環境）
 欧州事情：「硝酸塩問題」（窒素過剰、土壌の窒素過多）が顕在化しEUでは1991年に「硝酸塩指令」を発令し、加盟国に地下水と地表
水の硝酸塩（硝酸イオンの流出）による汚染の防止・削減を求め対策を講じるよう義務付け。
 ドイツは全土が「硝酸塩脆弱地帯」に指定、EU内でドイツは地下水の硝酸塩濃度が（マルタに次いで）目立って高い。

EU「硝酸塩指令※」ドイツ「肥料条例」（国内法令）

目的：作物の必要や立地条件に適した肥料投入を行い肥料の栄養分ができるかぎり作物に吸収されるようにする。
栄養分の損失を避けることにより水域その他の生態系への栄養分流入を長期的に防ぐ
以下のような行動計画の策定・実施が求められる。
① 窒素の総投入量（家畜排せつ物+化学肥料）を土壌やその他からの供給量も考慮して作物要求に合わせ適正施肥を行うこと② 家畜排せつ物の農地への最大還元量を 170 kg N/ha にすること③ 作物の生育できない冬期間における家畜排せつ物の施用を禁止しその間の排せつ物を貯留できる施設を整備すること 等 「硝酸塩指令」を受けてドイツでは1996年に「肥料条例」を発効し、硝酸塩指令で定める肥料に関する内容がドイツ国内で法的根拠をもつことに。
 以降もドイツは硝酸塩指令違反で欧州司法裁判所に複数回提訴されるも肥料条例の改正で巨額の賠償金を回避。
• 2017年改正（強化）…それまでの堆肥に加えて消化液も対象として追加• 2020年改正（強化）…ドイツは全土が硝酸塩脆弱地帯に指定されているが、そのなかでも特に重点的な対策をすべき地域（レッドエリア、追加要件を課す）を定める。
高い硝酸塩値は、畜産が密集している地域やバイオマスプラントが多い地域と相関関係がある。
どちらの場合も、発酵残渣や液肥の形で大量の消化液が生産されている。
＝窒素含有液肥は散布可能な施用面積に対して過剰※EU指令（Directive）は加盟国の政府に対して直接的な法的拘束力を及ぼすものであり、その目標を達成する義務が生じ、国内法令の整備が求められる。
加盟国は４年ごとに「硝酸塩指令」に基づく実施状況をEUの政策執行機関である欧州委員会に報告しなければならず、同指令の違反が認められた場合には最終的に欧州司法裁判所に提訴される。
Norinchukin Research Institute78

Agrokraft社 概要■

レーン・グラプフェルト郡

概要：
農民団体がコンサルタント会社を設立し、地域住民の出資による協同バイ
オガス発電事業施設（バイオガスプラント）を立ち上げ様々な事業展開を行っている。出資した地域住民は事業の利用と配当等を受け取る仕組み。
Agrokraft社（有限会社）はバイエルン州の最北端に位置するレーン・グラ
プフェルト郡に所在。バイエルン州農業者同盟と同郡マシーネンリンクの50％出資で2006年に再生可能エネルギー事業を郡内で推進するためのコンサル
タント会社として設立。ドイツでは2000年にFIT（固定価格買取制度）が導入されたことで、郡内に海外企業を含む域外企業による太陽光や風力発電事業への参入圧力が強まり、それに対抗して地域住民の出資による事業で所得を地域で確保しようとしたことが契機となった。
事業内容：
郡内に5つの協同バイオガス発電事業施設を立ち上げており、参画農家は180戸。バイオガス施設については自治体ごとの運営を基本とし、複数の農業経営が出資、畜産ふん尿やエネルギー作物（主にデントコーン）等の原料提供し消化液利用を行う仕組み。
現地視察先：
Agrokraft社が手掛けた同郡ウンスレーベンにある家畜ふん尿・エネルギー
作物を原料とするバイオガスプラントとハーブシュタットにある食品残渣を原料とするバイオガスプラントの２先について現地調査を実施。

ドイツ全土

Agrokraft社

バイエルン州

Rhön-Grabfeld e.V.

50 %

50 %
経営理念

「一人は万人のために、万人は一人のために」「村のお金は村に！」…農村信用組合を組織化
Friedrich Wilhelm Raiffeisen （1818-1888）「村のエネルギーは村に！」
出所：Agrokraft社提供資料をもとに本コンソーシアム作成

79

Norinchukin Research InstituteAgrokraft社 ウンスレーベン・バイオガスプラント 概要
出資構成：140戸の農家が出資
粗利益：13百万ユーロ
プラント出力：発電900kW（2007年に導入した1号機600kW＋
2011年導入の2号機300kW）、都市ガス340kW相当、熱550kW
投入原料：70-80%が家畜畜ふん（10-15戸）。20%がデントコーンや牧草（42戸）。
売電：FIT（固定価格買取制度）による売電収入
同村は再エネだけで電力需要を100％完全自給（自給率250~300％)

協同バイオガス発電施設

隣接の園芸農場

都市ガス供給施設

熱交換器・給湯管

熱供給：300戸900人の同村で熱の利用者は200戸。7kmの温水地中配管を敷設し村内に供給。また、プラントに隣接する園芸農場にも熱供給。
都市ガス供給：メタン発酵で生成したバイオガスのメタン濃度を高めバイオメ
タン（60→90%以上）に精製しガス供給。近時のガス価格の高騰を受けて都市ガス供給は重要な収益源。
再生敷料：5ユーロ/tで販売。花き栽培用の土壌代替品向けには20ユー
ロ/25kg販売。

写真：本コンソーシアム撮影

80

Norinchukin Research InstituteAgrokraft社 ウンスレーベン・バイオガスプラント 消化液の利用
消化液の生産：発酵済残渣（消化液）は固液分離を行い、固形物は再生敷料や花き栽培用の土壌向けに販売、液分は液肥として有機肥料にする。
消化液の利用：協同バイオガス発電事業施設（バイオガスプラント）への出資者による事
業利用の一環として、出資する農家に「割当」があり消化液を引き取る（対価は無料であり、農家にとっては肥料代削減につながる）。農地の面積に応じて消化液の割当量を調整・決定。消化液（液肥）の生産量は散布面積
で村の農地全体の5％程度であり、施肥不足分は化学肥料を使っている。
村としては有機栽培は重要と考えており、消化液による窒素循環のニーズは高い。
その他：
投入原料は畜産ふん尿が多く、デントコーン・サイレージが少ないため石などの異物混入がなく、故障も少ない。消化液の散布では臭気対策からも土壌へのインジェクションが基本。デントコーンの購入価格は45ユーロ/t程度（ただし小麦価格に連動する）。牧草等は15～20ユーロ/t。デントコーンの単収は40～50t/ha（ホールクロップ：茎・葉・未熟の実すべて）。投入原料のデントコーンは年間を通じて安定的に過不足なく必要量を供給できるよう、
マシーネンリンク※が地域全体として作付計画を策定し、収穫作業では巨大な収穫機を農家ごとにやり繰りをしながら作業スケジュールを組んで実施している。
※農業経営間で機械利用の融通・斡旋・仲介を行う相互援助組織
81

デントコーン（エネルギー作物）収穫作業

マシーネンリンクでのコンピュータによるデントコーン収穫（収穫機の配置と施設への運搬）
管理画面…この地域は均分相続地帯であったことから、各農家が所有する農用地は飛び地で分散しており虫食い状になっている
写真・資料：Agrokraft社提供

Norinchukin Research Instituteバイオガスプラントの役割のまとめ
 バイオガスプラントはふん尿の処理作業負担や労務費の軽減、エネルギー収入等、主に経済性に主眼を当てて導入が進んできた。現在では、環境面での役割、エネルギー・肥料安全保障での役割も大きくなっている。
アウトプット

経済性（事業性の判断）共通して

 ふん尿処理作業負荷・労務費削減

社会（規制・政治・技術）

環境面
 資源循環 周辺の生ごみ等引き取りによる産業廃棄物処理手数料収入

該当
電気
ガス
エネルギー

 売電収入（特に酪農を下支え）
 売ガス収入（パイプラインが整備され、バイオメタンを販売できる）

 再生可能エネルギーとしてカーボンニュートラルへの寄与 エネルギーミックスの見直し（REPowerEU）
 足元エネルギー作物のバイオガスプラント新設分はFIT対象外で、現在再エネ電力はFIT価格引き下げの一途、FIPへ移行

 自家消費による光熱費減熱 ウクライナ問題・ロシアとの関係悪化によるエネル
ギー・肥料の安定調達課題の顕在化

 CHP（熱電供給システム）再エ
ネ熱利用について公的補助有 地域熱供給収入

肥料/土壌環境その他

 肥料代削減、有機肥料として農産物を高付加価値化

 土壌の窒素過多の防止への寄与

 硝酸塩指令に向けた対応としての肥料成分の分離技術開発と制度設計
 欧州での資源循環に向けた枠組みにおける消化液
肥料利用に向けた技術開発

 周辺農家への販売収入（散布
代行費用を含む場合有） 固形分を再生敷料、戻し堆肥、ピート代替として使用

次章で紹介
82

Norinchukin Research InstituteⅨ．技術調査

83

Norinchukin Research InstituteEUの消化液の利用技術開発
 欧州でも日本同様に消化液処理や輸送、散布等のコスト削減は大きな課題。さらに欧州では硝酸塩指令への対応や物質循環への取組みのなかで、ハンドリングの向上や濃縮技術等の技術開発が進んだ。
 EUではHorizon 2020が支援するプロジェクトSYSTEMICのなかで資源循環、消化液利用についての研究がなされてきた。そこに地政学的リス
クから肥料の安定供給課題への対応も加わった。その内外環境が推進力となり、窒素、りん酸、加里をそれぞれ分離する組み合わせた技術開発やその実用化が進んだ。
 消化液に対する個々の手段・技術は必ずしも高度ではない。ただし、一部の技術を除き、消化液処理に実装する場合、その導入・運営コストが大きくなるとみられる。

個々の技術のブラッシュアップ

欧州の課題

 減圧濃縮 加熱乾燥
 （ペレット化）

窒素分離

 アンモニアストリッピング
 膜分離

りん分離

 MAP法カリウム分離 膜分離（最終浄化）

84

組み合わせ

プロジェクトSYSTEMICのなかで消化液の利用について調査・研究

濃縮
調査・研究

 ハンドリングの向上、濃縮 硝酸塩指令等の環境規制への対応
 資源循環の取組み
 地政学的のリスクへの対応

複数組み合わせた
プロセスの実用化

Norinchukin Research InstituteEUの消化液の利用技術開発（SYSTEMIC）
 欧州では2017年から21年までSYSTEMICプロジェクトが行われた。本プロジェクトはHorizon 2020（研究プロジェクトを助成する欧州連合のフレームワークプログラム。2014年から20年の方向性を規定）の資金が使われ、有機廃棄物の資源循環・循環型経済に変えていくための取組みである。
 SYSTEMICプロジェクトでは消化液の肥料利用について、市場性、環境への影響、肥料成分の分離等様々な視点で調査研究、実証。実証では欧州5ヶ国の5つのプラントで、嫌気性発酵と肥料成分の回収・リサイクル技術の効果的な組み合わせ等を検証された。
 SYSTEMICプロジェクトの後押しがあり、欧州では消化液から窒素、りん、カリウムを分離する技術開発が進み、プラントへの実用化が加速。
 分離精製された窒素源はRENURE（REcovered Nitrogen from manURE）と呼ばれ、生成物の肥料としての扱いについてEU内で議論がなされている。
SYSTEMICのスキーム
5つの実証プラント

出所：SYSTEMIC HP

85

Norinchukin Research Institute

消化液に関連する技術
 消化液を利用するための課題は流通範囲を広くするためにコスト削減（減容化・濃縮）することである。その方法として、機械的な脱水や加熱
乾燥、物理化学的な濃縮、窒素やりんを分離する化学的な回収技術が開発・応用が進む。これらの技術は消化液の処理以外の他の用途（下水処理、化学産業等）で使用されているものがほとんどである。しかし、一部の技術を除いて、日本国内の消化液処理には実装されていない。
 日本ではろ過や電気透析を組み合わせて肥料成分を濃縮するプロセスが九州大学中心に開発され、実用化が進んでいる。ドイツでは各肥料成分を取り出す技術を組み合わせた統合プロセスが実用化されている例がある。

代表的な個別技術
濃縮
窒素分離④アンモニアストリッピング
⑤膜分離

リン分離

⑥MAP法

カリウム分離⑦膜分離（最終浄化）

組み合わせ

①減圧濃縮
②加熱乾燥
③ペレット化

統合プロセス
開発主体等

所在地 生産物/プロセス名

①

九州大学

日本

Bio-CLF（濃縮バイオ液肥）

②

Geltz

ドイツ

NuTriSepプロセス③

Weltec biopower

ドイツ

Kumacプロセス④

revis bioenergy

ドイツ

-

86

Norinchukin Research Institute代表的な個別技術 ①減圧濃縮

減圧濃縮
対象

消化液他

効果

消化液全体を濃縮技術の概要
 消化液を対象とする場合、固液分離後に減圧/真空状態で加熱（※減圧することで沸点が下がり、低温で蒸発しやすくなる）。
温度は40～75℃程度、熱は発電機の排熱等を使用。

減圧濃縮装置と模式図

導入の留意点 消化液から水、二酸化炭素、アンモニア、その他溶存ガスを蒸発して濃縮。濃縮された液中にカリウムやりんが残り、肥料として使用できる。消化液に硫酸等を添加してpHを下げることで、アンモニ
アの蒸発を防止が可能。消化液に硫酸を添加しない場合、アンモ
ニアはスクラバー中の硫酸で硫酸アンモニウムとすることで吸着、回収可能。

・一般的にエネルギー消費量が大きく、コストが大きい。

開発の状況/導入例等
・減圧濃縮技術自体は一般的。国内ではかぶとバイオファームが実用化予定。
・ドイツでは”SlurryUpgrade”として減圧濃縮やペレット化のプ
ロジェクトが進行。設備を提案する施工事業者も複数存在する。

 アンモニアを蒸発させることができるため、窒素散布可能量に規定がある欧州での消化液処理に有効。

出所：Fachverband Biogas e. V. “Digestate as Fertilizer”

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Norinchukin Research Institute代表的な個別技術 ②加熱乾燥

加熱乾燥
対象

消化液他

効果

消化液全体を濃縮技術の概要
 加熱して水分を蒸発させる方法。さまざまな産業で広く使われており、消化液にも適応される。減圧濃縮同様、ペレット化の前段階等でも使用される。ベルト乾燥が主流。

ベルト乾燥の模式図

導入の留意点 ベルト乾燥ではベルトが複数互い違いに配置され、 熱を高効率に利用できる例がある。加熱は例えば60~150℃で行う。ベルト乾燥以外の方法とにはドラム式乾燥、流動層式乾燥がある。

・乾燥に多くのエネルギーが必要。
・アンモニアや臭気を除去する設備が必要。

 消化液を加熱する前に硫酸を添加することで、消化液中のアンモニ
アを硫酸アンモニウムに変換できる。硫酸アンモニウムにするとアンモニ
アの蒸発を防止できる。消化液に硫酸を添加しない場合、アンモニア
はスクラバー中の硫酸で硫酸アンモニウムとすることで吸着、回収ができる。

開発の状況/導入例等
・他の産業を含めると広く使用されている。
・ドイツでは畜産ふん尿由来消化液に加熱乾燥が実用化されている事例がある。
出所：Fachverband Biogas e. V. “Digestate as Fertilizer”

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Norinchukin Research Institute代表的な個別技術 ③ペレット化

ペレット化
対象

消化液濃縮物効果

濃縮液を固形化技術の概要
 消化液を濃縮後、ペレット化（乾燥プロセスの例：固液分離、減圧濃縮、ベルトドライヤーの組み合わせ）。ペレット化する場合、水分含量は10%程度まで下げる必要がある。

消化液ペレット化装置の模式図

実際の消化液ペレット

本コンソーシアム撮影

 ペレット化の工程では窒素、りん、カリウムのロスが起こらない。

導入の留意点・多量のエネルギーが必要で堆肥のペレット化とのエネルギー収支の比較が必要。
・溶解に水が必要。

 軽量で体積が小さいことから輸送効率が著しく向上する。密度はペレット化前が250～350kg/m3、ペレット化後は700～750kg/m3。

開発の状況/導入例等

 ペレット化に必要なエネルギーは30～50kWh/t。生産にエネルギーを多く使用し、コストが大きくなることから、消化液濃縮物に付加価値をつける場合のオプションとなる。

・ドイツでは”SlurryUpgrade”として減圧濃縮やペレット化のプ
ロジェクトが進行。ただし経済性が課題。設備を提案する施工
事業者は複数存在する。

 高付加価値品となるため園芸用途に適する。

出所：Fechter (2019)、Fachverband Biogas e. V. “Digestate as Fertilizer”

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Norinchukin Research Institute代表的な個別技術 ④アンモニアストリッピング

アンモニアストリッピング
対象

消化液

効果

アンモニアの分離・回収技術の概要
 消化液中のアンモニアをガス化して分離する技術。効率は温度とpHの影響を受ける。温度は80℃程度、アルカリ性が望ましい。発電の排熱使用ができる。

アンモニアストリッピングの装置構成例

導入の留意点

 アンモニアストリッピング後に硫酸や硝酸で中和することで硫酸アンモ
ニウムや硝酸アンモニウムを得られ、肥料として活用が可能となる。
また石膏と反応させて硫酸アンモニウムと炭酸カルシウムを得る例もある。アンモニアを蒸気とともに直接濃縮することからスクラバーは不要。アンモニアのみを除去できるため、窒素散布可能量に規定がある欧州での消化液処理に有効。

・硫酸アンモニウムとして回収する場合、硫酸（濃度によっては劇物）の使用が必要となる。
・アンモニア態窒素以外の回収ができない。

開発の状況/導入例等
アンモニアを除去する技術として下水処理等で実用化済。オラン
ダには畜産ふん尿由来のメタン発酵消化液を対象に
CirculerValues社がトレーラーに搭載できるコンパクトなモデルを販売する事例がある。

 メタン発酵前にアンモニアストリッピングを行う場合、加熱工程を取ることから、有機物の分解が進みガスの収量が増加する。

出所：Bernhard Drosg et al. “Nutrient Recovery by Biogas Digestate Processing”

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Norinchukin Research InstituteCircularValues社 概要
概要：
同社はオランダにおいて独自の窒素回収システム（N-recovery）を開発。
当該設備を主に家畜ふん尿（乳牛飼養頭数50-150頭規模～）のバイ
オマスプラントに外付けで追加設置することでアンモニア（硫酸アンモニウム/
硝酸アンモニウム）を回収する仕組み。
特長：
消化液をアンモニアストリッピング法により硫酸（または硝酸）を添加して液体の硫酸アンモニウム（または硝酸アンモニウム）を回収する。回収過程
でアンモニアが外に排出されない仕組みとなっている。温度・pHの影響を受けて処理効率が変わる（高温、高pHが望ましい）ことからバイオガスプラントの排熱を利用。生成した硫酸アンモニウム/硝酸アンモニウムの純度は高くそのまま化学肥料として施用できる。
規模が小さいプラントでも導入できるシステムを構築している（ユニットはトレーラーで運べる）ことがポイント。既往のバイオガスプラントにユニットを外付け可能。導入実績はオランダ国内で20台。海外進出を企図。

窒素回収システム（N-recovery）ユニット

現地視察先：
CircularValues社が窒素回収システムを設置した酪農家で規模の異なるバイオガスプラントの２先について現地調査を実施。
（ユニット内）硫酸アンモニウム生成のため生成した硫酸アンモニウム（液体）の貯留に添加する硫酸のタンク
写真：本コンソーシアム撮影

91

Norinchukin Research InstituteCircularValues社 消化液の利用
消化液の生産・加工：
消化液は固液分離を行い、固形物は再生敷料等に、液分からは窒素回収システムにより硫酸アンモニウム（液体）に変換する。
消化液の利用：生成した硫酸アンモニウムは主に肥料メーカーに販売。肥料価格が高騰しており相応の価格となる。
成分分離：
牛ふん1t当たり全窒素態4kgでアンモニア態窒素は2kg、有機体窒素（植物がそのまま利用できない）が2kgが含まれる。バイオガスプラントでメ
タン発酵を行うことで有機体窒素を1kg、アンモニア態窒素を3kgにすることができ、窒素回収システムを利用するとさらに通常消化液内に残る0.5kgの硫酸アンモニウムをとりだすことができる。
肥料工場での活用：
個別の農家に設置するシステムの他、複数先から消化液を集めて固形の窒素肥料を製造する施設をオランダで稼働させている。冷却システムを活用して固形化（再結晶）するもので、年間6万tの消化液を処理、2万tの固形物、4万tの浄化水を生成する。冷却に多くのエネルギー（電力等）
を必要とすることが課題。

92

A農場

・120頭飼養の酪農家。バイオガスプラントの発電出力22kW（熱60kW）。原料は乳牛ふん尿のみ・廃熱は発酵槽の加温と窒素回収システム（N-recovery）に活用
・300L/hの消化液を製造し、5L/hの硫酸アンモニウムを回収する・窒素肥料は肥料メーカーに販売

写真：本コンソーシアム撮影

B農場

・280頭飼養の酪農家。発電出力
22kW×2台
・廃熱は発酵槽の加温と窒素回収システム（N-recovery）に活用しているが、余剰があるため、今後は牧場の社屋に活用していく見込み
・100L/hの消化液を製造し、15L/hの硫酸アンモニウムを回収する・規模が大きく、繊維を取り切れないため
固液分離を2回行う（スクリュー後マイク
ロフィルター）

Norinchukin Research Institute代表的な個別技術 ⑤⑦膜分離

膜分離
対象

消化液

効果

特定のイオン等を濃縮、水の純化技術の概要
 膜によって分子量やイオンの種類等で分離する方法。使用する膜の種類、径や圧力により対象物質や分離効果は異なる。

膜分離の組み合わせ例と様子

 固形分が多いと効率の低下、目詰まり発生の増加が起こるため、前処理（固液分離等）を行う。

導入の留意点・膜が詰まらないように前処理や管理が必要。
・コストが高く、エネルギー消費量が大きい。

 消化液を膜分離する場合、固液分離、凝集剤添加、振動ふるい等の後、限外ろ過（UF；10~50 nm）、凝集防止剤を加えて、複数回の逆浸透膜処理（RO；0.5~5 nm）を行う方法がある（Bernhard et al. 2015）。

開発の状況/導入例等

 逆浸透膜は消化液処理の一連のプロセスの最終工程で使用されることが多い。最終的に純度の高い水とカリウム等の塩が濃縮された溶液が得られる。

・膜分離は一般的な技術として広く使用。スイス、ドイツのバイ
オガスプラントの消化液でも実用化。

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出所：Fachverband Biogas e. V. “Digestate as Fertilizer”
Bernhard et al.(2015) ”Nutrient Recovery by Biogas Digestate Processing”

Norinchukin Research Institute代表的な個別技術 ⑥MAP法

MAP法

前処理

対象

消化液

pH調整

効果

りん・アンモニアの分離・回収

りん酸塩沈殿

技術の概要

水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等
塩基性物質添加でpH8~10にする
マグネシウム塩添加（pH調整が水酸化マグネシウムの場合不要）

ろ過

 りん酸態りんとアンモニウムイオンをりん酸マグネシウムアンモニウム（MAP）として沈殿させる。MAPになるとミネラル肥料として直接使用可能になる。

残存溶液

りん酸マグネシウムアンモニウム（MAP）
導入の留意点 配管内での意図しないりん化合物の析出の防止につながり、メンテ
ナンスコスト等の削減につながる。

・水酸化マグネシウムやろ過設備が必要となる。
・MAPを結晶化する場合、乾燥等にエネルギーが必要となる。
・残存した溶液の処理を考慮する必要がある。

 pHの上昇とMAPの成分となるマグネシウム塩を添加を要する。水酸
化マグネシウムを使用する場合、pH上昇とマグネシウム供給を同時に実現できる。
 カルシウムを添加してもりん酸カルシウムとしてりんの回収は可能だが、溶解しにくいため、酸処理して可溶性にする必要がある。しかし安定性が高く、長期貯蔵が可能になる。
94

開発の状況/導入例等
・国内の複数の下水処理施設で稼働実績がある。
Norinchukin Research Institute（参考）水熱炭化法

水熱炭化法
対象

汚泥（※消化液を対象としていない）

効果

固形分をバイオ炭に変換できる技術の概要
 水熱炭化法（HTC）は高圧化で加熱し、バイオマスから水分を分離、炭化させる技術。加熱条件は20 bar、180℃で4時間等。条件によって生成物の物性等が異なる。

導入の留意点 炭化させるときには反応促進剤を使用。炭化後に圧搾等で脱水させる。

水熱炭化の流れと活用方法

・プロセス水の処理方法を考慮しておく必要がある。
・MAPとして回収する場合、マグネシウム塩が多量必要になる。

 水熱炭化処理をしたのち、水相からりんや窒素をMAP法でりん酸マグネシウムアンモニウム（MAP）の形で回収することが可能。

開発の状況/導入例等
・メキシコやイタリアでは実用化済み。ドイツではAgrokraft社・
Artec HTC社が技術開発中。国内では下水汚泥を対象に実証試験が行われている。

 水熱炭化処理はメタン発酵の前または後に行う。メタン発酵の前に行うと、メタン発酵の効率が向上する。

出所：Michela and Daniele（2020）
Process Waters from Hydrothermal Carbonization of Sludge: Characteristics and Possible Valorization Pathways
Int. J. Environ. Res. Public Health 2020, 17(18), 6618

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Norinchukin Research Institute統合プロセス ①Bio-CLFⓇ

Bio-CLFⓇ（九州大学）
 消化液をろ過、電気透析の処理プロセスを経て、窒素・加里を８倍以上に濃縮できる処理方法。既存のバイオガスプラントに付加することが可能。

特徴

消化液
固液分離

固形分

堆肥化、ペレット化等
りん中心

液体分
ろ過
電気透析

濃縮液
土地利用型農業
濃縮物

脱塩水
隣接農場、
微生物培養液、排水処理

Bio-CLFⓇ
窒素、加里肥料 固液分離後、限外ろ過膜で微細な粒子を除去をしたのちに、電気透析（電流を駆動力とした脱塩・濃縮技術）で窒素・加里等を濃縮する。
消化液を８倍以上に濃縮できる。
 固液分離後の固形分は堆肥化、膜分離後の濃縮液は肥料として使用
でき、電気透析後の脱塩液も肥料等として使用可能。
 濃縮バイオ液肥は有機認証も取得可能。
 施肥した野菜・果実の食味向上効果を確認。
 既存のバイオガスプラントに設置可能。

出所：九州大学からのヒアリング内容より本コンソーシアム作成

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Norinchukin Research Institute統合プロセス ②NuTriSepプロセス

NuTriSepプロセス（Geltz社）
 ふん尿から肥料成分を分離し、完全に再利用できるプロセス。バーデン・ビュルテンベルク州クプフェルツェルで2019年稼働。

特徴

NuTriSepプロセス
消化液
酸

水

酸性化

アンモニア
ストリッピング

固形分（ピート代替）液相スクリュープレス

減圧分離・ろ過

NaOH(アルカリ)りん酸塩
沈殿

 ふん尿から各肥料成分を完全に分離できるプロセス。有機固形物を分離する。まず消化液を硫酸でpHを下げて、りん酸塩を固相から液相に移行させ、アンモニアを硫酸アンモニウムにする（窒素含量10%ほどの溶液、市場では受け入れられている）。
 有機固形分をろ過して分離。分離された有機固形分は園芸用のピート代替として使用可。
 りんは沈殿させて回収。りんはりん酸カルシウムとMAPを1：1として回収。水分50%のものを15%まで自然乾燥させる。
 窒素はpHを上げて60℃まで加熱、アンモニアストリッピングにより硫酸アンモニウムとして回収。
 逆浸透膜処理で純度の高い水と、加里を含む濃縮水が得られる。ただし、加里濃度2%程度である。

固形分

りん酸塩

アンモニア
スクラバー

逆浸透膜
カリウム濃縮水（加里）
硫酸
アンモニウム

熱交換液相
出所：Geltz HP、Geltzからのヒアリング内容、
Fachverband Biogas e. V. “Digestate as Fertilizer”より本コンソーシアム作成

97

Norinchukin Research Institute統合プロセス ③Kumacプロセス

Kumacプロセス（Weltec Biopower社）
 Weltec Biopower社が2007年から展開する消化液やスラリー等を処理するプロセス。ドイツのAgrar GmbH Reichenbachのプラントは2024年に稼働。

特徴

Kumacプロセス
消化液、スラリー
凝集剤

混合

ベルトフィルタープレス

固形分

沈降処理/フィルター

堆肥、敷料、
メタン発酵基質

 Kumacプロセスは消化液やスラリーをフィルタープレスで脱水後、沈降処理、膜分離をするプロセス。
 凝集剤はにおい削減にも寄与。
 Kumacプロセスは世界16ヶ所で実用化実績。
 ドイツAgrar GmbH Reichenbachのプラントでは固形肥料25%、液体肥料20%、純水55%を生産。
 同社は日本を含む26ヶ国で350基以上のプラント実績（日本4プラント）。
 拡張可能なモジュール化されたシステムとなっている。

逆浸透膜/イオン交換

純水 窒素・加里含有肥料

ベルトフィルタープレス

逆浸透膜・イオン交換
出所：Weltec Biopower HPより本コンソーシアム作成
写真：Weltec Biopower HPより転載

98

Norinchukin Research Institute統合プロセス ④revis社のプロセス

欧州最大のバイオメタンプラント（revis bioenergy社）
 ニーダーザクセン州Friesoytheの工業地帯Cポートに建設。欧州最大のバイオメタンプラント。

特徴

revis社のプロセス
消化液
固形分

固液分離
液分
アンモニアストリッピング

濃縮・ろ過

ペレット化

 プラントは欧州最大。
 バイオメタンはバイオCNG（圧縮天然ガス）、バイオLNG、グリーンアンモニアの原料として変換するオプションを用意。
 消化液は固液分離し、固形分はペレット化する。液分はアンモニアストリッピ
ングを経て硫酸アンモニウムとして活用。
 100万t/年以上のスラリーを処理
 面積約20ha
 バイオメタン流量 7,400Nm3/h、発電量 約690GWh/年

硫酸アンモニウム

純水

99

出所：revis bioenergy HP、C port資料
写真：revis bioenergy HP、C port資料より転載

Norinchukin Research Institute（参考）Kaskumプロセス（中止）Kaskumプロセス（Kaskum GmbH）
 ニーダーザクセン州Friesoytheの工業地帯Cポートに建設予定だった（中止）。ふん尿から肥料成分を直接分離。

Kaskumプロセス

特徴

ふん尿
固液分離１

りん酸塩（りん酸肥料）

液相
凝集剤（デンプンベース）
硫酸

固液分離２

 ふん尿から肥料成分を直接分離。

固相
約98%が濃縮

固相

アンモニア
ストリッピング

硫酸アンモニウム65~70℃ pH9.5

膜分離活性汚泥法（MBR）

ろ過/逆浸透膜

濃縮物

 固液分離、アンモニアストリッピング、膜分離活性汚泥法（MBR）、
逆浸透膜処理を組み合わせる。固液分離の凝集剤はデンプン系、
MBRの限外ろ過膜は新たに開発。
 生産物は排出可能な水55%、固形分26%、液体肥料19%を生産。りん酸を含む固形肥料、硫酸アンモニウム、加里肥料、有機物
肥料が得られる。
 建設に着手していたが、中止となった。

加里肥料

純水

出所：C-port HPより本コンソーシアム作成

100

Norinchukin Research Institute（参考）BioEcoSimプロセス

BioEcoSimプロセス（フランホーファー） ドイツの研究機関フランホーファーIGBが開発した技術。2012年10月～16年12月にかけて欧州の企業や大学等15組織が参画して実証。
SUEZ Germany社が2018年に導入済み。

BioEcoSimプロセス

特徴

ふん尿
酸

Mg2+、アルカリ

酸性化

固液分離
固相
過加熱蒸気

熱分解等
バイオ炭/
合成ガス

液相

りん酸塩
沈殿

りん酸塩
（りん酸肥料）

凝縮水

肥料

アンモニア
中和

結晶化 硫酸
アンモニウム硫酸水（加里含有） 各肥料成分を分離できるプロセス。
 最初のステップとして、酸性条件にしてりんを溶解させる。その後、多段階のろ過で固液分離。
 固液分離で得た固相は閉鎖系でエネルギー効率の高い手法で過加熱蒸気で乾燥。乾燥した有機成分は必要に応じて熱分解等が可能。
 液相はりん酸塩として沈殿させ、回収。りん酸として肥料に使用。
 窒素はpHを上げて60℃まで加熱、アンモニアストリッピングにより硫酸アンモニウムとして回収。
（※対象は消化液ではない）

出所：フランホーファーHPより本コンソーシアム作成

101

Norinchukin Research Institute日独の技術開発に関する考察１
 日本と比較して、欧州では肥料成分を分離する設備の実用化が進む。欧州で進んでいる理由としてはそもそもバイオガスプラント数が多いことに加え、①エネルギー政策の変更、②肥料の生産・輸入の環境の変化、 ③環境課題への対応があることで、内部政策と外部の圧力が共に強く、それがドライビングフォースとなっているためとみられる。
 欧州で実現している消化液処理のプロセスの個々の技術は必ずしも複雑な物理・化学反応等ではない。ただし、実装には相応のコストがかかるとみられ、それを上回る収益を得ることは難しいとみられる。しかし、上記ドライビングフォースを背景として、研究開発面ではSYSTEMICプロジェクトでの実用化支援がされ、ビジネス面ではピート代替品のように副産物に価値が付くことで収益性が向上している例がある。
 日本と欧州では環境が異なり、日本では必ずしも欧州同様のドライビングフォースは働かない。こうした環境のなかで、日本国内で消化液利用技術の開発・実装化するためには、①肥料のおかれた環境や消化液利用の意義等の適切な情報伝達による地域レベルでの理解促進、②消化液利用技術の開発・実用化支援、③実用化後の人的・経済的支援、④消化液の肥料利用時の経済的インセンティブが必要であるとみられ、これらすべてが揃うことが、円滑な消化液利用技術の開発と実装につながる。
適切な情報伝達による地域レベルでの理解促進
消化液利用技術の開発・実用化支援
内部政策＋外部圧力共に強く、変革せざるを得ない状況に

政策・外部の圧力共に欧州と比べて弱い

・環境課題への対応
・エネルギー政策の変更
・肥料の生産・輸入環境の変化

共通の課題（温度感が異なる）

実用化後の人的・経済的支援

消化液利用
技術の開発
と実装

消化液の肥料利用時の経済的インセンティブ
102

Norinchukin Research Institute日独の技術開発に関する考察２（再掲） ドイツと日本を対比すると、消化液を取り巻く環境に類似する点、異なる点がある。なかでもドイツと日本は肥料の経済安全保障環境は類似点がある。
 国内の未利用の家畜ふん尿や消化液中に含まれる肥料成分量にはポテンシャルがあるといえる。それを踏まえると、日本の肥料の経済安全保障のために、有事を見据えて日本の条件に合わせて技術開発を進めておくことが望ましいだろう。

ドイツ

日本

•
•
•

EUの再生可能エネルギー指令
天然ガスのロシアへの依存や原子力発電からの脱却
REPowerEU等による改革の推進•

欧州では窒素、りん酸、加里をロシアにも依存•

地下水の高濃度硝酸塩問題

③土壌環境

-

•
•

肥料成分を個別に分離できる技術の実用化
EU内のプロジェクトで推進

消化液利用の技術開発•

濃縮技術の実用化が進む••

天然ガスの配管を通じたバイオメタンの販売が可能
メタン発酵後の固形分の高付加価値化••

消化液利用に関する優良事例が複数存在
資源循環の方針

①エネルギー

②肥料

その他
103

•
•

化石資源を中東・オーストラリア等に依存再生可能エネルギーも指向•

尿素、りん酸アンモニウム（りん安）、塩化加里はほぼ全量を輸入（りん安は中国からの輸入が76%を占める）

Norinchukin Research Institute各調査項目の目的と調査結果（再掲）
目的

国内

結果

消化液の
肥料成分量推計

国内の家畜排せつ物・食品残渣から発生する消化液の肥料成分量を推計する。

FIT認定施設での畜産ふん尿由来消化液を全量肥料利用できたと仮定した場合、各成分ベースで国内需要の2.0～5.5％を賄うことができると推計した。

消化液の肥料利用状況

国内での実践事例をもとに、消化液の肥料利用の実態をミクロレベルで考察する。

消化液を肥料として有効に活用するためには、①散布農地確保②科学的分析に基づく施肥設計、③農業者にとって従来施肥と同等以上の労力・経済的効果がポイントであることがわかった。

経済試算

消化液の肥料利用による経済効果を確認する。

バイオマス発電の採算性は厳しい。しかし、消化液の適切な肥料利用で全量が化学肥料と代替できれば、補助金等なしでも地域内経済効果が黒字となる可能性も示唆された。

技術

海外調査

総括

消化液の肥料利用でのネックとなる低濃度、高 消化液利用にかかる技術は必ずしも複雑な物理・化学反応では重量の課題解消のための濃縮技術等について、 ないことがわかった。海外では各肥料成分を分離する技術の実用化が進んでいることを確認した。
関連技術や技術開発動向を整理する。
ドイツのバイオマス発電・消化液利用を取り巻く状況を整理し、日本との違いを考察する。

日本とドイツでは置かれている環境が異なることから、政策や技術開発の姿勢が異なる。しかし、環境面では日本とも共通しうる点もあり、学ぶところは多いと考えられた。

消化液の肥料としての利用可能量は、国内全体の肥料供給量に必ずしも大きなインパクトを与えるものではないが、その利用により化学肥料の低減につなげることができる。さらなる利用促進に向けて、技術面では、日本の条件に適した消化液の肥料利用の技術の開発を進めていく必要がある。政策面では、適切な廃棄物処理やその有効利用促進のための制度・ルールも検討していく必要があるだろう。
104

Norinchukin Research InstituteⅩ．考察とまとめ

105

Norinchukin Research Institute考察とまとめ
本調査では、日本におけるメタン発酵消化液の肥料利用にあたっての課題と解決策を検討するため、日本国内の消化液およびそれに含まれる肥料成分量の総量推計、国内事例分析による消化液の肥料活用の普及に向けたポイント整理、および肥料利用を含むバイオマス事業の運営による地域内経済効果の計測を行った。また、消化液の肥料活用に関する技術開発の動向把握、および今後の可能性を探るため、バイオマスプラントに積極的なドイツや日本と共通する課題をもつオランダの2ヶ国を対象に海外事例調査を実施した。これらの調査から得られた知見は以下のとおりである。
消化液の発生量とそれに含まれる肥料成分について、FIT制度事業計画認定状況に基づく推計を行い、畜産ふん尿由来の消化液を全量
肥料活用できたと仮定した場合、各成分ベースで国内需要の2.0～5.5％を賄うことができると推計された。
消化液の肥料活用にかかる優良事例の考察からは、肥料として活用ができている地域に共通している特徴として、①発生する消化液を全量散布できる農地面積の確保、②科学的根拠に基づいた消化液の適切な散布量の決定、③農業者にメリットがあると判断される、料金設定を含めた散布の仕組みをもっていることがあげられる。また、農業者への消化液活用の理解を深めるには、適切な消化液利用による肥料費削減
が農業者の所得向上につながると実感してもらう、利用と理解の好循環がポイントとなっている。それらを実現するバックグラウンドには、ごみ、下水、畜産ふん尿等の処理にバイオマス（メタン発酵）発電を活用するという意識をもち、原料調達から発酵、エネルギー活用、消化液散布による農地への還元という循環の仕組みを地域として構築していることがある。
ただし、バイオマス発電の採算性は厳しい。NEDOの「バイオマスエネルギー事業の事業性・地域経済性分析ツール」基づく地域経済への波及効果を含めた経済性の試算では、優良事例とされる地域でも補助金等の活用がなければ地域内経済効果（20年間累計）は赤字であり、バイオマスプラント単体での収支確保は難しいという結果となった。足もとでの資材価格や労働コストの上昇を踏まえると、今後のプラント事業単体の収支は試算結果以上に厳しくなることも想定される。ただし、このモデルには消化液の肥料利用に伴う化学肥料投入量削減による農業者の所得向上効果は含まれていない。発生した消化液を適切に肥料利用し、全量が化学肥料と代替できると仮定すると、大規模集合型モデル
では補助金等なしでも地域内経済効果は黒字と試算された。河川放流等による消化液の処分には浄化設備の整備等の追加コストが必要になることも踏まえると、消化液を肥料利用することによる経済効果は、バイオマスプラントの運営継続においてより重要になると考えられる。

106

Norinchukin Research Institute考察とまとめ
肥料利用に関する技術については、すでに一般化されたものが多く、必ずしも複雑な物理・化学反応というわけではない。欧州、ドイツにおいても、消化液処理や輸送、散布等のコスト削減、その解決に向けた新技術の導入・運営のコストが課題であることは日本と共通している。
日本と欧州の大きな違いは、課題解決に向けた個別技術の実用化や、個別の要素技術を統合した新たなシステムの構築といった新技術の社会実装に関する開発研究への姿勢にあると考えられる。特に、欧州では、消化液から窒素分を分離する技術開発への関心が高まっている。
地理的条件の違いもあり、日本で求められる課題解決に資する技術とは異なるが、課題を明確化したうえで熱意を持って取り組むという姿勢に学ぶところは多い。また、近年では、ロシア・ウクライナ問題等の地政学リスクの高まりや肥料等の資材高騰といった経済状況の変化を背景として、
エネルギー施策においてバイオメタンの目標が設定されているほか、資源循環型のひとつとして消化液利用にも着目していることなども技術開発に向けた大きなドライビングフォースとなっている。
このように、消化液の肥料としての利用可能量は、国内全体の肥料供給量に必ずしも大きなインパクトを与えるというものではないが、速効性の高い有機質由来の液肥として利用することで、輸入依存度の高い化学肥料の低減につなげることができる。さらなる消化液の肥料利用促進に向けて、技術的な観点からは、狭小な農地、農道が多いエリアでの散布効率化のように、日本において解決すべき技術課題を明確化したうえで、日本の条件に適したバイオマスプラント、消化液の肥料利用の技術・運用の開発を進めていく必要があると考える。
また、政策面においては、土壌診断に基づく施肥設計や栽培暦の作成といった肥料活用の拡大に向けた現場の取組みを後押しする支援が重要となる。ただし、これらの取組みを進めるにはコストがかかり、一方で、適切な処理をしないと環境負荷になることが懸念されるにもかかわらず、何もしなくてもとがめられない状況が併存する状況のもとでは、追加的にコストをかけて取り組もうとするインセンティブは働きにくい。消化液も含めて、適切な廃棄物処理やその有効利用を促進するための制度、ルール強化も検討していく必要があろう。
今回の調査では、メタン発酵消化液をひとつのテーマとして、その総量の定量的な把握や経済性についての定量的な推計へのチャレンジとともに、実際の国内での肥料利用状況や海外も含めた技術の動向を総合的に把握することで、その全体像を示すことを試みた。肥料としての利用可能性をできるだけ定量的かつ具体的に可視化することは、国内未利用資源の利用可能性を考える材料を提供するうえで有効であると考える。ただし、その方法論は完全なものではなく、残された課題も多い。今回対象としたのはメタン発酵消化液であるが、日本で利用しうる未利用資源はまだ多数存在する。今後、別の資源についても深掘りしていくとともに、方法論のブラッシュアップも図っていきたい。
107

Norinchukin Research InstituteⅪ．事例集108

Norinchukin Research Institute

国内事例

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Norinchukin Research Institute株式会社大野ファーム
施設の概要とポイント概要
 肉牛ふん尿を活用し、メタン発酵を実施。水分調整のため加水に消化液を利用。
 当社は自社で麦、大豆、ビート、牧草、デントコーンの栽培を行っており、消化液を自社圃場を中心に活用。

基本情報
稼働開始：2021年
住所：北海道河西郡芽室町祥栄北８線２３
総事業費：原料（t/日）：肉牛ふん尿30
発酵設備：湿式中温方式
発電出力：300kW
事業主体：株式会社大野キャトルサービス
設置背景と目的：当社は10年前から牛舎の間のスペースを活用した太陽光発電（売電事業）を実施。東日本大震災後、再エネを通して地域貢献できないかと考えたことが契機。発電に加えて消化液が肥料として利用できる余地も興味深く、具体的に検討を開始し、導入。
施設の位置づけ：再生可能エネルギーの活用、循環型農業の実現

株式会社大野ファーム牛舎

原料投入の様子

消化液散布車110

写真：本コンソーシアムにて撮影

Norinchukin Research Institute株式会社大野ファーム
消化液の概要と利用状況
消化液
消化液生産量：約35,000t
販売額等：
自社圃場以外は、散布作業10,000円/時で実施（圃場との往復の輸送時間含む）。
作物別標準散布量（t/10a）：
麦、大豆、ビート、ジャガイモ、小豆等に対し平均4～6
消化液利用のスキーム：
自社農場170haに加え、周辺農家100haに散布
ポイント：
成分分析・土壌分析を細かく実施しており、普及機関と成分分析の研究も実施。原料に消化液を加水して発酵させるため、消化液内の肥料成分割合が高い。
地域波及効果：耕種農家への消化液の販売・散布
課題：
肉牛畜ふんのため水分が少ないことから、原料槽に消化液を加水して処理を行っているが、消化液自体の温度が30度程度あるため、原料槽の段階である程度発酵が進んでしまう他、1回の固液分離では分離しきれず消化液に固体が混入してしまう。現状プラントで処理できているのは畜産ふん尿発生
量のうち1/3程度。消化液を利用する農家が増えると取組みを拡大しやすい。
111

原料への消化液加水パイプ

消化液槽

消化液槽（固体残渣の混入）

写真：本コンソーシアムにて撮影

Norinchukin Research Instituteかぶとバイオファーム合同会社
施設の概要とポイント
概要 250t/日の牛ふん尿を受け入れており、畜産ふん尿バイオマスプラントとしては国内最大級の施設。
 畜産農家が畜産ふん尿処理の効率化、臭気対策を目的として設置。
 消化液はふん尿持ち込み量に応じた引き取り、各生産者において飼料
作物圃場に散布。

基本情報
設置年： 2024年6月稼働予定
住所：岡山県笠岡市カブト中央町182番地
総事業費：約55億円
原料（t/日）：乳牛・肉牛ふん尿250
発酵設備：湿式中温方式
発電出力：1,427kW
事業主体：かぶとバイオマスプラント有限責任事業組合（構成員：地域の畜産農家7戸、かぶとバイオファーム合同会社)
設置背景と目的：牛のふん尿臭気が地域で問題視されており、構成員の畜産農家が欧州でのメタン発酵施設活用事例に関心を持ったことから、地域一体となった導入を志向。
施設の位置づけ：消化液が飼料トウモロコシ、牧草の自給肥料として利用されることで循環型農業の実現を目指す。
112

巨大な発酵槽（5千t✕2基）
写真：本コンソーシアム撮影

Norinchukin Research Instituteかぶとバイオファーム合同会社
消化液の概要と利用状況
消化液
消化液生産量：105,850t（濃縮後42,340t）
貯留可能量：1,000t（管理棟地下）
作物別標準散布量（t/10a）：
トウモロコシ、牧草に対し5.5
消化液利用のスキーム：
構成員である畜産農家は、ふん尿搬入量に応じて消化液を持ち帰り、自給飼料生産圃場に散布。一部畑作にも利用予定。総散布面積は600ha
で通年散布の見込み。消化液については、二倍程度に減圧濃縮を行う。原料が肉牛ふん尿のため希釈が必要で、濃縮過程でできる蒸留水75t/日については、原料の希釈水として活用する。
ポイント：
集合型施設であるが、ふん尿搬入畜産農家らが構成員となり事業運営しており、ふん尿の搬出調整から消化液の圃場散布について、一貫して畜産農家が実施主体となっていること。
地域波及効果：畜産ふん尿の臭気課題の低減。化学肥料の使用量減少による農家の肥料コスト減。

施設全景

写真：本コンソーシアム撮影

令和9年度目標
年間発電量：12,329,280kWh/年
年間熱利用量：28,702GJ/年
年間堆肥利用量（分離汚泥）：12,921t/年
出所：中国四国農政局 みどりの食料システム戦略推進交付金の活用事例

113

Norinchukin Research Institute株式会社本部農場
施設の概要とポイント
概要
 原料は乳牛ふん尿、個別型バイオガスプラントプラント
 増頭にあたっての課題であった堆肥処理作業の負担軽減を目的としてプラントを導入。消化液は自家消費が大宗で一部を近隣農家に販売。

基本情報
設置年：2020年竣工
住所：宮崎県児湯郡新富町大字新田13777-1
総事業費：約2.5億円
原料（t/日）：乳牛ふん尿24
発酵設備：湿式高温方式
発電出力：24.5kW×2基
事業主体：株式会社本部農場
設置背景と目的：事業拡大（増頭）を行ううえで、ふん尿を堆肥処理する作業負担が課題であったところ、地域で勉強会が開かれていたバイオガス
プラントに着目し、取り入れた。
施設の位置づけ：「労働負担の軽減」「再生敷料・消化液の利用によるコスト削減」「エネルギー（売電）」などの収支面への貢献に加えて、「衛生環境の向上」等の効果も実感している。

牛舎の様子

発酵タンク
114

写真：本コンソーシアム撮影

Norinchukin Research Institute株式会社本部農場
消化液の概要と利用状況
消化液
消化液生産量：7,000t（2022年実績）
貯留可能量 ：1,800t（900t×2）約3か月分
販売額等：
散布料込1,000円/t
作物別標準散布量（t/10a）：
トウモロコシ10、牧草10、
その他水稲、麦、カンショ、ダイコン、ブロッコリー、ゴボウにも散布
消化液利用のスキーム：
大半は自家消費、半径5km程度の範囲で近隣耕種農家圃場に散布
タンクローリー車で消化液原液を散布
ポイント：
県、町、耕種農家合わせて協議会を作り、加盟する農家が使用している
地域波及効果：有機栽培農家への資材提供、化学肥料のコスト削減

固液分離

写真：本コンソーシアム撮影

消化液の肥料成分（％）
分析年月

N

P2O5

K2O

CaO

MgO

2021/3

0.251

0.089

0.033

0.342

0.006

2023/10

0.311

0.136

0.384

0.419

0.071

出所：本部農場提供資料より本コンソーシアム作成

115

Norinchukin Research Institute鹿追町環境保全センター
施設の概要とポイント
概要

 周辺農家の畜産ふん尿（酪農）を処理。畜産ふん尿処理における臭気も課題であったなか、本施設導入。
 アウトプットとして出てくるガスや消化液等を有効活用。
 ①中鹿追と②瓜幕の2つの施設を所有。

基本情報
稼働開始：①2007年 ②2016年
住所：①北海道河東郡鹿追町鹿追北4線5番地②北海道河東郡鹿追町瓜幕西30線25番地
総事業費：①約17億円 ②約27億円
原料（t/日）：①乳牛ふん尿85.8、敷料等4.0、事業系生ごみ0.90、車両洗浄水5.0、集落排水汚泥1.24、合併浄化槽汚泥0.33、②乳牛ふん尿149.0、豚ふん尿8.0、敷料等7.9、雑排水40.1、施設洗浄水5.0
発酵設備：湿式中温方式
発電出力：①100kW×1基 190kW×1基 ②250kW×4基（うち1基予備）
事業主体：鹿追町
設置背景と目的：観光事業を推進する中で市街地を中心に乳牛ふん尿の臭気が課題となり、バイオマス資源としての活用も目的に導入。
施設の位置づけ：臭気対策や酪農家施設の衛生維持等の環境改善、ふん尿処
理コストの削減や有機質肥料による農業生産力向上、温室効果ガス削減等。

（上）瓜幕プラント（中）中鹿追プラント（下）散布車
写真：鹿追町提供資料より転載

116

Norinchukin Research Institute鹿追町環境保全センター
発電

消化液の概要と利用状況
消化液

メタン発酵

廃熱利用
バイオガス
精製

117

乳牛
ふん尿

液肥利用

①中鹿追 ②瓜幕
消化液生産量：①41,647t ②58,464t（2022年実績）
貯留可能量：①23,939t ②56,112t
販売額等： 散布含め572～624円/ｔ
作物別標準散布量（t/10a）：①デントコーン4.8、牧草2.9、ビート4.3、豆類4.3、野菜類5.0、小麦4.4②飼料作物4.2、耕種作物4.0
消化液利用のスキーム：
ふん尿投入農家のほか、散布希望者アンケートに基づき散布計画を作成し実施。ただしプラント近隣（10～15km程度）に限っている。
ポイント：
JAと連携した、農家ごとの施肥設計を踏まえた肥料利用と、その実績開示による理解促進。元々の地力の高さ（消化液が利用しやすい）。散布効率を加味した散布地の定め。
地域波及効果：化学肥料のコスト削減、雇用創出（リタイアした自衛隊職員）
課題：
消化液の物理性（水分量の多さ）、生産量に対する散布面積の小ささ、散布希望時期が集中するなかで必要な時期の散布実施。

原料投入の様子
写真：本コンソーシアムにて撮影

Norinchukin Research Institute

施設の概要とポイント
概要 生ごみ、し尿、浄化槽汚泥を受け入れる設備。循環のまちづくりの拠点施設としての位置づけ。
 消化液は水稲等の肥料として利用。

基本情報

現状維持（既存施設更新）

真庭リ協バイオガスプラント

既往ごみ焼却施設×3施設 延命化
延命化工事

運営費
（20年）

86.5億円 147.9億円
計 234.4億円
し尿処理施設1ヶ所 更新
建設工事

運営費
（20年）

47.4億円

30.0億円

20年合計経費
311.8億円

計 77.4億円

118

焼却施設統合・バイオガスプラント導入

稼働開始： 2015年
住所：岡山県真庭市久世2927-2
総事業費：約1.5億円
原料（t/日）：生ごみ3、し尿1、浄化槽汚泥1
発酵設備：湿式中温方式
発電出力：25kW
事業主体：真庭市
設置背景と目的：平成の市町村合併に伴い、ごみ問題の課題（３つの老朽化した焼却場、満杯間近の最終処分場、赤字化した財政、人口減）な
どで、再構築が必要となったことが背景。処理費用の削減と環境配慮を目的とし生ごみを分別しメタン発酵へ、その他紙やプラスチックの分別も徹底することで燃やすごみを削減することとした。
施設の位置づけ：公共事業としての適切なごみ処理。また、本施設は2024年に稼働する新プラントの実証事業の位置づけ。

ごみ焼却施設1ヶ所に統合
延命化工事

運営費
（20年）

31.4億円 130.9億円
計 162.3億円
バイオガスプラント導入
建設工事

運営費
（20年）

39.0億円

33.5億円

20年合計経費
234.8億円

計 72.5億円
焼却施設統合・資源化施設導入によるコスト削減効果＝77.0億円/20年※消化液濃縮施設導入予定分（建設工事13.8億円および運営費（20年）
33.8億円 計47.6億円）も加味すると29.4億円/20年

出所：真庭市提供資料より本コンソーシアム作成

Norinchukin Research Institute真庭リ協バイオガスプラント
消化液の概要と利用状況
消化液
消化液生産量：1,500t（2022年実績）
貯留可能量：700t
販売額等：実証事業のため無料（2024年より稼働の新施設は2,000円/10a（散布代含む）予定。）
作物別標準散布量（t/10a）：水稲3～4
消化液利用のスキーム：
大型の散布車で運搬可能な農家に散布しているほか、無料の液肥スタンドを設置し、利用者が自由に利用可能としている。
ポイント：
従来の廃棄物処理施設の更新計画等を含めた環境政策としての全体最適。民間企業がプラント運営に携わり、消化液を利用した農業生産、農産
物のブランド化、販売など真庭市の循環型地域としての活動を手掛け、一連のバイオサイクルを回していること。
地域波及効果：化学肥料のコスト削減、消化液を使用したコメのブランド化
課題：
液肥散布の効率化、人口減少に伴う生ごみ等の減少
その他：
2024年新施設では、消化液の濃縮も実施予定。

無料バイオ液肥スタンド

消化液を利用して栽培した「循米」（めぐりまい）

2024年度稼働の新メタン発酵施設
119

濃縮バイオ液肥
写真：本コンソーシアム撮影

Norinchukin Research Instituteみやま市バイオマスセンター
施設の概要とポイント
概要 生ごみ、し尿、浄化槽汚泥を受け入れる設備。循環のまちづくりの拠点施設としての位置づけ。
 年中消化液を使用できる環境（水稲や各種野菜の肥料として利用）。

基本情報
事業開始年：2018年
住所：福岡県みやま市山川町重冨121番地
総事業費：約21億円
原料（t/日）：家庭系生ごみ 5.3、事業系生ごみ2.3、食品工場残渣
0.8、食品工場汚泥1.5、し尿42、浄化槽汚泥78
発酵設備：湿式中温方式
発電出力：25kW×4基
事業主体：みやま市
設置背景と目的：東日本大震災後、し尿処理施設を建て替えるタイミング
で設置（同市は浄化槽によるし尿処理が中心）。新焼却炉の建設コスト
削減、焼却灰埋め立て場の延命、ごみ焼却コスト削減を含めた全体最適を狙いながら、循環のまちづくりの拠点とする。
施設の位置づけ：循環型社会などの学習、安全安心な農産物の地産地消、住民が集うための機能も付随。
120

施設全景

写真：「ルフラン」HPより転載

みやま市の汚水処理の人口当たり普及率（2022年3月末）
総人口

公共下水 農業集落排水

浄化槽
市設置 個人設置

人口（人）35,7884,045

1,100 10,590

8,194

普及率

66.9%

11.3%

3.1%

22.9%

29.6%

出所：みやま市HPより本コンソーシアム作成

Norinchukin Research Instituteみやま市バイオマスセンター
消化液の概要と利用状況
消化液「みのるん」
消化液生産量：10,388t（2023年実績）
貯留可能量：4,000t×2
販売額等：「みのるん」は無料。運搬車550円/台、散布車1,100円/10a、小学校
区ごと17ヶ所に無償配布タンクを設置。
作物別標準散布量（t/10a）：
水稲5、水稲追肥2.5、筍7、なたね6、麦6、レンコン6、ナス10
消化液利用のスキーム：
液肥利用者協議会の加入者が使用。同協議会が散布計画を策定し、散布地域の集約化で効率的な散布を実現。
ポイント：
課題の事前把握、従来の廃棄物処理施設の更新計画等を含めた環境政策としての全体最適、年間を通した散布計画等。
地域波及効果：化学肥料のコスト削減、消化液を使用したコメやなたね油のブランド化、雇用の創出
課題：
家庭系生ごみ量が減少傾向、液肥散布の効率化

121

生ごみ 汚泥従来の処理の継続

し尿

バイオマスセンターの導入

新焼却炉の建設

バイオマスセンタールフラン

し尿処理施設の更新（メタン発酵）

焼却

消化液利用

埋め立て

農産物生産

Norinchukin Research Institute

海外事例

122

Norinchukin Research InstituteGeltz社

Geltz社
従業員数等：
社員32名（排水処理17名、メタン発酵/消化液処理15名が主として従事）
事業の特徴：
主として化学・製薬工場等の産業系排水の処理事業を行う。Geltz親子の家族経営で、父Ulrich氏は化学・生物学者、息子Fabian氏はプロセスエンジニアであり、研究開発に強みがある。
NuTriSepを開発した経緯：
メタン発酵の実用化ニーズの高まりを背景に、2008年に本事業に参入。
Karlsruhe工科大学やHohenheim大学の農学系研究グループから共同研究を持ち掛けられた。ドイツの国立研究所のフランホーファーからの補助もあった。
消化液の技術領域を進める理由：①肥料成分の循環活用、②デザイナー型肥料の確立、③ふん尿被害の低減、の3つの柱のため。これら課題を解決する研究開発は、ドイツの連邦
教育科学省、EUの研究開発費（FP７～Horizon2020）の資金を得て、メタン発酵とNuTriSepを開発、特許化して現在に至っている（ドイツと欧州のみ成立、その他は申請していない）。

123

Geltz親子 左Ulrich氏、右Fabian氏

ピート代替としてのプレス乾燥汚泥
写真：本コンソーシアム撮影

NuTriSepの経済性
 NuTriSepは変動費を回収できる構造。固定費は補助金にも助けられている。
 利益は消化液の固形分を乾燥させた泥炭。消化液をプレス脱水をしたものが固形分25％となり、これがそのままピート代
替として高い需要がある（立米当たり40ユーロ）。
※天然ピートが環境影響を理由に規制が強くなり、代替品の需要が高まっている。
Norinchukin Research InstituteWeltec Biopower社

Weltec Biopower社
従業員数等：
社員164名事業の特徴：
バイオガスプラントのコンサルティング、設計、製造、教育、プロセス最適化、
メンテナンス等の事業を行う。日本を含む26ヶ国で350件以上のバイオガス
プラントを建設・運営する。
（日本では埼玉、山形、長野、北海道等のバイオガスプラントを設計）対象とするバイオマス：
家畜ふん便、非可食バイオマス部分、農地残材、レストラン廃棄物、食品製造工場規格外品、期限切れ食品、生ごみ、テンサイ粕、屠殺場残渣、ふすま、果実搾り粕、菜種、乳業バイプロ、パルプ他
バイオガスプラント数増加のきっかけ：
そもそもエネルギー政策がリードするもの。自然エネルギー活用法の施行があったのちに、東日本大震災がきっかけなり、ドイツでも原発を止めなければならないという機運が高まった。近年はロシアからのガス供給停止があり、バイオメタンとしてのニーズが高まっている。

Weltec Biopowerのプラント(左）消化槽へのホッパー（右）プラントの説明看板
写真：本コンソーシアム撮影

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Norinchukin Research InstituteCircularValues社 概要
概要：
同社はオランダにおいて独自の窒素回収システム（N-recovery）を開発。
当該設備を主に家畜ふん尿（乳牛飼養頭数50-150頭規模～）のバイ
オマスプラントに外付けで追加設置することでアンモニア（硫酸アンモニウム/
硝酸アンモニウム）を回収する仕組み。
特長：
消化液をアンモニアストリッピング法（「技術調査」参照）により硫酸（または硝酸）を添加して液体の硫酸アンモニウム（または硝酸アンモニウム）を回収する。回収過程でアンモニアが外に排出されない仕組みとなっている。温度・pHの影響を受けて処理効率が変わる（高温、高pHが望ましい）ことからバイオガスプラントの排熱を利用。生成した硫酸アンモニウム/硝酸アンモニ
ウムの純度は高くそのまま化学肥料として施用できる。
規模が小さいプラントでも導入できるシステムを構築している（ユニットはトレーラーで運べる）ことがポイント。既往のバイオガスプラントにユニットを外付け可能。導入実績はオランダ国内で20台。海外進出を企図。

窒素回収システム（N-recovery）ユニット

現地視察先：
CircularValues社が窒素回収システムを設置した酪農家で規模の異なるバイオガスプラントの２先について現地調査を実施。
（ユニット内）硫酸アンモニウム生成のため生成した硫酸アンモニウム（液体）の貯留に添加する硫酸のタンク
写真：本コンソーシアム撮影

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Norinchukin Research InstituteCircularValues社 消化液の利用
消化液の生産・加工：
消化液は固液分離を行い、固形物は再生敷料等に、液分からは窒素回収システムにより硫酸アンモニウム（液体）に変換する。
消化液の利用：生成した硫酸アンモニウムは主に肥料メーカーに販売。肥料価格が高騰しており相応の価格となる。
成分分離：
牛ふん1t当たり全窒素態4kgでアンモニア態窒素は2kg、有機体窒素（植物がそのまま利用できない）が2kgが含まれる。バイオガスプラントでメ
タン発酵を行うことで有機体窒素を1kg、アンモニア態窒素を3kgにすることができ、窒素回収システムを利用するとさらに通常消化液内に残る0.5kgの硫酸アンモニウムをとりだすことができる。
肥料工場での活用：
個別の農家に設置するシステムの他、複数先から消化液を集めて固形の窒素肥料を製造する施設をオランダで稼働させている。冷却システムを活用して固形化（再結晶）するもので、年間6万tの消化液を処理、2万tの固形物、4万tの浄化水を生成する。冷却に多くのエネルギー（電力等）
を必要とすることが課題。

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A農場

・120頭飼養の酪農家。バイオガスプラントの発電出力22kW（熱60kW）。原料は乳牛ふん尿のみ・廃熱は発酵槽の加温と窒素回収システム（N-recovery）に活用
・300L/hの消化液を製造し、5L/hの硫酸アンモニウムを回収する・窒素肥料は肥料メーカーに販売

写真：本コンソーシアム撮影

B農場

・280頭飼養の酪農家。発電出力
22kW×2台
・廃熱は発酵槽の加温と窒素回収システム（N-recovery）に活用しているが、余剰があるため、今後は牧場の社屋に活用していく見込み
・100L/hの消化液を製造し、15L/hの硫酸アンモニウムを回収する・規模が大きく、繊維を取り切れないため
固液分離を2回行う（スクリュー後マイク
ロフィルター）

Norinchukin Research InstituteAgrokraft社 概要■

レーン・グラプフェルト郡

概要：
農民団体がコンサルタント会社を設立し、地域住民の出資による協同バイ
オガス発電事業施設（バイオガスプラント）を立ち上げ様々な事業展開を行っている。出資した地域住民は事業の利用と配当等を受け取る仕組み。
Agrokraft社（有限会社）はバイエルン州の最北端に位置するレーン・グラ
プフェルト郡に所在。バイエルン州農業者同盟と同郡マシーネンリンクの50％出資で2006年に再生可能エネルギー事業を郡内で推進するためのコンサル
タント会社として設立。ドイツでは2000年にFIT（固定価格買取制度）が導入されたことで、郡内に海外企業を含む域外企業による太陽光や風力発電事業への参入圧力が強まり、それに対抗して地域住民の出資による事業で所得を地域で確保しようとしたことが契機となった。
事業内容：
郡内に5つの協同バイオガス発電事業施設を立ち上げており、参画農家は180戸。バイオガス施設については自治体ごとの運営を基本とし、複数の農業経営が出資、畜産ふん尿やエネルギー作物（主にデントコーン）等の原料提供し消化液利用を行う仕組み。
現地視察先：
Agrokraft社が手掛けた同郡ウンスレーベンにある家畜ふん尿・エネルギー
作物を原料とするバイオガスプラントとハーブシュタットにある食品残渣を原料とするバイオガスプラントの２先について現地調査を実施。

ドイツ全土

Agrokraft社

バイエルン州

Rhön-Grabfeld e.V.

50 %

50 %
経営理念

「一人は万人のために、万人は一人のために」「村のお金は村に！」…農村信用組合を組織化
Friedrich Wilhelm Raiffeisen （1818-1888）「村のエネルギーは村に！」
出所：Agrokraft社提供資料をもとに本コンソーシアム作成

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Norinchukin Research InstituteAgrokraft社 ウンスレーベン・バイオガスプラント 概要
出資構成：140戸の農家が出資
粗利益：13百万ユーロ
プラント出力：発電900kW（2007年に導入した1号機600kW＋
2011年導入の2号機300kW）、都市ガス340kW相当、熱550kW
投入原料：70-80%が家畜畜ふん（10-15戸）。20%がデントコーンや牧草（42戸）。
売電：FIT（固定価格買取制度）による売電収入
同村は再エネだけで電力需要を100％完全自給（自給率250~300％)

協同バイオガス発電施設

隣接の園芸農場

都市ガス供給施設

熱交換器・給湯管

熱供給：300戸900人の同村で熱の利用者は200戸。7kmの温水地中配管を敷設し村内に供給。また、プラントに隣接する園芸農場にも熱供給。
都市ガス供給：メタン発酵で生成したバイオガスのメタン濃度を高めバイオメ
タン（60→90%以上）に精製しガス供給。近時のガス価格の高騰を受けて都市ガス供給は重要な収益源。
再生敷料：5ユーロ/tで販売。花き栽培用の土壌代替品向けには20ユー
ロ/25kg販売。

写真：本コンソーシアム撮影

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Norinchukin Research InstituteAgrokraft社 ウンスレーベン・バイオガスプラント 消化液の利用
消化液の生産：発酵済残渣（消化液）は固液分離を行い、固形物は再生敷料や花き栽培用の土壌向けに販売、液分は液肥として有機肥料にする。
消化液の利用：協同バイオガス発電事業施設（バイオガスプラント）への出資者による事
業利用の一環として、出資する農家に「割当」があり消化液を引き取る（対価は無料であり、農家にとっては肥料代削減につながる）。農地の面積に応じて消化液の割当量を調整・決定。消化液（液肥）の生産量は散布面積
で村の農地全体の5％程度であり、施肥不足分は化学肥料を使っている。
村としては有機栽培は重要と考えており、消化液による窒素循環のニーズは高い。

デントコーン（エネルギー作物）収穫作業

その他：
投入原料は畜産ふん尿が多く、デントコーン・サイレージが少ないため石などの異物混入がなく、故障も少ない。消化液の散布では臭気対策からも土壌へのインジェクションが基本。デントコーンの購入価格は45ユーロ/t程度（ただし小麦価格に連動する）。牧草等は15～20ユーロ/t。デントコーンの単収は40～50t/ha（ホールクロップ：茎・葉・未熟の実すべて）。投入原料のデントコーンは年間を通じて安定的に過不足なく必要量を供給できるよう、
マシーネンリンク※が地域全体として作付計画を策定し、収穫作業では巨大な収穫機を農家ごとにやり繰りをしながら作業スケジュールを組んで実施している。
※農業経営間で機械利用の融通・斡旋・仲介を行う相互援助組織

マシーネンリンクでのコンピュータによるデントコーン収穫（収穫機の配置と施設への運搬）
管理画面…この地域は均分相続地帯であったことから、各農家が所有する農用地は飛び地で分散しており虫食い状になっている

129

Norinchukin Research Institute

写真・資料：Agrokraft社提供

Agrokraft社 ハーブシュタット・バイオガスプラント 概要
概要：
地域の食品残渣処理のために郡内20の自治体と機械メーカー等が出資して設立したバイオガス発電施設。Agrokraft社がコンサルタント会社として
バイオガスプラントの設計・運営ノウハウをもとに手掛けた。原料となる食品残渣は200km圏内の食品メーカー、スーパーの売残り、自治体から排出される生ゴミなどが対象。プラントは４名で運営。
エネルギー生産（発電）：年間6百万kWh
電力販売（FIT）での売電収入90万ユーロ（発電量6百万kWh×FIT
価格15セント/kWhとして算出）。
食品残渣（生ごみ）等処理：年間18千t
食品残渣処理手数料収入90万ユーロ（処理手数料t当たり50ユーロ×
食品残渣（生ごみ）等処理量18千tとして算出）。

Agrokraft社M・ディーステル専務

食品残渣等持込み用のトラック

バイオガスプラント

食品残渣等処理施設内

消化液（液肥）生産量：年間12.5千t（うち窒素成分は6.5%（年間通して概ね一定））
全体収支：熱供給や都市ガス供給はなく、利益はほぼない。配当なし。
今後の事業展開：バイオガスのメタン精製施設を導入して都市ガス（バイオメタン）供給事業に踏み出したいとの意向。

写真：本コンソーシアム撮影

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Norinchukin Research InstituteAgrokraft社 ハーブシュタット・バイオガスプラント 処理工程と消化液の利用
食品残渣処理の工程：
食品残渣にはスーパーの売残りなどパッケージされているものも多いが、そのままの状態で設備に投入される。投入されると、まずは破砕機を通って粉々にされ、貯留槽→一次発酵槽（70%発酵・120日）→二次発酵槽（30％発酵・120日）→殺菌槽（70℃で殺菌することがドイツの法令によって定められている）→フィルター（0.5mmメッシュ）で包装材などプラス
チック除去→消化液・固形残渣という流れ。加水はしない（食品残渣に缶詰などもあり、相当程度水分が含まれる）。
消化液の生産：発酵済残渣（消化液）は固液分離を行い、固形物は食品包装のプラス
チック等が混入しているため焼却処理、液分は液肥として有機肥料にする。
食品残渣等破砕機

消化液の利用：バイオガス発電事業施設（バイオガスプラント）への出資者による事業利用の一環として、出資する農家に「割当」があり消化液を引き取る（対価は無料であり、農家にとっては肥料代削減につながる）。なお、10~2月の農
閑期は、規制（地下水に窒素成分が浸透することを防ぐ）によって、消化液の散布が禁止されているため、その間はタンクに貯めている。

食品残渣破砕前131

食品残渣破砕後
写真：本コンソーシアム撮影

Norinchukin Research Instituteへーグル農場 概要
概要：
バイエルン州の州都ミュンヘンの北80㎞に位置する田園地帯フォルンケン
シュバントに所在。ミュンヘン中心部からアウトバーンで車で１時間以内の立地。当地があるハラタウ地方は世界有数のビール用ホップの一大産地。フランツ・ヘーグル氏が両親の農場（農家林家）を引継ぎ、リタ・ヘーグル氏とともに事業を拡大。雇用者数62名。農家企業複合体の様相。面積は社屋・住居、堆肥場を含む５ha。
沿革：50年前 先代が農場開設（農家林家）
1988年～ 草木（落葉・落枝・剪定枝等）の堆肥化/販売事業開始
1993年～ 食品残渣の取扱開始、廃棄物処理の事業領域を順次拡大
2000年～ バイオガスプラント建設/売電開始、プラントを順次拡大
2000年～ FIT導入
2008年～ 消化液散布の取扱開始

ドイツ全土
ヘーグル農場◉フォルンケンシュバント

バイエルン州

出所：へーグル農場HPをもとに本コンソーシアム作成

経営理念：
農業を家業とし農場をルーツとする同社は、農民の精神をもって循環型農業を実現し、環境を重視した持続可能な社会の構築を目指している。
事業の三本柱：堆肥・消化液の販売
食品残渣等廃棄物処理
電力販売（FIT）

バイガスプラント132

食品残渣等廃棄物の収集・処理場

写真：本コンソーシアム撮影

Norinchukin Research Instituteへーグル農場 事業構造
プラント総工事費：４百万ユーロ
エネルギー生産量（熱電トータル）：年間14百万kWh
食品残渣（生ごみ）等処理量：年間86千t
回収容器68千個を用いてミュンヘンを中心に周辺地域の食品メーカーやスーパー、レストラン、ホテルなどから食品残渣を受け入れている。
消化液生産量：年間18千kL
食品残渣等廃棄物処理：食品残渣処理手数料収入５百万ユーロ（処理手数料t当たり60ユーロ×食品残渣（生ごみ）等処理量86千t）

食品残渣等収集用の自社トラック

バイオガス発電/熱電併給施設

堆肥場

完熟堆肥

電力販売（FIT）：売電収入83万ユーロ～99万ユーロ（試算）（発電機能力1400kW×稼働状況（24時間×365日×稼働率50%～
60％※）×FIT価格13.5セント/kWh）※稼働率はヒアリングによる。バイオガスプラントを順次拡大してきておりFIT
価格はまちまちのため、直近プラント稼働時のFIT価格13.5セント/kWh（大型施設）で試算。

133

写真：本コンソーシアム撮影

Norinchukin Research Instituteへーグル農場 消化液の利用
消化液の生産：消化液は固液分離を行い、固形物は堆肥に、液分は液肥として有機肥料にする。食品残渣については法令で70°Cの熱処理を行うことが義務付けられており、発電の熱を循環利用している。
消化液の利用：消化液の生産量は年間18千kLで自身の農場（290ha
ビール麦、菜種、コーンなど栽培）で散布する他、残りは全量販売し散布作業も請け負っている。周辺にはホップ畑が広がっておりホップ栽培は土地をやせさせるため肥料（液肥）の需要が大きい。プラント導入の際には消化液の浄化装置を設置したが現在は稼働していない（液肥需要があるため必要がない）。肥料認定を受けているが、地域由来の使い慣れた肥料であり厳密に毎回残渣を分別して成分のコントロールはしていない（受入農家からの要請もなく特殊な新しい原料が混入しない限りコントロールは不要と認識）。
事業収入面：液肥に加え草木堆肥も生産しており、主要な収入源になっている。肥料価格の高騰を受けて液肥はt当たり18ユーロ、草木堆肥は25ユー
ロで販売。今回の聞き取り調査では有機肥料販売の具体的な金額は不明であったが、それを除いても当農場の事業収入総額は６百万ユーロ規模になり、現状62名の雇用を維持している事業モデル：
 同農場では広範囲に食品残渣の回収ルートを整備し、トラックによる回収作業まで請負っている。
 対象は食品工場の残渣に加え、レストランやホテルでの食残し等を回収しており、専用容器（蓋付き）を用意。食品残渣の処理は法令で有料と定められており、当農場に手数料が入る仕組み。
 食品残渣等を投入原料とし発電した電力はFITにて売電。
 発酵済残渣は固形物は堆肥として、液分は液肥といったかたち
で有機肥料として販売。
 落葉・落枝等の処理で発電に用いることが難しいものは直接コンポスト化し堆肥として販売。
一連の事業プロセスのなかで、①食品残渣の処理手数料②売電収入③有機肥料販売収入といった複数の収益機会を見出し、持続的な事業展開を実現
 ①②③それぞれの「市場」間の相関関係は希薄
 近時、再エネ電力の「市場化」を受けてFIT価格は低下しても、
食品残渣の処理手数料がそれを補って上回る水準で推移
 有機肥料販売は安定的に推移

ホップ畑と消化液

写真：本コンソーシアム撮影

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Norinchukin Research Instituteドイツバイオガス協会
概要：1992年に農業のために有機資源をいかに供給するかのために、消化液の利用の支援を目的として設立。当初は150件の会員が現在は10,000件を超える。会員の問い合わせ対応、政策の立案、中央/地方政
府との折衝等を行う。
会員活動の内容：会員からの問い合わせに応じ、対応方法や解決策を指導。共通性の高い内容については業界紙にまとめを記述。業界ガイドラインを作り、会員へのテクニカルなアドバイスやトレーニングに生かす。
会員増加のきっかけ：再生エネルギー法が2000年に施工され、FITが本格稼働したことを機に、会員数が大幅に増加。
連携する団体：欧州コンポストネットワーク、欧州バイオガス協会、国際固形廃棄物協会等と連携してバイオガス/消化液の価値向上を進める。
海外展開：インドのバイオガスへの指導を行っている。予算は国際連合工業
開発機関（UNIDO）や欧州のプロジェクト予算、ドイツのサステナブルデベ
ロップメント省。国際的な気候変動ガス取引へつなげる意向。
トピックス：クレジットの創出に関する動きで、業界団体の存在価値を高めたい。バイエル州においては、バイオメタンを原料としてSAF（持続可能な航空燃料）を生産に向けた議論をしている。

IFAT2024 ＠メッセミュンヘン
ドイツバイオガス協会と関連団体
写真：本コンソーシアム撮影

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Norinchukin Research Institute