関東森林研究

論 文72-1(2021)

東北地域における木質バイオマス発電のための未利用木材利用可能量推計
松岡佑典 1・有賀一広 1・林宇一 1・白澤紘明 2
１ 宇都宮大学農学部
２ 森林総合研究所林業工学研究領域
要旨：本研究では青森県，岩手県，宮城県，秋田県，山形県のスギ，ヒノキ，マツ，カラマツを対象として，用材と木質バイオマス発電のための未利用木材の供給ポテンシャルと利用可能量を推計した。その結果，供給ポテンシャル
は用材 11,388,960m3/年，未利用木材 2,277,792m3/年，利用可能量は用材 1,630,207m3/年，未利用木材 326,041m3/年と推計され，利用可能量は供給ポテンシャルの 14.3%であった。平成 30 年度の素材生産量 4,667,000m3/年と間伐材・林地残材等由来木材チップ利用量 889,600m3/年と比較して，用材・未利用木材利用可能量は，それぞれ，35.0％，36.7％であった。また，発電容量 5MW で 10 万 m3/年として試算した需要量 951,740m3/年と比較して，未利用木材利用可能量は 34.3%であった。100%造林補助，間伐補助，両補助を考慮した場合は，需要量に対する未利用木材利用可能量割合は 64.3%，173.5%，181.8％と向上し，この地域の需要を十分に賄えるものとなった。
キーワード：FIT，作業システム，補助金，木材交流，供給ポテンシャル

Estimating the availability of unused materials for woody biomass power generation in Tohoku region
Yusuke MATSUOKA1, Kazuhiro ARUGA1, Uichi HAYASHI1, Hiroaki SHIRASAWA2
1 Fac. of Agric., Utsunomiya Univ., Utsunomiya 321-8505
2 Department of Forest Engineering, Forestry and Forest Products Research Institute, Tsukuba 305-8687
Abstract: This study estimated the supply potential and availability of unused materials of cedar, cypress, pine, and larch for woody
biomass power generation in Aomori, Iwate, Miyagi, Akita, and Yamagata prefectures. As a result, supply potentials of used andunused materials were estimated at 11,388,960 m3/year and 2,277,792 m3/year. Then, those availabilities were estimated at1,630,207
m3/year and 326,041 m3/year. Therefore, the rate of availabilities to supply potentials was 14.3%. Since timber production, and woodchip usage from thinned woods and logging residues in 2018 were 4,667,000 m3/year and 889,600 m3/year, rates of used and unusedmaterial availabilities to those values were 35.0% and 36.7%, respectively. Furthermore, the demand was estimated at 951,740
m3/year from 100,000 m3/year with the generation capacity of 5 MW. The rate of unused material availability to the demand was34.3%. The rates were increased to 68.7% with 100%-silvicultural subsidy, 187.5% with thinning subsidy, and 194.5% with bothsubsidies. Thus, the estimated availability with both subsidies met the demand sufficiently in this region.
Key-word: Feed-in Tariff, Harvesting system, Subsidy, Timber trade, Supply potential
FIT 終了後の木質バイオマス発電の採算性が懸念されて

Ⅰ はじめに2012 年７月に再生可能エネルギー固定価格買取制度いる。

FIT(Feed-in Tariff)が開始され，木質バイオマス発電，特にYamamoto ら(８)は栃木県全域を対象に，既存の発電買取価格が高値に設定された未利用木材を燃料とする発施設への聞き取りと地理情報システム GIS を用いた解電施設が，2019 年９月時点で，全国で 112 ヵ所新規認定

析により，栃木県における森林の更新費用も考慮した未され，すでに 67 ヵ所で稼動している(７)。未利用木材を利用木材の利用可能量を推計し，既存の発電施設におけ燃料として利用することは，林業振興や山村の雇用創出る燃料調達の長期的な可能性について検証した。などに貢献すると期待されているが，一方で発電容量５近年，大型製材工場や木質バイオマス発電施設の設置

MW で年間 10 万 m3 程度(５)が必要とされる未利用木材進展に伴い，木材の流通は都道府県域を超えて広域化しを買取期間 20 年間，安定して調達できるか，さらにはており，より現実的な未利用木材の利用可能量を推計す

－

113 －

（受理日 2021 年２月 19 日）

るためには，木材の交流を考慮して試算する必要がある。

木材チップ用(C 材)素材価格にそれぞれの全素材に対す

そこで Battuvshin ら(１)は栃木県と木材交流があるる比率(表-３)を掛け合わせ，それらを足し合わすことで福島県，茨城県，群馬県を対象に加えて試算を行った。

，用材の平均素材価格(円/m3)を求めた。未利用木材は現

本研究では新たに青森県，岩手県，宮城県，秋田県，山状，枝葉などの林地残材ではなく，C 材と競合する小径形県を対象に試算した結果を報告する。なお，これまで材や曲がり材が燃料材として利用されていることから，に東北地域を対象とした木質バイオマス利用可能量推計

未利用木材価格は C 材価格とした。には上村ら(４)，Furubayashi ら(２)があるが，上村ら

表-２. 宮城県施業林齢と伐採率(４)はコストを考慮した利用可能量を推計しておらず，

Table 2 Operation age and cutting rate in Miyagi

Furubayashi ら(２)は大型木質バイオマス発電所１ヶ所施業回数を対象としている。本研究では各県の FIT で認定された発電所を対象として，コストを考慮した利用可能量を推スギ計する。
ヒノキ
Ⅱ 材料と方法
本研究では，国土地理院の国土基盤情報から 10m メッ

マツ

シュの数値標高モデル DEM，道路データ，各県より民有林の森林 GIS データ，林野庁より国有林の森林 GIS デー

カラマツ

タを取得し，スギ，ヒノキ，マツ（アカマツ・クロマツ），12345

施業林齢

1520253550伐採率(%)

26282627100

施業林齢

1823304265

伐採率(%)

29292829100

施業林齢20304050-伐採率(%)

251720100-

施業林齢

1621294855

伐採率(%)

26282627100

カラマツを対象として，小班を単位に推計を行った(表１)。小班の平均面積は山形県で 0.43ha と最小，青森県で表-３. 素材価格と割合(例：スギ)0.93ha と最大で，対象５県では 0.70ha であった。

Table 3 Timber prices and rate

表-１. 面積と小班数

価格(円/m3)

Table 1 Area and the number of sub-compartments

割合(%)

ABCABC面積(ha)小班数

平均面積(ha)青森

12,242

10,692

5,400

63

1423

青森

286,032309,1700.93

岩手11,933

10,692

6,117

53

389

岩手

533,466

645,3420.83

宮城

11,308

10,6925,000

394616

宮城

205,975

386,370

0.53

秋田

9,950

9,942

5,242

45

478

秋田

409,523

527,4500.78

山形

12,10010,692

5,550

60

28

12

山形

196,444452,230

0.43

合計

1,631,440

2,321,562

0.70

支出の内，造林費用については，各県の地域森林計画と造林事業標準単価を参考に地拵・植付，下刈り，除伐

解析方法は１)供給ポテンシャルの算出，２)収入の算で発生する費用を計上した(表-４)。なお，造林費用には

出，３)支出の算出，４)利用可能量の推計からなる(１)。

補助率 40％，査定係数 1.7 として 68％の補助金を適用し供給ポテンシャルを算出するために，各県の地域森林計た。一方，除伐以降の間伐と主伐で発生する収穫費用(図画を参考として伐期，間伐回数及び間伐林齢，間伐率を-１)については，林分ごとに地形条件に合わせた作業シ設定した。例として宮城県における施業林齢と伐採率をステム(図-２)を設定したうえで算出した。作業システム

表-２に示す。次に，地位，樹種ごとに収穫表作成システの設定には，後藤(３)が提示した傾斜と起伏量による作ム LYCS3.3 を用いてこれらの施業を行った場合の収穫量業システム区分を用いた(図-３)。なお，ここでの収穫費(m3/ha)を推計し，各小班の面積を乗じて伐期全体の収穫用とは収穫林分内での森林作業道作設と材の搬出・輸送量を推計した。そして，伐期全体の収穫量を伐期で除すにおける各種作業で発生する費用の合計であり，収穫林ことにより，１年間あたりの収穫量を推計し，これを本分までの到達路網の作設費用は公的資金で賄うものとし研究では供給ポテンシャルとした。て，含まないものとした。材の輸送には 10 t トラックを収入に関しては，利用率を 75％，未利用木材のうち 15％を燃料材として利用することと想定し，平成 30 年木用いると想定した。出荷先は，用材は原木市場，未利用木材は FIT 制度で稼働している発電所とした。

材需給報告書(６)における製材用(A 材)，合板用(B 材)，－114 －関 東 森 林 研 究
1(20210)721-

上記で算出する伐期全体の収入と支出を比較し，収支が，山元立木価格(表-５)を上回る小班の供給ポテンシャルを利用可能量として推計した。なお，現状の間伐，それに付随する森林作業道作設に対する補助金は，作業地5ha 以上に対して支出されるため，今回のベースとなる試算では，補助金を計上していないが，今後，団地化も含めたモデルを構築する予定であり，団地化した場合の利用可能量増加の可能性を検証するため，間伐及び森林作業道作設に対する補助金も含めた試算も行った。
なお，補助金額は造林補助金同様，標準単価の 68％とした。また，近年は主伐後の確実な更新を担保するため，各都道府県や市町村による追加の造林補助金により造林費用の100%補助が行われる場合があり，本研究でも 100％造林補助金についても試算を行った。

図-２. 作業システム
Fig. 2 Harvesting system

図-３. 作業システム設定(３)Fig. 3 Harvesting system classification
Ⅲ 結果と考察供給ポテンシャルは用材 11,388,960m3/年，未利用木
材 2,277,792m3/年，利用可能量は用材 1,630,207m3/年，収穫コスト(円/m3)

未利用木材 326,041m3/年と推計され，利用可能量は供給

Fig. 1 Harvesting cost (JPY/m3)

ポテンシャルの 14.3%であった(表-６)。各県を見ると，

図-１.

宮城県が利用可能量は供給ポテンシャルの 27.5%と最も

表-４. 造林費用(円/ha)
Table 4 Silvicultural cost (JPY/ha)

高かった。宮城県は傾斜が比較的緩く，車両系システム

スギ

ヒノキ

マツ

カラマツ

が 67.8%を占め(図-２)，収穫コストが低く(図-１)，利用青森

1,853,200

1,987,400

1,576,600

1,396,600

可能量割合が高くなったものと考えられる。青森県も車

岩手1,798,000

1,987,400

1,418,000

1,508,000

両系システムが 73.1%を占めるが，下北半島など原木市

宮城1,842,400

1,987,400

1,385,800

1,508,000

場や発電所までの距離が遠い場所で，収穫コストが高く，

秋田

1,999,969

1,987,400

1,385,800

1,819,600

利用可能量割合が低くなったものと考えられる。
岩手県，

山形

2,104,614

1,987,400

1,385,800

1,819,600

秋田県，山形県の車両系システム割合は，それぞれ，52.4%，60.0％，53.1％であったが，秋田県は平均素材価格が全般的に低く，山形県はスギ，カラマツで造林費が－115 －高く，利用可能量割合が低くなったものと考えられる。

Ⅳ おわりに次に実績値と比較すると，対象５県の平成 30 年度の本研究では，伐期全体の収穫量を伐期で除すことによ

素材生産量 4,667,000m3/年と間伐材・林地残材等由来木り，１年間あたりの収穫量を推計し，これを供給ポテン

材チップ利用量 889,600m3/年と比較して，用材利用可能シャルとした。さらに供給ポテンシャルを用いて，利用量 1,630,207m3/年と未利用木材利用可能量 326,041m3/可能量を推計しているため，本研究の推計は単年度ごと

年は(表-６)，それぞれ，35.0％，36.7％であった。また，の未利用木材需要を賄うことを担保するものではないこ

発電容量 5MW で 10 万 m3/年として試算した需要量とに注意を要するが，補助金を考慮することにより需要951,740m3/年と比較して，未利用木材利用可能量は量の倍近い利用可能量があることが確認された。
ただし，34.3%であった。100%造林補助，間伐補助金，両補助をこの利用可能量を実際に利用する際には，作業を行う人・考慮した場合は，需要量に対する未利用木材利用可能量機械の確保や，伐採後の更新作業の労力が供給できるの割合は 64.3%，173.5%，181.8％と向上し，この地域のかを検討する必要がある。また，補助金も利用可能な小需要を十分に賄えるものとなった(表-７)。

班にはすべて適用可能として試算したが，予算には限り

山元立木価格(円/m3)があるため，今後はこの点についても検討する必要があ

Table 5 Stumpage prices (JPY/m3)

る。森林 GIS データを提供いただいた各県及び林野庁に表-５.

感謝いたします。

スギ

ヒノキ

マツ

カラマツ

青森

2,8056,020

2,4492,449

岩手

2,977

6,020

3,084

3,084

引用文献宮城3,264

6,292

1,467

1,467

( １ ) Battuvshin B, Matsuoka Y, Shirasawa H, Toyama K,

秋田

2,884

6,020

1,767

1,767

Hayashi U, Aruga K (2020) Supply potential and annual

山形

3,089

6,020

1,914

1,914

availability of timber and forest biomass resources for energy
considering inter-prefectural trade in Japan. Land Use Policy

表-６. 供給ポテンシャル・利用可能量(m3/年)と割合(%)

97(104780): 12pp

Table 6 Supply potential/availability (m3/year) and rates (%)(２) Furubayashi T, Nakata T (2018) Cost and CO2 reduction ofbiomass co-firing using waste wood biomass in Tohoku region,供給ポンシャル

利用可能量

割合

用材

未利用

用材

未利用

青森

2,169,859

433,972

337,619

67,524

15.6(３) 後藤純一(2016)平成 27 年度林業機械化推進シンポ岩手3,219,069

643,814492,307

98,46115.3

ジウム 林業の成長産業化と求められる作業システム．
機

宮城

1,371,059

274,212377,726

75,54527.5

械化林業 752：1-8

秋田

3,172,587

634,517236,646

47,3297.5(４) 上村佳奈・久保山裕史・山本幸一(2009)北東北三県

山形1,456,387

291,277

185,910

37,18212.8

における木質バイオマス供給可能量の空間的推定．日本

合計11,388,960

2,277,792

1,630,207

326,04114.3

エネルギー学会誌 88：877-883

Japan. Journal of Cleaner Production 174: 1044-1053(５) 農林水産省：小規模な木質バイオマス発電の推進に

割合：供給ポテンシャルに対する利用可能量の割合

ついて.オンライン https://www.meti.go.jp/shingikai/santeii/pdf/018_02_00.pdf．(2020 年 12 月 25 日参照)

表-７. 補助事業と未利用木材利用可能量割合(%)
Table 7 Rates (%) of unused material availability with subsidy
需要量100%造林補助

間伐補助

両補助

青森

125,000

81.8

232.6

239.5

岩手

399,500

63.6

136.1

143.2

宮城

17,600465.8

1,121.0

1,159.9

秋田142,600

63.6

293.9

312.7

山形

267,040

30.8

75.2

78.2

合計

951,740

64.3

173.5

181.8

割合：需要量(m3/年)に対する利用可能量の割合(６) 林野庁：木材需給報告書.オンライン https://www.maff.
go.jp/j/tokei/kouhyou/mokuzai/index.html#y．(2020 年８月１日参照)(７) 資源エネルギー庁：再生可能エネルギーオンライ
ン http://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saiene/kaitori/index.html．(2020 年８月１日参照)(８) Yamamoto T, Aruga K, Shirasawa H (2019) Availability
for small-scale woody biomass power generation from the viewof forest resources in Tochigi prefecture, Japan. International
Journal of Forest Engineering 30: 210-217－116 －