プレスリリース
(研究成果) バイオ炭の農地施用による炭素貯留量を簡便に算出する手法を開発

地球温暖化対策計画(2021年10月閣議決定)において、農林水産省は農地土壌を活用した炭素吸収源対策の目標を、2030年度まで850万トンCO₂に設定しています。農林水産省が取りまとめた「バイオ炭の農地施用をめぐる事情¹⁰⁾」によれば、バイオ炭の農地施用は、堆肥や緑肥などの有機物の農地施用とともに、炭素の農地土壌貯留(吸収源対策)として位置付けられ、利用拡大が推進されています。バイオ炭の農地施用は、生産者が自らの営農の中で取り組むことができる地球温暖化対策のひとつです。この取り組みにより、農産物の付加価値を高めたり、クレジット化によって販売収益を得ることができるだけでなく、農地の土壌改良効果といった営農上のメリットも期待されています。さらに、地域の未利用バイオマスをバイオ炭原料として活用することで、地域の環境整備に貢献することが可能です。また、環境に配慮した農産物を購入することで、実需者や消費者も地球温暖化対策に貢献できるというメリットもあります。

こうしたバイオ炭の利活用が推進される背景には、2019年IPCC改良ガイドラインで、バイオ炭の農地施用による炭素貯留量の算定方法が追加され、日本国温室効果ガスインベントリ¹¹⁾の報告対象となったことが挙げられます。さらに、2020年9月にはJ-クレジット方法論「AG-004 バイオ炭の農地施用」が策定されたことも普及促進につながっています。

2019年IPCC改良ガイドラインでは、バイオ炭による土壌炭素貯留量を算出するため、炭化温度(350°C以上)、施用量、有機炭素含有率(Fc)、および100年後の炭素残存率(Fperm)の把握が必要とされています。現在、日本の温室効果ガスインベントリ報告では、4種類の木質由来バイオ炭(白炭、黒炭、粉炭、オガ炭)にはIPCCデフォルト値が適用され、竹由来バイオ炭には日本独自の値が使用されています。一方、J-クレジットのバイオ炭方法論では、これら以外の自家製造品にもIPCCデフォルト値を適用しており、クレジット申請者には炭化温度が350°Cを超えることの証明が求められます。しかし、バイオ炭は原料や炭化方法によって品質が大きく異なるため、低コストかつ正確な炭化温度推定手法の開発が必要とされていました。

また、日本独自の係数を用いたより正確な評価も期待されていますが、その作成には時間とコストを要する元素分析が必要です。現在、日本では日本産業規格(JIS M 8812)に基づき、固定炭素(FC)、揮発分(VM)、灰分の測定を通じてバイオ炭の品質評価が行われています。本研究では、これらの分析データを活用し、炭化温度を精度よく推定しつつ、原料の種類に関係なく農地土壌炭素貯留量を簡便かつ正確に計算できる新たな手法を開発しました。

本手法を活用することで、すでに炭の産業規格が存在する国では、当該規格に基づく測定指標から、バイオ炭の炭化温度、有機炭素含有率(Fc)、および100年後の炭素残存率(Fperm)を算出することが可能です。一方、産業規格が存在しない場合でも、日本産業規格に基づく本手法を採用することで、簡易ながら一定の精度でバイオ炭の品質評価を行うことができます。

本研究で開発した手法は、国内で未利用の農業残渣などを原料としたバイオ炭の評価だけでなく、アジア地域における多様なバイオマス資源への適用が期待されます。これにより、バイオ炭の施用が持続可能な資源循環や温室効果ガス削減の促進に一層寄与することが見込まれます。本研究で示した新たな計算方法は、現時点では正式なクレジット計算方法として採用されていません。そのため、今後、J-クレジット運営委員会への提案・議論を進めることが重要です。また、本計算方法が国際的に認められるためには、木質バイオマスや竹以外の原料由来のバイオ炭についても、図1に示したフローに基づきデータの蓄積や論文化を進める必要があります。