メタン発酵とは？排水処理での活用と省エネ・脱炭素のメリットを解説

2026年3月30日

排水処理・省エネ・脱炭素のお役立ち情報を提供する「エイブルブログ」。今回は、最近CO2削減で注目の「メタン発酵」について解説し、それに関する排水処理技術についても解説します。

最近注目のメタン発酵

そもそもメタンとは

メタン（CH₄）は、炭素と水素から構成される最もシンプルな炭化水素です。常温では無色・無臭の気体で、天然ガスの主成分として家庭用ガスや発電燃料に利用されています。燃焼時のCO₂排出量が比較的少ないため、クリーンエネルギーとしても注目されています。

メタン発酵とは？

メタン発酵とは、酸素のない環境（嫌気条件）で微生物が有機物を分解し、メタンガスを生成するプロセスのことです。食品残渣や生ごみなどの固形廃棄物を対象としたものと、比較的濃厚な排水・廃液を対象としたものがありますが、どちらも廃棄するものからエネルギー(メタンガス)が得られるといったメリットがあります。

メタン発酵の利点

廃棄物の有効利用

家畜の糞尿や生ごみなどの有機廃棄物を利用することで、廃棄物の処理問題を解決します。ごみとして焼却されるはずだったものをバイオガスとして利用することで、ごみの焼却量を減らすことができます。

再生可能エネルギーの生成

発生したメタンガスを回収し再生可能なエネルギー源として利用でき、温室効果ガスの削減にも寄与します。

地域循環型社会の形成

地域のバイオマス資源（家畜のふん尿や生ごみ、紙ごみ等）を活用し、残った発酵残さを地域の農地に還元することで、地域経済の活性化にもつながります。
メタン発酵は、環境に優しいエネルギー生成として、今後、重要な役割を果たすと考えられます。

2．メタンガス化システムとは

メタンガス化システムとは、食品廃棄物・紙ごみ・排水などをメタン発酵により分解し収集し、嫌気条件化（酸素の無い状態）で微生物の働きにより分解し可燃性ガス（バイオガス）を生成し、燃料や発電熱源として利用するシステムです。

メタンガス化の特徴と課題

メタンガス化システムの特徴と課題としては、環境負荷低減、エネルギー回収、残渣利活用、経済性の向上が挙げられます。現在、環境省では、メタンガス化システムの普及を、様々な施策を通して、後押ししています。

メタンガス化システムは以下のようなものがあります。
・食品残渣発酵
・家畜ふん尿発酵
・排水嫌気発酵

固形物対象のメタン発酵　

メタン発酵は、大きく「固形物系」と「排水系」に分けられます。固形物系は対象が食品残渣や生ごみ・家畜糞尿などの固形物であり、有機物濃度が高いため効率が良く、メタンガスが得られるほかに廃棄物の削減ができるのが大きなメリットです。

一方で数十日と長い反応時間が必要なため大きな装置が必要であり、撹拌・加温も必要になります。最大の問題点は処理後に消化液が発生することです。消化液は高濃度の難分解性物質を含むことが多く、排水処理設備に流入した場合大きな負荷となります。一方で窒素やリンといった成分も多く含むことから有効な利用法の開発が望まれています。