ボロボロのトヨタタクシーの後部座席に座るトーマス・タハ・ラッサム・カルヘインは、通り過ぎる景色を指差す。近くの森で伐採された木炭の袋が、間に合わせの店の脇に置かれている。波型金属、段ボール、その他の廃材が、今にも壊れそうな小屋を形作っている。近くの工場からの排水で赤く染まった汚水が路地を流れ、ゴミが至る所に散乱している。ナイロビ最大のスラム街の一つ、ムクルの生活の糧は、まさに生のものだ。それでも、カルヘインは座席に身を乗り出し、それらがもたらす可能性に興奮している。
タクシーはムクル技能訓練センター、芸術・職業訓練校に停車した。小さなコンクリートの小屋から警備員が出てきて正門を開ける。ムクル地区は汚くて混沌としているが、敷地内には至る所に工夫が凝らされた工夫が見られる。アートスタジオはハーブや苗木が植えられた小さな庭に面している。3つのコンポストトイレが生ゴミを肥料に変えている。簡素なキッチンの外には、古くなった豆やバナナの皮が詰まった500ガロンのタンクが、ゆっくりと調理用ガスを発生させている。
信頼できるエネルギーインフラから何千マイルも離れたケニアで、彼らは米国のキッチンとほとんど変わらないほど信頼できるシステムを即席で作り上げた。49歳のアメリカ人、カルヘイン氏が燃料システムを設計した。燃料システムはガスの供給量が十分でないため、彼はいくつかの改良を加えるためにここに来た。最初のステップは非常に簡単だ。1本のチューブで生ゴミをタンクに送り、もう1本のチューブでガスをキッチンに戻すのだが、現在、生ゴミ用のチューブが詰まっている。カルヘイン氏はモップの柄をつかみ、チューブに差し込んで、勢いよく詰まりを取り除いた。次に、ねばねばした生ゴミを入れた容器を取り出し、切断したプラスチックの水差しを漏斗代わりにして、システムに投入した。彼が作業をしていると、学校で無料の日曜日の食事を終えたばかりの子供たちが群がって見にやってきた。
カルヘインは急いで作業を進めなければならない。もうすぐ日が沈むので、スラム街を通行するのは、タクシーでさえ安全ではない。しかし、彼は自分のプロジェクトを説明する機会を逃すわけにはいかない。子供たちは群がり、小さい子たちは、よりよく見ようと、何にでも登ろうとする。カルヘインはタンクを指差した。「ここにはバクテリアが生息しているが、病原菌ではない細菌を意味するスワヒリ語で『vigidudu sivya magonjwa』と言っている。『生ゴミを全部粉砕してここに入れれば、バクテリアがそれを食べて調理用ガスを作るんだ』」
カルヘインは最前列で見守る少年に、木登りが得意かと尋ねる。少年は頷く。「こっちへ来い」とカルヘインはタンクを指さしながら言う。「でも、先生がいない時は絶対にそんなことをしちゃダメだ」少年はタンクに登り、カルヘインの指示で蓋の上で飛び跳ねる。圧力でガスがタンク側面のバルブに押し付けられる。カルヘインは蛇口をひねり、ライターを点火すると、バルブからオレンジ色の炎が噴き出す。「わかった！」カルヘインは叫ぶ。「あれが見える？バイオガスだ！」
アメリカでは、自家発電は難しく、すべての電力を自家発電するのはほぼ不可能です。それに近づくだけでも、照明、電子機器、家電製品をすべて稼働させるのに十分な数の太陽光パネルを屋根と庭に設置する必要があります。さらに、給湯用の太陽熱発電システムと、太陽光発電で充電できる電気自動車も必要です。
しかし、既存のエネルギーシステムは、どれほど便利であっても、持続可能ではありません。確かに、私たちの日々のニーズを満たすインフラは、一見何の問題もなく機能しているように見えます。コンロのノブをひねればガスが出ます。火曜日の夜にゴミを出せば、水曜日の朝にトラックがやって来て回収してくれます。しかし、こうした見かけ上の効率性は、私たちのシステムの真の非効率性を覆い隠しています。コネチカット州に住んでいるのに、ガスはワイオミング州から来ているかもしれないのに、ゴミはニュージャージー州に運ばれるかもしれません。このような、目立たず、遠隔地にあるシステムは、更新され、地域化される必要があります。
ムクルのスラム街にはインフラがほとんど整っていない。下水道も地下ガス管も、埋め立て地もない。住民たちはジャガイモの皮やビニール袋を路上に投げ捨てる。炭の煙で目がチリチリする。しかし、この雑然とした状況は、基本的な物事を改めて考え直し、新たなエネルギー源を生み出せる機会を与えてくれる。
ここでは、カルヘインのバイオガス システムのようないくつかのバイオガス システムが、世界で最も普及しているにもかかわらず見過ごされがちなエネルギー源である廃棄物を燃料に変えています。その過程で、家庭も地域エネルギーの生産と再利用の閉ループ システムに変えています。
微生物が下水、堆肥、食べ残しなどの有機廃棄物を空気のない状態で分解すると、メタン（少量の二酸化炭素と水とともに）が生成されます。このメタンで電灯から市バスまで、あらゆるものを動かすことができます。都市全体に電力を供給するには、どのようなバイオガスシステムが必要なのか、まだ誰も解明していません。しかし、ケニアでは、プラスチック製のタンクとチューブだけで、一世帯のエネルギーサイクル全体を変革することができます。
カルヘイン氏はSolar C3ITIES（産業生態系システムのための技術を統合するコミュニティ触媒の接続）という非営利団体を運営している。この団体には有給職員はおらず、資金は個人からの寄付によって辛うじて賄われている。彼はカイロ、ラゴス、ヨルダン川西岸地区にローテクで低コストのバイオガスシステムを構築し、地元の人々にその維持管理と再現方法を指導してきた。
カルヘインの母親はイラク人で、ベイルートには親戚がいる。各地で戦争が起こり、親族の暮らしが破壊され、裕福で土地を所有する専門家が難民へと変貌していくのを目の当たりにした。「自分たちの力ではどうにもならない歴史的出来事が、私たちが持っていると思っていた安全を消し去ってしまうことがあると学びました」とカルヘインは語る。「家族をより良く守る方法を見つけたいと思っていました。お金を稼ぐことがその方法ではないのです」
バイオガスシステムは資本投資や規模の面で大きな負担がかからないため、ケニアの人々は独自の実験を始めています。その探求心が彼を世界中へと導いたのです。1990年代には、ロサンゼルス南部中心部の若者たちに、太陽熱蒸留器で作ったアルコールで動くように車のエンジンを改造する方法を教えました。2003年のアメリカ主導のイラク侵攻後、彼はエジプトに移住し、カイロのスラム街にあるザバリーンと呼ばれる「ゴミ拾い」の人たちの間で暮らしました。ザバリーンは有機廃棄物を収集し、それを豚の餌として利用していました。その後、1985年の映画『マッドマックス サンダードーム』を見て、街全体が豚の排泄物で動くという設定に感銘を受け、インドへ渡り、簡易バイオガスシステムの作り方を学びました。現在はドイツに住み、ニューヨークのマーシー大学でオンライン講座を教えることで生計を立てながら、残りの時間とお金をムクルのようなプロジェクトに費やしています。
バイオガスはカルヘインの福音であり、彼は才能ある伝道師だ。ナイロビの薬局でマラリア薬を買うと、すぐに薬剤師と一緒にメモ用紙にバイオガスシステムのスケッチをしていた。カトリック慈善団体のゲストハウスに立ち寄ってWi-Fiを使い、スロベニア人宣教師二人をムクルの消化槽に連れ出す約束をした。旅の終わりには、私は彼の代わりに仕事をしていた。ナイロビの渋滞に巻き込まれたタクシー運転手にバイオガスについて話すと、彼は自分でシステムをどこで買えるか尋ねてきた。
ケニア人はバイオガスが供給するエネルギーを必要としています。発展途上国では、家庭で消費される電力のほぼ全てを調理用燃料が占めており、ケニアでは主に木材を燃料としていますが、木材は枯渇しつつあり、深刻な汚染を引き起こしています。ナイロビの裕福な地域でさえ、中央集権的なガス供給システムは存在せず、人々は液化プロパンガスを購入して小さな容器に入れて運ぶか、木炭を使って調理しています。
同時に、ナイロビの人々は毎日約3,000トンの廃棄物を排出しており、そのほとんどは有機性廃棄物です。そして、収集されているのはその約半分に過ぎません（個人収集業者が裕福な地域のゴミを野積みに運んでいます）。廃棄物からバイオガスを燃焼させれば、2つの問題を同時に解決できるはずです。しかし、政府は大規模または中規模のバイオガスプロジェクトを一切立ち上げることができていません。市議会は最近、12のバイオガスプラント建設計画を検討しましたが、実行には至りませんでした。「過去にも多くの計画がありましたが、実現には至っていません」と、ナイロビに拠点を置く炭素クレジット会社、カーボン・アフリカのオペレーションディレクター、マット・ウッズ氏は言います。
現状のシステムを好む人もいるかもしれません。例えば、地元のゴミ捨て場は強力なギャングによって運営されています。ナイロビ国際空港の機内食を扱う会社が、毎日飛行機で運ばれてくる6トンの食品廃棄物をバイオガス製造に転用するというアイデアを提案したところ、ギャングは脅迫状を送りつけてきました。飛行機の廃棄物は今でもトラックでゴミ捨て場に運ばれています。
ナイロビ最大のスラム街の一つ、ムクルの生活は、生の食材に頼っている。しかし、そこには刺激的な可能性が秘められている。バイオガスシステムは、資本投資や規模の面で大きな負担はかからないため、ケニアの人々は独自の実験を始めている。カルハーン氏のような小型発電機が街中に点在し始めている。例えば、ナイロビの高級住宅街ウェストランズにある、ホームレスに無料で食事を提供しているヒンドゥー教寺院では、ストーブの一つがガス管に接続されており、ガス管は厨房の壁を越えて裏庭まで伸びている。裏庭には1,300ガロンのタンクがあり、1日3時間分のバイオガスを生産している。寺院の指導者たちは、ナイロビで再生可能エネルギー企業グリーンテック・インターナショナルを経営するケニア人女性、ビジャル・シャー氏から、まもなく2台目のシステムを購入する予定だ。そして、寺院からそう遠くない場所では、シャー氏の叔母が毎晩、屋外の厨房から階段を上り、残った米と茹で汁をバケツ一杯分、自宅の400ガロンのタンクに注ぎ込んでいる。一方、カルヘイン氏は最近、さらに直接的なループを発見した。ある進取的な有料トイレの経営者が、客が毎日生み出す貴重なエネルギーを活用し、そのガスを路地の向こう側にあるレストランに送っていたのだ。
人類はバイオガスの生産方法を非常に古くから知っていました。紀元前10世紀には、アッシリア人がバイオガスを使って風呂を沸かしていました。1800年代後半には、ルイ・パスツールが馬の糞尿からバイオガスを生成し、パリの馬が街灯の燃料として使えることを実証しました。19世紀半ばには、インドでハンセン病病院の照明にバイオガスが利用されました。今日では、インドには約300万基、中国には3500万基の小規模バイオガスプラントが存在します。
バイオガスは、あらゆる用途や国に適したツールではありません。ドイツでは、国内の電力の17%が再生可能エネルギー源から供給されていますが、バイオガスは全体のわずか2%を占めるに過ぎません。しかし、スウェーデンでは、バイオガスは交通燃料として天然ガスを上回っており、ヘルシンボリなどの都市では、バス全車両の燃料としてバイオガスを使用しています。
米国では、環境保護庁（EPA）の推定によると、約8,000の農場が相当量のバイオガスを生産できるとされています。167 アメリカの酪農、養豚、養鶏、肉牛の農場では、すでに嫌気性消化を利用して汚染を軽減し、悪臭を抑えています。たとえ最大規模の160の農場が消化装置を設置すれば、そこから発生するメタンガスで300万世帯の暖房を賄うことができます。あるいは、バイオガスを天然ガス発電所に送れば、87万世帯に電力を供給できるでしょう。一方、食品廃棄物にはさらに多くのエネルギーが含まれています。1トンの家畜糞尿から1,700キロワット時の電力が得られ、1トンのバターからは9,600キロワット時の電力が得られます。
しかし、これらの資源を活用するのは容易なことではありません。バイオガスの利用を検討している市長は、新たな設備の費用、エネルギーの販売価格、そして埋立地料金や土地利用許可などの費用が損益に及ぼす影響などを検討しなければなりません。これは複雑で馴染みのない計算です。ボストンの温室設計者で堆肥化の専門家であるブルース・フルフォード氏は、30年近くかけて地域密着型のバイオガスシステムの構築に取り組んできました。「プロジェクトを立ち上げるには数十万ドル、あるいは数百万ドルもの費用がかかります」と彼は言います。「誰がそのリスクを負うのでしょうか？米国には十分な前例がありません」
フルフォード氏は単に間違った前例を探しているのかもしれない。例えば、バイオガスは都市の技術者には馴染み深いものだが、単独のエネルギー源としてはあまり知られていない。1,000以上の下水処理場では、最終的に運搬または焼却しなければならない下水の量を減らすために嫌気性消化プロセスが利用されている。しかし、最近まで、ほとんどの都市はバイオガスを商品ではなく副産物と見なしていた。下水処理場では、バイオガスを汚泥消化槽の加熱（微生物は熱を好む）や、エネルギー集約型の水処理プロセスの一部に利用していた。
1トンの堆肥から1,700キロワット時の電力が生まれます。1トンのバターからは9,600キロワット時の電力が生まれます。しかし今、エネルギーコストの高騰と新たな温室効果ガス排出目標に刺激され、アメリカのいくつかの都市では、余剰バイオガスを生成する方法を実験しています。ニューヨーク市環境保護局は、ブルックリンのグリーンポイント地区にそびえ立つ高さ145フィートの卵型の消化槽を8基建設しました。銀色に輝く卵は、ニュータウン・クリーク下水処理場の一部です。この処理場には、イースト川の向こう側にあるポンプ場から毎日100万ガロンの下水が流れ込み、さらにブルックリンとクイーンズの一部からも100万ガロンの下水が流れ込んでいます。
廃棄物は一連の蓋付き貯留タンクに投入され、重い物質は底に沈みます。この汚泥は遠心分離機にかけられ、さらに水分が除去された後、新しい消化槽へと送られます。各消化槽は300万ガロンの汚泥を15日間貯留し、機械的に撹拌しながら微生物が生息できる温度100°F（約48℃）まで加熱します。
これらの消化槽は、1990年代後半に開始された50億ドル規模の改修工事の一部であり、完了までにはさらに2～3年かかる。目的はエネルギー生産ではなく、メンテナンスの削減だった。旧式の消化槽はガスをほとんど生成しなかったが、厚さ10フィート（約3メートル）の沈泥が堆積し、3年ごとに手作業で除去する必要があった。新型の消化槽は汚泥の撹拌性能が向上しているため、堆積物が少なく、はるかに多くのガス発生物質を保持できる。新型が稼働を開始した際、技術者たちはメタンガスも2倍生成していることを発見した。これは、プラントが日常の現場作業で使用できる量をはるかに上回る量で、2,500世帯を暖房するのに十分なエネルギーである。来年までに、市は余剰バイオガスを洗浄システムに通し、天然ガスパイプラインに送る予定だ。ニューヨーク市民の排泄物や粉砕された食品廃棄物は、調理や暖房に役立ち、同時に年間16,650トンの二酸化炭素排出量を削減する。
ミルウォーキー地域下水処理局は、マルケット大学の研究者らと協力し、システムの改修を一切行わずにバイオガス生成に最も有効に活用できる地元の高エネルギー廃棄物の種類を特定しようとしている。過去5年間の冬、同局は空港から有機化合物であるプロピレングリコールの凍結防止剤を吸引し、水処理施設にトラックで輸送している。そこで技術者がそれを直接消化槽に投入し、より多くのガスを発生させている。「開始当初は、ガス生成量が瞬く間に急増しました」と、ミルウォーキー都市圏下水処理局の水質保護責任者、ピーター・R・トプチェフスキー氏は語る。「ガス生成量は2.5倍にもなりました」。同局はまた最近、地元のコカ・コーラ瓶詰め工場と契約を結び、そこで廃棄される原料を引き取っている。
一方、スウェーデン・バイオガス・インターナショナルは、ミシガン州フリントに北米本社を開設し、下水汚泥や、肉やサラダドレッシングなどの地元産品の加工廃棄物を燃料とするプラントを建設しています。このプラントは、フリント市に約1.6メガワットの電力を供給するほか、肥料も安定的に供給します。他のバイオガスシステムと同様に、このプロジェクトの核心は、近隣の資源を活用することです。「地元の廃棄物の収集に取り組みたいと考えています」と、同社のCEOであるトム・ギーズ氏は述べています。
バイオガスは米国において主要な燃料源にはなり得ないでしょう。下水、動物の排泄物、埋立地から得られる資源をすべて利用すれば、天然ガス消費量の約6%を代替することができます。新たに設立された米国バイオガス協議会は、産業廃棄物由来の有機廃棄物も活用すれば、2030年までにバイオガスが天然ガス供給量の10～15%を占める可能性があると推定しています。
しかし、バイオガスは非常に有用な燃料源となる可能性があります。「これは多面的な解決策です」と、市議会の理事であり、業界誌「バイオサイクル」の編集者でもあるノラ・ゴールドスタイン氏は言います。廃棄物処理とエネルギー生産の両方のシステムであるため、「都市と農村のインフラにおける複数の課題に対処できます」と彼女は言います。バイオガスは、見過ごされがちな燃料源を利用し、エネルギー生産を地域限定し、肥料などの有用な副産物を生み出し、専用の新設施設を必要としません。「潜在的なエネルギー出力だけを見ると、その点が見落とされてしまいます」と彼女は言います。
ケニアでバイオガスの伝道師はカルヘイン氏だけではありません。ドミニク・ワンジヒア氏は10年以上前、自動車整備士として働きながら、最初のバイオガスシステムを設計しました。そして今、ナイロビのジャムフリ再生可能エネルギーセンターで、彼はカルヘイン氏に最新のプロトタイプを見せています。
薪の使用による汚染と森林破壊への懸念を強めるワンジヒア氏は、堆肥で稼働する柔軟なPVC製の「バルーン型」消化装置を考案した。バイオガスを生成するには、農家は堆肥をチューブにシャベルで入れ、ホースで作ったジッパーのようなもので閉じる。そして、パイプから水を加える。稼働開始まで約3日かかるが、その後は水を供給する限り、システムは安定した供給を続ける。このシステムは、1日あたり約25ポンド（牛1頭の1日あたりの排出量より少ない）の牛糞で、一般的な家庭に必要な量のガスを生産できる。
ワンジヒア氏の新会社「シンプリー・ロジック」は、設置とトレーニングを含むパッケージの一部として、消化槽を約525ドルで販売している。ワンジヒア氏は、スーパーマーケットで顧客にシステムを販売し、地元の便利屋に設置を依頼する、いわばアメリカで洗濯機を購入するのと同じ方法を思い描いている。バイオガス事業が成功するには、それが職業化される必要があると彼は言う。「人々は技術を習得し、顧客を見つけ、販売手数料を受け取り、メンテナンスを行うようになるでしょう」と彼は言う。
このシステムは、供給さえあれば、バイオガスを安定的に生産します。カルヘインはワンジヒアの設計に明らかに感激しています。真昼の太陽にも気づかず、二人は紫外線に強いPVCとワンジヒアが取り付けた新しいプラスチックジョイントについて興奮気味に語り合います。カルヘインは、自分のバイオガスシステムは生ゴミで稼働するように設計されていると言います。ワンジヒアは落胆した様子です。「みんな食材を切らないだろう」と彼はカルヘインに言います。「そんなの絶対にうまくいかない」。カルヘインはバッグに手を伸ばし、仲間の伝道師にパンフレットを手渡します。ワンジヒアは読みながら頷き始めます。彼は微笑み、光沢のあるパンフレットを軽く叩きます。それは、生ゴミ処理機「InSinkErator Evolution 200」の宣伝資料でした。生ゴミをバイオガスの原料パルプに変えるのに最適な高性能ツールです。
InSinkEratorの価格は400ドルで、平均的なケニア人にとっては高価すぎる。しかし、1台の生ごみ処理機があれば、複数の家庭を1つの発電ユニットとしてまとめることができる。ワンジヒアはマニュアルを置いた。「ケニアで製造できるバージョンを設計できます」と彼は言う。そして、2、3世帯で1台を共有して十分な燃料を生産すれば、近隣の人々が炎を見て、自分たちも炎を灯すために生ゴミを手で切り刻むようになるかもしれない、とカルヘイン氏は付け加える。
翌日、ムクル校の厨房で、カルヘインは誰も使っていない、接続されていない金属製のシンクに狙いを定めた。飛行機で届いたばかりのInSinkEratorを設置するには絶好の場所だ。彼と美術教師のデイビッド・レドモンドは、使い古された工具や擦り切れた延長コードを探し出し、排水口に穴を開けてディスポーザーを設置する作業に半日を費やした。もう一人の教師、ヘンリー・オケヨも手伝い、作業がようやく完了すると、InSinkEratorの廃棄物は厨房から直接消化槽へと送られるパイプが完成した。別のパイプは、ジャムフリ・エネルギーセンターで購入したバイオガス対応ストーブに燃料を供給する。
InSinkEratorを動かすには少量の電気が必要で、もし故障したら誰かが部品を取り寄せてシンクの下に潜り込んで修理しなければならない。しかし、それ以外はシームレスなシステムで、ほぼ閉ループに近い。カルヘイン氏によると、必要なのはバクテリアとゴミだけだという。信頼できるエネルギーインフラから何千マイルも離れた場所で、ケニア人はアメリカのキッチンとほぼ同等の信頼性を誇るシステムを即席で作り上げた。カルヘイン氏がノブを回すと、ガスが出る。
ヒラリー・ロスナーは、2009 年 7 月号で、水力発電、炭素排出を貯蔵するセメント、深海タービンについて執筆しました。
