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どうも、かねまるです。
プラントライフは、化学プラントの技術者である私、かねまるが、
化学と工場に関するトピックを分かりやすく紹介して、身近に感じてもらう番組です。
リサイクルの種類と特徴
突然ですが、皆さんはリサイクルの種類っていくつ答えられますか?
リユース、リデュース、リサイクルの3種類。
ではなくて、リサイクルの種類ですね。
大きく分けると、ケミカルリサイクル、マテリアルリサイクル、サーマルリサイクル、この3種類があります。
環境問題や資源循環の重要性が高まっていく中で、プラスチックをはじめとする化学品のリサイクルというのは重要なテーマになっています。
今回は様々なリサイクルの種類や特徴を紹介します。
一般的に言われるリサイクルが、分類的にはマテリアルリサイクルと呼ばれます。
マテリアルリサイクルは、廃棄物を粉砕して、それを洗浄して、増粒と呼ばれる粒にしたり、ペレットにしたり、そういう工程を経て再成形されます。
つまりは、機械的な処理を加えて再利用するという意味になります。
この機械的な処理を加えて再利用するという意味から、メカニカルリサイクルとも言われます。
有名なのがペットボトルのリサイクルです。
遺物を取り除いたペットボトルを細かく砕いてフレーク状にして、それを洗浄して綺麗になったフレークを再度ボトルの形状に成形し直します。
ハイペットボトルからペットボトルを作るような同じ製品の再利用という場合には、水平リサイクル、もしくはレベルマテリアルリサイクルと呼ばれます。
それに対してペットボトルではなくて卵パックや包装フィルム、もしくは繊維のような別の製品の原材料になる場合は、カスケードリサイクルと呼ばれます。
これはダウンマテリアルリサイクルとも呼ばれます。
マテリアルリサイクルした材料は、再加工時に高温にしたり機械的な応力が加わることになります。
プラスチックの場合は、分子の鎖が切れて物性として科学的に劣化している恐れもあります。
それもあってリサイクル品の品質というところが課題になっています。
もう一つの課題としては、技術的には単一材料であれば比較的実現できる操作なんですけれども、
複合材料になってくると、それらを分離しないといけないので非常に難しくなってきます。
それでも最近の事例ですと、カオーとライオンが共同で行った事例がありまして、
シャンプーなど詰め替え容器ですね。
その詰め替え容器のマテリアルリサイクルに取り組んで、それを商品として使用した事例があります。
詰め替え容器というのは、異なる素材のフィルムを何層にも組み合わせて作られる容器ですけれども、
技術的に確立することで製品に今は10%利用できるようになっています。
次に有名なのがサーマルリサイクルですね。
これは焼却処理して熱エネルギーとして再利用する方法です。
熱として回収できるんですけれども、当然焼却するのでCO2が発生します。
リサイクルという言葉を含みながらも、これはリサイクルではないんじゃないかなという意見もあります。
焼却時のCO2が大きく問題になるかどうかは、バイオマス原料を使っているかでも変わります。
このバイオマス原料は植物など生物由来の材料になります。
成長の過程で大気から吸収した二酸化炭素の分が焼却する時に放出される二酸化炭素の量と相殺されていると考えられます。
ケミカルリサイクルの重要性
そして今注目されているのがケミカルリサイクルです。
科学的に分解して科学製品の原料として再利用する手法です。
プラスチックはモノマーという小さい分子がいくつもつながってできています。
これをポリマーという呼び方をしています。
ポリマーであるプラスチックを科学的に分解してモノマー単位に変化させます。
そうしてできたモノマーを改めて科学的に重合処理してポリマーを製造する流れになります。
これがケミカルリサイクルです。
他にも加熱分解してガス化させて炭化水素や一酸化炭素、水素に変換するという手法もあります。
このケミカルリサイクルの凄さというのは科学的に分解して原料に戻しますので、汚れているものでも比較的許容しやすくなる点になります。
ただ、ケミカルリサイクルはこれから発展していく技術です。
まだ100%ケミカルリサイクル材料を使うというところまでは進んでいないです。
いくつかケミカルリサイクルの事例を紹介します。
三井科学はハイプラスチックを熱分解して得られる油、これは熱分解油と呼ばれますけれども、この熱分解油を石油来原料と混ぜて処理して製品として販売しています。
他にも、繊維の世界では最近、ホンダと東レガ共同でナイロンのケミカルリサイクルに取り組んでいるという発表がありました。
代表製品として、エアバッグですね。
エアバッグはシリコンコーティングされていて、物理的処理のマテリアルリサイクルするにも少し限界があるようです。
それもあって、ほとんど焼却処分されているようですね。
ですので、ナイロンのケミカルリサイクルというのは非常に有用な事項なんですけれども、技術的には非常に難しいそうです。
ここまで各種リサイクルの特徴を紹介しましたけれども、それらが今どれくらいの比率で行われているかという話をします。
このデータはプラスチック循環利用協会に資料があります。
データとして残っている2022年のデータを見てみます。
2022年のハイプラスチックの総排出量は年間823万トンです。
10年前に比べると、実は100万トンほど減っています。
この823万トンのうち、リサイクルされているのは大体87%ぐらいですね。
10年前が80%でしたので、再利用率というのは増加しています。
10年前と比較すると、廃棄されるプラスチックの量自体も減って、再利用する割合も増えている状況です。
リサイクルの割合を見てみると、マテリアルリサイクルが25%、サーマルリサイクルが71%、ケミカルリサイクルが4%です。
圧倒的にサーマルリサイクル、焼却処理というのが多いです。
この比率は10年前とそれほど変わっていません。
今後のリサイクル目標
では今後これをどう変えていくかという内容は、日本科学工業協会がリサイクルの目標値を掲げています。
増加率で言うと、ケミカルリサイクルの量を2030年に5倍、2050年に9倍するという目標になっています。
一応参考値としてマテリアルリサイクルの量も出ておりまして、2030年に1.7倍、2050年に1.9倍という目標になっています。
とにかくケミカルリサイクル、化学処理でのリサイクルを増やそうとしています。
最後に3種類のリサイクルの手法を比較して紹介します。
一番運用として楽なのはサーマルリサイクルです。
ただし燃焼による環境負荷が大きいので今後は避けられるはずです。
マテリアルリサイクルは機械的処理による方法です。
現在も普及していますけれども、比較的低コストで手軽に実現できる方法になります。
ただしリサイクル製品の品質が低下してしまう恐れがあります。
そしてフィルムのような複合材料になると技術難易度が上がります。
高品質な材料が得られるとして今後期待されているのがケミカルリサイクルです。
これは化学処理をしてリサイクルする手法になりますね。
ただし投資コストが高くて技術的にもまだ難易度が高い状態です。
今回はここまでです。
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