日本の環境装置産業による環境負荷低減効果について（廃棄物処理編）
一般社団法人 日本産業機械工業会
環境装置部会 環境負荷低減効果調査委員会
１．国内における廃棄物焼却の余熱利用・廃棄物発電の変遷
わが国では、限られた土地と公衆衛生への配慮から、20 世紀半ば以降はごみの焼却処理が強く進められてきた。焼却により減容化や無害化、再資源化が可能となることから、現在日本で排出されるごみの約 8 割が焼却処分されている。
ごみを焼却する際に発生する高温の排ガスは集じん機や排風機等機器の損傷を防ぐため冷却した後に、煙突から放出する。しかし、熱をそのまま捨てるのではなく発電や温水供給等として利用する熱回収施設が全国に 700 カ所以上整備されている。
国内の廃棄物焼却施設は自治体の人口推移に合わせて統廃合等が進められており、日本全体の処理能力としては減少の途にあるが、熱回収施設が全体に占める割合や発電能力は増加傾向にある（図 1）。
日本の熱回収施設における発電は古くは 1960 年代に遡る。日本における廃棄物焼却プラントメーカによる技術開発が行われる中で、発電効率向上も目標に据えられ、改良が重ねられてきた（図 2）。現在では発電効率が 25%を越える施設も登場してきており、今後の更なる効率改善が期待されている。
さらに、熱回収施設による発電（廃棄物発電）は燃料となるごみに再生可能な生物資源が含まれていることから、日本ではバイオマス発電の一つとして再生可能エネルギーに認められている。

総施設数 1,717 1,715 1,680 1,490 1,396 1,374 1,318 1,301 1,285 1,269 1,243 1,221 1,211 1,189 1,172 1,162 1,141 1,120 1,103 1,082

図 1. 廃棄物発電施設の推移（出典：環境省「日本の廃棄物処理」）

1

図 2. 日本における廃棄物発電の推移（出典：環境省「日本の廃棄物処理」）
2．廃棄物発電技術の温室効果ガス削減効果
発展途上国を中心に廃棄物を直接埋立てる処理方法が現在でも広く見られる。埋立てられたごみに含まれる有機分は微生物の力により次第に分解し、温室効果ガスの一つであるメタンガス（CH4）を大気中に排出するため、環境への影響が指摘されている。
そこで、ごみに含まれる有機分の安定化を行う中間処理が先進国中心に行われている。その一つとして、わが国で普及している焼却処理も温室効果ガス低減に貢献している。
例として、埋立てを行っている地域で、1 日 1,000 トンのごみを処理出来るごみ焼却処理施設を導入し、年間稼働日数 300 日、20 年間稼働させた場合に削減できる温室効果ガスについて試算した例を以下に示す。検討にあたり、「二国間クレジット制度（JCM）案件組成調査 最終報告書「ホーチミン市における統合型廃棄物発電」」をモデルにして算出した（算出根拠は巻末参照）。
まず従来の埋立て処理では CH4 がどの程度生成されるかを計算する。1 年目は二酸化炭素換算で 7 万トン/年あまりだったのが、20 年目になると 26 万トン/年にもなり、20 年間を通して 431 万トンの二酸化炭素に相当する CH4 が大気中に放出されることになる（表 1）。
表 1. 1,000 トン/日を年間 300 日埋立てた際に毎年発生するメタン CH4 量（CO2 換算）1)
年
tCO2/年年
tCO2/年

1234567891069,403

117,478

151,158

175,097

192,420

205,226

214,931

222,486

228,533

233,508

11121314151617181920

237,708

241,333

244,523

247,374

249,954

252,310

254,479

256,485

258,349

260,085

合計(20年間)
tCO2

24,312,840

一方で、ごみ焼却施設の運転立上げには化石燃料（軽油）が必要となるほか、ごみを焼却すると、化石由来のプラスチックなどから二酸化炭素等の温室効果ガスが発生する。1,000（トン/日）のごみを焼却処理することで次の①と②、③に示すとおり、年間で 13 万トン余りの温室効果ガスが発生することになる。
① 化石燃料消費による二酸化炭素排出量 2)化石燃料の消費量 × 化石燃料の発熱量 × 化石燃料の CO2 排出係数
= 200(トン/年)×43（GJ/トン） × 0.0728(tCO2/GJ) =626(tCO2/年)② 化石由来廃棄物の焼却による二酸化炭素排出量 3)
ごみ量 × 焼却効率 × 化石由来炭素の割合=300,000(トン/年) × 0.9 × 0.13 ×44/12(tCO2/t) =125,643(tCO2/年)③ 排気ガス中に含まれるその他の温室効果ガス 4)
ごみ量×(N2O の排出係数×地球温暖化係数＋CH4 の排出係数×地球温暖化係数)= 300,000(トン/年)×(0.0000605×265＋0.000000242×28)(tCO2/トン)=4,812(tCO2/年)④ごみ焼却で発生する温室効果ガス（二酸化炭素換算）= ①+②+③ = 131,081（tCO2/年）
また、ごみ焼却発電を平均発電効率 25%で行って石炭火力発電の代替となったとして、年間で 6 万 7 千トンの CO2 の排出抑制が可能となる。
⑤ごみ焼却発電による発電量（送電端）5)
ごみ量

×

ごみ発熱量

×

発電効率 - 所内電力

= 300,000(トン/年)×1,000(kg/トン)×7,536(kJ/kg)÷3,600(kJ/kWh) ×0.25 –33,000（MWh/年）= 124,005(MWh/年)⑥石炭火力発電を代替して削減できる二酸化炭素量 6)
ごみ焼却発電による発電量

× 系統電力の排出係数 ＝ CO2 削減量=×124,005(MWh/年)

0.5408×(tCO2/MWh) ＝ 67,062(tCO2/年)

したがって、発電も含めてごみ焼却処理を全体で評価すると 1,000 トン/日のごみを埋立てから焼却に切替えることで、温室効果ガス（二酸化炭素換算）の発生は年間で約 6 万 5 千トン弱となる。
●ごみ焼却発電で発生する温室効果ガス（二酸化炭素換算）
ごみ焼却で発生する温室効果ガス - 石炭火力発電を代替して削減できる二酸化炭素量= ④131,081（tCO2/年） -⑥67,062(tCO2/年) =364,019(tCO2/年)

これを埋立て処分で発生するメタンガス（二酸化炭素換算）と比べると 1 年目は僅かながら（表 2、図 3）、2 年目以降は温室効果ガス削減効果が大きくなり、20 年間全体でみると二酸化炭素換算で 300 万トンの温室効果ガス削減が可能となる（図 4）。
このように現在埋立て処分が行われている地域で廃棄物発電プラントを導入することは地球温暖化対策にとって有用であり、可能な限り早期の導入が望ましいと考えらる。
表 2. ごみ発電による温室効果ガス削減効果（単位：tCO2/年）
年
埋立で発生するCH4
廃棄物発電で発生する温室効果ガス
廃棄物発電による温室効果ガス削減効果
年
埋立で発生するCH4
廃棄物発電で発生する温室効果ガス
廃棄物発電による温室効果ガス削減効果

12345678910

69,403 117,478

151,158

175,097

192,420

205,226

214,931

222,486

228,533

233,508

64,01964,01964,01964,01964,01964,01964,01964,01964,01964,0195,383

53,45887,139111,078

128,400

141,207

150,912

158,466

164,514

169,489

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

237,708

241,333

244,523

247,374

249,954

252,310

254,479

256,485

258,349

260,085

64,01964,01964,01964,01964,01964,01964,01964,01964,01964,019173,688

177,314

180,504

183,355

185,934

188,291

190,460

192,466

194,329

196,066

合計
埋立で発生するCH4

4,312,840

廃棄物発電で発生する温室効果ガス

1,280,387

ごみ発電による温室効果ガス削減効果3,032,453

図 3. 廃棄物発電による温室効果ガス削減効果

4

CO2 換算で300 万トン削減

図 4. 廃棄物の埋立て処分から焼却・廃棄物発電への代替効果（30 万 t/年、20 年間稼働）
ごみ発電技術を、現在も埋立てが広く行われている東南アジア諸国連合（ASEAN）各国の主要都市圏で適用した場合に、このモデルケースに基づいてどの程度温室効果ガス削減効果が期待されるかを単純比例で試算すると表 3 のとおりとなる。

5

表 3. ASEAN 諸国の人口 100 万人を超える都市圏の都市ごみ排出量、温室効果ガス削減量 8)
人口
都市ごみ排出量 温室効果ガス削減量（万人) （千トン/年）（千トンCO2/20年）
ジャカルタ
3,176
11,592
93,742
バンドン
586
2,139
17,296
スラバヤ
498
1,816
14,684
メダン
405
1,476
11,939
ジョグジャカルタ
185
673
5,446
スマラン
167
610
4,929
マカッサル156569
4,604
インドネシア
パレンバン
145
529
4,280
スラカルタ
134
489
3,955
デンパサール
133
485
3,926
バタム島
132
482
3,896
プカンバル
119
434
3,512
チルボン
117
427
3,453
マラン
114
416
3,365
マニラ
2,425
8,849
71,561
セブ
263
958
7,748
フィリピン
ダバオ
230
840
6,789
ジェネラル・サントス
166
606
4,900
タイ
バンコク
1,565
5,710
46,178
ホーチミン
1,038
3,789
30,637
ハノイ
779
2,842
22,978
ベトナム
ハイフォン
115
420
3,394
ダナン
101
369
2,981
クアラルンプール
759
2,770
22,403
マレーシア
ジョホールバル
177
646
5,224
ペナン
142
518
4,191
ヤンゴン
543
1,982
16,027
ミャンマー
マンダレー
143
522
4,221
カンボジアプノンペン
1926995,652
ラオス
ビエンチャン
108394
3,188
人口出典：Demographia World Urban Areas 13th Annual Edition: 2017:04
http://www.demographia.com/db-worldua.pdf
国名都市圏

3．廃棄物発電技術の海外への展開
日本の廃棄物焼却技術は海外にも既に数多く進出している。1970 年代から現在に至るまで国内焼却施設メーカは延べ 10 ヶ国以上の廃棄物焼却施設建設プロジェクトに参加してきた。海外の焼却施設でも発電能力を有した熱回収施設の需要は多く、メーカ各社が関わった件数は現在も増加の一途にある。
今回、日本の廃棄物焼却施設のプラントエンジニアリングメーカが主に進出しているアジア地域（東アジアや東南アジア）での熱回収施設の建設推移を図 5 に示す。
日本で焼却施設を建設する際は概ね施設メーカが代表企業となり、設計から調達、施工までを一貫して取り組むことが多いのに対し、海外でのプロジェクトでは別の代表企業に対し、焼却炉とボイラのみを納めるなど、分業体制となっている場合も多くある。
図 6 に日本企業による東南アジア、東アジアでの廃棄物発電プラントの実績を示す。
6その多くは中国に集中し、次いで台湾、シンガポール、韓国と続く。
現地での廃棄物焼却でごみの減量化のみならず、熱回収施設の発電により、埋立て処分場から発生するメタンガスの抑制や石炭火力発電所の代替効果がもたらす温室効果ガス削減に貢献している。

図 5. 日本企業による東アジア・東南アジアでの熱回収施設の建設推移(累計)（環境負荷低減効果調査委員会 海外ごみ焼却発電プラント実績調査より）

7

中国

韓国

99,731t/日

8,559t/日
台湾

ミャンマー

19,850t/日

60t/日

マレーシア

タイ

710t/日2,636t/日

シンガポール

15,924t/日

図 6. 日本企業による東南アジア、東アジアでの廃棄物発電プラントの実績（2017 年 12 月時点、環境負荷低減効果調査委員会 海外廃棄物発電プラント実績調査より）

8

＜温室効果ガスの計算根拠＞
参考資料：・二国間クレジット制度（JCM）案件組成調査 最終報告書「ホーチミン市における統合型廃棄物発電」（以下、ホーチミン報告書）
http://gec.jp/jcm/jp/projects/14ps_vie_02/
・気候変動に関する政府間パネル（IPCC）第 5 次評価報告書（以下、AR5）https://www.ipcc.ch/report/ar5/syr/1）表 1. 1,000 トン/日を埋立てた際に毎年発生するメタン CH4 量（二酸化炭素換算）
計算式はホーチミン報告書Ⅱ-109 より以下を使用した。
RECH4,SWDS,p = Φ𝑝 × (1 − 𝑓𝑝 ) × 𝐺𝑊𝑃𝐶𝐻4 × (1 − 𝑂𝑋) ×𝑝

16× 𝐹 × 𝐷𝑂𝐶𝑓,𝑝 × 𝑀𝐶𝐹𝑝
12× ∑ ∑ 𝑊𝑗,𝑥 × 𝐷𝑂𝐶𝑗 × 𝑒 −𝑘𝑗(𝑝−𝑥) × (1 − 𝑒 −𝑘𝑗 )
𝑥=1 𝑗

項目

RECH4,SWDS,pΦ𝑝数値

期間 p に埋立て処分された廃棄物から発生するメタン
不確実性に関する調整係数0.85

期間中に SDWS（廃棄物処理場）において𝑓𝑝

根拠発生するメタンの内、回収されフレア、燃ホーチミン報告書Ⅱ-111
報告書に記載ないため「0」と0焼及び他の方法で利用される割合

する
メタンの温暖化係数

28AR5𝑂𝑋

酸化分解性有機炭素の分解される割合

0.1

ホーチミン報告書Ⅱ-111

16/12

メタン/炭素比1.33

16:CH4 分子量,12:C 原子量LFG(埋立処分場ガス)中の CH4 の割合

0.5

ホーチミン報告書Ⅱ-111

𝐷𝑂𝐶𝑓,𝑝

期間中に分解性有機炭素の分解される割合

0.5

ホーチミン報告書Ⅱ-111

𝑀𝐶𝐹𝑝

メタン補正係数1

ホーチミン報告書Ⅱ-111

𝐺𝑊𝑃𝐶𝐻4𝐹𝑊𝑗,𝑥

埋立回避された廃棄物 j の重量（t/p)の合300,000
1000（t/日）×300（日/年）

計𝑥

廃棄物の処分場での在留年数

1～20

ホーチミン報告書Ⅱ-111𝑝

メタン排出量を計算する期間

20

ホーチミン報告書Ⅱ-1119また、このモデルケースでのごみの物理組成を以下のとおりと設定し、計算を行った。
𝐷𝑂𝐶𝑗𝑘𝑗対象ごみの物理組成

分解性有機炭素の割合

廃棄物の分解速度

単位%湿ベース%/年

厨芥(食品廃棄物)

60150.40

紙（紙類）

3400.07

プラスチック20

繊維（布）10240.07

木材（木）2430.04

無機物

5

根拠

設定値

項目0.170.17
設定値

ホーチミン報告書Ⅱ-1112）化石燃料消費による二酸化炭素排出量
計算式はホーチミン報告書Ⅱ-110 より以下を使用した。
PE𝐹𝐶,𝑝 = FC𝑝 × NCV𝑝 × EF𝐶𝑂2,𝑝
項目

単位数値

根拠
ホーチミン報告書Ⅱ-65（121t）

FC𝑝

期間 p の化石燃料の消費量t/年200を基に 1000/600 倍
年 2 回消費（100t/回×2 回/年）

NCV𝑝

期間 p の化石燃料の真発熱量

GJ/t

43

ホーチミン報告書Ⅱ-112

EF𝐶𝑂2,𝑝

期間 p の化石燃料の CO2 排出係数

tCO2/GJ0.0728

ホーチミン報告書Ⅱ-112

tCO2/年

626PE𝐹𝐶,𝑝①化石燃料消費による二酸化炭素排出量103）化石由来廃棄物の焼却による二酸化炭素排出量
計算式はホーチミン報告書Ⅱ-110 より以下を使用した。

PE𝐶𝑂𝑀_𝐶𝑂2,𝑝 = EFF𝐶𝑂𝑀,𝑝 ×44× ∑ 𝑄𝑗,𝑝 × 𝐹𝐶𝐶𝑗,𝑝 × 𝐹𝐹𝐶𝑗,𝑝12𝑗

項目EFF𝐶𝑂𝑀,𝑝期間 p の焼却炉の焼却効率

44/12

CO2/C

𝑄𝑗,𝑝𝐹𝐶𝐶𝑗,𝑝𝐹𝐹𝐶𝑗,𝑝単位

0.9
tCO2/t44/12

期間 p に焼却される廃棄物種類
期間 p に焼却される廃棄物種類
期間 p に焼却される廃棄物種類
ごみ量

t/日

1,000

年間ごみ量t/年

300,000
0.13

11Ⅱ-115
44:CO2 分子量,12:C 原子量

次表による

j 中の化石由来炭素の割合

二酸化炭素排出量

ホーチミン報告書

次表による

j 中の総炭素量(tC/t)②化石由来廃棄物の焼却による

根拠

次表による

j の重量(t)廃棄物中の化石由来炭素割合
PE𝐶𝑂𝑀_𝐶𝑂2,𝑝数値

tCO2/年

125,643

設定値
1,000(t/日)×300(日/年)
次表によるまた、このモデルケースで設定したごみの物理組成を基に廃棄物中の化石由来炭素割合の計算を行った。
𝐹𝐶𝐶𝑗,𝑝項目

対象ごみの物理組成(湿ベース)

単位

対象ごみの含水率

対象ごみの物理組成

総炭素量(乾ベース)

𝐹𝐹𝐶𝑗,𝑝化石由来
炭素割合%%%%

60

70

18.00

50

紙（紙類）

345

1.65

50

5

プラスチック203513.0085100

繊維（布）

1045

5.50

5050

木材（木）

225

1.50

54

無機物

510

4.50

5100

ホーチミン

ホーチミン

報告書

報告書

Ⅱ-112

Ⅱ-112

厨芥(食品廃棄物)

根拠

設定値

設定値

※1以上より、廃棄物全体の化石由来炭素割合が算出されたことから
300,000(t/年)×0.1312炭素割合0.13※2：Σ対象ごみの物理組成(乾ベース) × 総炭素量 × 化石由来炭素割合/106=化石由来%※1：対象ごみの物理組成*(100-対象ごみの含水率)/100∑𝑗 𝑄𝑗,𝑝 × 𝐹𝐶𝐶𝑗,𝑝 × 𝐹𝐹𝐶𝑗,𝑝廃棄物中のとして計算を行った。

※24）排気ガス中に含まれるその他の温室効果ガス
計算式はホーチミン報告書Ⅱ-110 より以下を使用した。
PE𝐶𝑂𝑀𝐶𝐻4𝑁2𝑂 ,𝑝 = 𝑄𝑤𝑎𝑠𝑒𝑡𝑒,𝑝 × (EF𝑁2𝑂 × 𝐺𝑊𝑃𝑁2𝑂 + EF𝐶𝐻4 × 𝐺𝑊𝑃𝐶𝐻4 )項目

𝑄𝑤𝑎𝑠𝑒𝑡𝑒,𝑝EF𝑁2𝑂

単位数値

根拠

焼却される廃棄物の重量t/日

1000設定値

期間 p に焼却される廃棄物の重量t/年

300,000

1000*300

tN2O/t 廃棄廃棄物焼却の N2O 排出係数

ホーチミン

0.0000605

物𝐺𝑊𝑃𝑁2𝑂
EF𝐶𝐻4N2O の温暖化係数

tCO2/ tN2OtCH4/t 廃棄廃棄物焼却の CH4 の排出係数

Ⅱ-113265

PE𝐶𝑂𝑀𝐶𝐻4𝑁2𝑂 ,𝑝CH4 の温暖化係数③排気ガス中に含まれるその他の温室効果ガス

13AR5
ホーチミン

0.000000242

物

𝐺𝑊𝑃𝐶𝐻4報告書

報告書
Ⅱ-113

tCO2/ tCH428tCO2/年

5,628AR55）ごみ焼却発電による発電量（送電端）
計算式は環境省「日本の廃棄物処理」平成 27 年度版より以下を使用し計算を行った。
また、このモデルケースでの所内電力消費量について設定し、計算を行った。

発電効率[%] =3,600[𝑘𝐽/𝑘𝑊ℎ] × 総発電量[𝑘𝑊ℎ/年]
1,000[𝑘𝑔/𝑡] × ごみ焼却量[𝑡/年] × ごみ発熱量[𝑘𝐽/𝑘𝑔]

× 100●発電電力量
項目単位数値根拠

ごみ焼却量t/日

1,000

設定値

ごみ焼却量年間t/年

300,000

1,000(t/日)×300(日/年)

ごみ発熱量（低位発熱量）

kcal/kg1,800

設定値

ごみ発熱量（低位発熱量）

kJ/kg

7,536

1,800(kcal/kg)×4.1868(kJ/kcal)

重量変換

kg/t

1,000

発電効率0.25

設定値

電力量・熱量変換

kJ/kWh

3,600

総発電量

kWh/年

157,005,000

前述式

総発電量

MWh/年

157,005

1/1000●所内電力消費量
項目
単位ごみ量当たりの単位数値

kWh/t

110

kWh/年

33,000,000

根拠
設定値

所内電力消費量
所内電力消費量

単位ごみ量当たりの所内電力
×年間ごみ量

所内電力消費量

MWh/年

33,000141/10006）石炭火力発電を代替して削減できる二酸化炭素量
計算式はホーチミン報告書Ⅱ-109 より以下を使用した。
RE𝑒𝑙𝑒𝑐,𝑝 = PEC𝑝 × EFgrid
項目

単位数値

PEC𝑝

ごみ焼却発電による発電量（送電端） MWh/年

124,005EFgrid

系統電力の排出係数

tCO2/MWh0.5408tCO2/年

67,062

RE𝑒𝑙𝑒𝑐,𝑝

石炭火力発電を代替して削減できる二酸化炭素量

根拠

ホーチミン報告書
Ⅱ-1127）ASEAN 各国の主要都市人口と都市ごみ排出量、温室効果ガス削減量
ごみ発電による温室効果ガス削減効果の計算から、年間 30 万トンのごみの焼却および廃棄物発電を 20 年間行うことで 3,032 千トンの温室効果ガス削減効果が算出された。
この数字を基に各都市のごみ量で単純比例計算を行った。
各都市のごみ量（kg/年） ＝ 各都市の人口（人） × 1kg/人・日 × 365 日/年 × 0.8
なお、ごみ量の算出には各都市の人口に対して、一人当たりのごみ排出量を 1kg/人・日と設定した。
また、「平成 27 年度 日本の廃棄物処理」より、わが国のごみ総排出量が 43,981 千トン/年、焼却処理量（直接焼却+焼却処理以外の中間処理を経た）が 34,813 千トン/年であることから、焼却率は 79%と算出される。この数字を各都市の焼却率の目標値と設定とし、ごみ量の8 割を焼却対象とした計算を行った。

15