一般廃棄物処理施設における廃プラ受入れについての技術的検討
廃棄物資源循環学会 公開セミナー「地域循環共生圏における廃棄物の一体的焼却処理の可能性」

2020年5月28日
株式会社神鋼環境ソリューション
藤田 淳（廃棄物焼却研究部会）

目次
１．廃プラスチックを取り巻く現状• 廃プラを受け入れる各業界の現状と今後の動き• 環境省の動き、自治体の反応

２．廃プラ受入に向けた課題と解決策• 搬入形態• 廃プラの発熱量、組成• 焼却炉・ボイラへの影響• 混焼による影響の試算①（発熱量、排ガス量、酸性ガス発生量）• 混焼による影響の試算②（運営費、Tipping fee、売電収入）• その他課題

３．まとめ• 廃プラを受け入れに関する条件をまとめて提示

2

１．廃プラスチックを取り巻く現状3

廃プラスチックを取り巻く現状
廃プラを受け入れる各業界の現状と今後の動き• 輸出されていたのはほとんど産廃の廃プラであり、一廃廃プラは国内で処理• 中国輸入規制以前の廃プラ輸出量140万t（2017）,2019年度の輸出量90万ｔ、差し引き50万ｔの国内処理が必要。また90万ｔの行先である東南アジア諸国
も輸入規制強化の動きがあり今後国内処理量が増える見込み。
• 民間も色々頑張ってはいるが、国内滞留分を全量飲み込めるのか？
→現状把握と将来見込みの情報を整理
再生利用
高炉・コークス炉原料/ガス化/油化

廃プラ（産業系廃棄物）462万t（2018年データ）

137万t
14万t

固形燃料/セメント原･燃料 147万t

発電焼却

57万t

熱利用焼却

45万t

単純焼却

21万t

埋立43万t

大部分が海外輸出（100万ｔ、2018年）

••
••
•
•

鉄鋼業界
非鉄業界
セメント業界
RPF業界
産業廃棄物焼却施設
最終処分場
etc.

「-2018-プラスチック製品の生産・廃棄・再資源化・処理処分の状況」（一般社団法人 プラスチック循環利用協会）をもとに作成
4

廃プラスチックを取り巻く現状
鉄鋼業界
製鉄プロセスで利用する廃プラは、容器包装リサイクル制度の下で分別収集・選別保管された一定品質（安全面・衛生面の担保、異物除去等）が担保されているプラスチックが中心
多種多様で品質に問題のある廃プラスチックについては、効率的な集荷体制、一定品質の確保、経済的なスキームが整備されていない現状では、利用困難
低炭素社会実行計画では、政府による集荷システムの確立を前提に廃プラスチック等を100万トン活用することを目指している

廃プラスチック、廃タイヤの利用実績（2019年度第1回 産業構造審議会 産業技術環境分科会 地球環境小委員会
鉄鋼ワーキンググループの参考資料より）
5

廃プラスチックを取り巻く現状
非鉄業界
各社個別に取り組みを実施。鉄鋼業界と同様、炉に供用する例もあり。
廃プラ受入量は、2010年ごろから38万ｔ/年あたりを推移。

（日本鉱業協会HPより）
6

廃プラスチックを取り巻く現状
セメント業界セメント製造用熱エネルギーを廃棄物で代替。
太平洋セメントでは、さらなる設備投資を実施し、2023年に廃プラの比率を15⇒50％に増やす予定。

⇒年間30～40万ｔに相当（日刊工業新聞）（2019.8.6）＜主な熱エネルギー代替廃棄物の使用量の推移（セメント業界全体）＞（単位：千ｔ）＜一社）セメント協会 資料＞

7

廃プラスチックを取り巻く現状
RPF業界
現状新規受付は難しく、ぎりぎりで回っている（業者ヒアリング情報）
RPFの需要はあり、生産量も135万t/年（2019）→145万ｔ/年（2021）に増加見込み（一社）RPF工業会
8廃プラスチックを取り巻く現状
産廃焼却施設近畿地方の廃プラ処理許可を持った主な産廃焼却施設（34施設）の廃プラ処理量推移を調査⇒廃プラ処理量、混焼割合はほぼ横ばい。
処理量（ｔ/年）

割合（％）

1,000,000

27.0

800,000

26.0

600,000

25.0

400,000

24.0

200,000

23.0

0
廃プラ

2015
206,5972017
199,1632018
205,930

全量

820,599

793,772

791,386

25.2

25.1

26.0

廃プラ割合

22.09

廃プラスチックを取り巻く現状
保管状況の変化（地域別）
環境省が、国内の廃プラの保管状況をアンケート調査

環境省 外国政府による廃棄物の輸入規制等に係る影響等に関する調査結果について 2019年11月

10廃プラスチックを取り巻く現状
保管状況の変化（地域別）
一部地域において上限超過等の保管基準違反が増加、処理業者において保管量の増加もみられることなどから、引き続き、廃プラスチック類の適正処理に支障が生じたり、不適正処理事案が発生する懸念がある状況が継続。

11

廃プラスチックを取り巻く現状
処理量の変化
処理量も増加しつつある。

環境省 外国政府による廃棄物の輸入規制等に係る影響等に関する調査結果について 2019年11月

12廃プラスチックを取り巻く現状
廃プラスチック(産業廃棄物)最終処分量の推移
2018年に増加に転じている。

(万t)

80706043万ｔ

50403020
1002010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

20172018

出典：2018年プラスチック製品の生産・廃棄・再資源化・処理処分の状況 マテリアルフロー図（2019年12月発行、一般社団法人 プラスチック循環利用協会）13

廃プラスチックを取り巻く現状
各業界のまとめ

中期的には、マテリアル、ケミカルリサイクルの進展に加えて、セメント業界やRPF業界での廃プラ受入増により、国内滞留分の大部分が賄える可能性があるが、喫緊での処理は厳しい。
現状
将来予測

鉄鋼業界

年間41万ｔ(廃タイヤ含) 雑多な廃プラの受入は困難
容器包装プラが中心

非鉄業界

年間38万ｔ

大幅増は見込めない

セメント業界

年間72万ｔ（増加傾向）

設備増強により、2023年までに+30～40万ｔ増加見込み(太平洋セメント)

RPF業界

年間135万ｔ
処理はひっ迫2021年に+10万ｔ程度増加見込み

産廃焼却施設年間150万～200万ｔ（横ばい）

新設しない限り、大幅増は見込めない

最終処分

年間43万ｔ（増加傾向）

大幅増は見込めない14

廃プラスチックを取り巻く現状
環境省の動き、自治体の反応
廃プラスチック類等に係る処理の円滑化等について（通知）環境省『緊急避難的措置として、必要な間、産業廃棄物に該当する廃プラスチックを受け入れて処理することについて、積極的に検討されたい』
小池百合子知事

東京都『産業廃棄物として出る廃プラスチックの処分を都内自治体が引き受けることは困難』～日本経済新聞（2019年5月17日）～

大阪府

大阪府産業資源循環協会より、大阪府、大阪市、堺市に要望書→大阪市回答大阪はひっ迫してない。（実態把握・情報収集に努める）～INDUST2020 2月号～

受入に対し、前向きな自治体は少ない15

２．廃プラ受入に向けた課題と解決策

16

廃プラ受入に向けた課題と解決策
調査目的• 環境負荷低減の観点から、廃プラは、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクルを進めた上で、あふれた分を焼却処理することが前提である• 質の面では、良質（均質、汚れなし、異物なし、素性がわかっている）なプ
ラから優先的にマテリアルリサイクル、ケミカルリサイクルし、最後に残る低品質なプラを、焼却・エネルギー回収することが望ましい。
• 喫緊の廃プラの国内滞留を解消するためには、
一般廃棄物処理施設での焼却処理は、選択肢の一つとなりうる（不法投棄・貯留オーバーの防止（火災防止））• 高効率発電によりCO2削減に寄与する可能性もある（産廃処理施設より、一般廃棄物処理施設の方が高効率発電が進んでいる）

一般廃棄物処理施設で廃プラ（産廃）受け入れるためには、まず『住民との合意形成』が大きなハードルとなるが、本発表ではそれを除いた、廃プラ受入時の影響・課題を整理する
17

廃プラ受入に向けた課題と解決策
搬入形態（荷姿）
ベールで受け入れるのが現実的？しかし課題はある。
搬入元
荷姿

排出事業者

中間処理施設（圧縮梱包）

中間処理施設（RPF化）

バラ、袋ベール

RPF

写真:一社）RPF工業会

課題• 搬入車両増• ピット投入・撹拌• 有価となる• 大塊物混入→要破砕（ごみの均質化）• 品質管理（異物除去）▶ プラットホームでの▶ コスト面の課題あり• 破砕、ピット撹拌
荷下し・開梱が必要▶ 受入員の負担増▶ ピットでの十分な撹拌▶ 異物混入の可能性
18

廃プラ受入に向けた課題と解決策
プラスチックの発熱量
一般廃棄物の組成と比べて、低位発熱量が非常に高い。
また、プラスチックの中でも、炭化水素系とそれ以外で大きく異なる。
⇒焼却量（混焼率）はある程度に限られ、搬入物によって大きく異なる。
46

PE
44

PP40.2

PSPVC

24.1

PET

2335.4

廃プラ(混合物)※
9

一般廃棄物
01020

※Phyllis2(ECN バイオマスと廃棄物の組成データベース）

304050（単位：MJ/kg）
19

廃プラ受入に向けた課題と解決策
プラスチックの組成
特にPVCの混入割合により、酸性ガス（HCl）発生の原因となるCl分の割合が大きく変わる。
<可燃分中元素組成>

CH

O

NSClPE
PPPS
PVC
PET
廃プラ(混合物)※
一般廃棄物
0%

20%

40%

※Phyllis2(ECN バイオマスと廃棄物の組成データベース）

60%

80%

100%
20

廃プラ受入に向けた課題と解決策
焼却炉・ボイラへの影響
ごみ質の大幅な変化や異物の混入により、安定稼働や維持管理に影響を及ぼす可能性がある。
→ごみの性状確認やごみピットでの撹拌に対し、細心の注意を払う必要有。
→混焼する際は、炉内点検等で悪影響の有無をこまめに確認しながら運転する必要有
発生事象

影響対策

局所的な高温燃焼

火格子・耐火物損傷
クリンカ生成・成長

ごみピットでの撹拌強化
廃プラ混焼率・運転負荷の調整

異物混入

火格子での噛みこみ
コンベヤトリップ

異物が混入したごみの受入拒否（搬入調査）

高温燃焼
Cl、異物（金属）混入

ボイラ高温腐食

PVCや異物混入ごみの受入拒否
混焼率・燃焼調整21

廃プラ受入に向けた課題と解決策
混焼による影響の試算（条件）
施設規模：100ｔ/日×2炉
年間処理量 ：一般廃棄物56,000ｔ/年、産業廃棄物：混焼率による
ごみ質：：一般廃棄物：9 MJ/kg（低質6MJ、基準9MJ、高質12MJ）
産業廃棄物：35.439MJ/kg
発電効率： 18.8％（エネルギー回収型施設）
ごみ組成：混合物を想定＜単位：湿ベース％、（）内は乾ベース％＞
ごみ中組成(Wet)

一般廃棄物

廃プラ混合物※Cl％

0.33（0.60）

4.04（4.04）

S％

0.043（0.078）

0.0126（0.0126）※Phyllis2(ECN バイオマスと廃棄物の組成データベース）

その他：主灰：最終処分orセメント化（処分費25,000円/ｔ）
飛灰：最終処分（処分費50,000円/ｔ）
飛灰処理キレート剤は、飛灰量比例で増加するとした
人件費、維持管理費は運転日数比例（基準賃金：700万円/人、基準維持管理費：建設費の2％/年）
施設の原価償却は考慮しない

22

廃プラ受入に向けた課題と解決策
ごみ質・排ガスへの影響※

廃プラ混焼率 が上昇するほど、低位発熱量、排ガス量が増加する。
施設設計条件（下記）やごみ質・排ガス量の変動を考慮すると、混焼率5～10％が限界。
※混焼率（％）■ 低位発熱量■ 排ガス量：混合後で高質ごみが上限：高質ごみ設計ガス量が上限 ＝低位発熱量(MJ/kg)1312

排ガス量(m3N/ごみt)
6,500
6,000

高質ごみ

11

廃プラ混焼量(t/日)
一般廃棄物焼却量(t/日)

×100

高質ごみ

5,500

105,000

94,500

低位発熱量
低位発熱量

8

変動幅

705
廃プラ混焼率（％）

排ガス量
排ガス量変動幅

4,000
3,500
1005
廃プラ混焼率（％）

1023

廃プラ受入に向けた課題と解決策
酸性ガス発生量、飛灰量への影響

廃プラ混焼率が上昇するほど、酸性ガス発生量が増加する。
排ガス処理設備の能力上限（消石灰供給能力等）により混焼の限界がある。
また、薬剤使用量増加に伴い、飛灰量（最終処分量）も増加する。
■ HCl発生濃度 ：PVCの混入率により、急激に上昇する可能性あり■ SOx発生濃度 ：混入物の性状により、上昇の可能性あり
発生HCl濃度(ppm）
700600500400300

HCl発生濃度
HCl発生濃…
変動幅

20005
廃プラ混焼率（％）

10発生SOx濃度
(ppm）
7060
50403020
1000

SOx発生濃度SOx発生濃…
変動幅

5
廃プラ混焼率（％）

1024

廃プラ受入に向けた課題と解決策
全国の発電施設での受入試算（5％混焼時）

98万t

廃プラ処理量＜試算条件＞■ 施設条件：100t/日/炉以上、発電付（計223施設）■ 廃プラ受入量 ：年間処理量（H29実績）に対して5%■ 稼働率：「280日/年、定格運転」を100％とする処理量(ｔ/年)

8,000,000（全国合計）

稼働率(％)

85.0

359,785

6,000,000

80.0

4,000,000
2,000,000

144,956

40,235212,21875.0
105,995

57,30745,4380
北海道

東北

関東
一般廃棄物

中部

近畿

廃プラ中国

14,666

四国

70.0
65.0

九州

混焼時稼働率環境省 一般廃棄物処理実態調査結果（H29年度調査結果）をもとに作成
25

廃プラ受入に向けた課題と解決策
運営費への影響と処理料金について施設建設費やベースの運営費を含めず、廃プラ受入によるコスト増加分のみを処理料金でまかなうと考える。
→産廃処理施設と同等の処理料金（5万円～15万円/ｔ）があれば、ボイラの更新等のリスクを含めても、対応できる。
(千円/年)

150,000

100,000

50,00000%混焼
薬品費用
ボイラ更新費

灰処理費用
20,000円/ごみt

5%混焼
維持管理費
25,000円/ごみt

10%混焼
人件費
26

廃プラ受入に向けた課題と解決策
売電収入への影響
蒸気タービンの設計条件によって、得られる売電収入も変化するが、高効率発電施設の場合、2千万～1.1億円/年の売電収入が見込まれる。
売電収入(千円/年)

150,000

発電量(MWh/年)※売電単価：9円/kWhとして試算

15,000100,000

10,00050,000

5,000

0

00%混焼

タービン定格9MJ(3,900kW)

5％混焼
タービン定格10.5MJ(4,550kW)

10％混焼
タービン定格12MJ(5,200kW)
27

廃プラ受入に向けた課題と解決策
その他課題
受入に際しては、下記を含めた詳細な検討が必要となる。
• 精算（Tipping feeを受け取るのに条例必要？）• DBOの契約変更• マニフェスト対応
etc.

28

まとめ

廃プラの緊急的な処理が必要である中、

一般廃棄物焼却施設での処理は技術的な課題はあるが対応可能



Tipping feeについても民間産廃処理料金と同等の料金設定とすれば、リスク分を含めて対応が可能

一般廃棄物焼却施設は、問題解決に貢献できる可能性が高い29

ご清聴ありがとうございました