廃プラスチックの再資源化～マテリアルリサイクルとケミカルリサイクル

2021年3月
株式会社 三井住友銀行
コーポレート・アドバイザリー本部 企業調査部◼
◼

◼

本資料は、情報提供を目的に作成されたものであり、何らかの取引を誘引することを目的としたものではありません。
本資料は、作成日時点で弊行が一般に信頼できると思われる資料に基づいて作成されたものですが、情報の正確性・完全性を弊行で保証する性格のものではありません。また、本資料の情報の内容は、経済情勢等の変化により変更されることがありますので、ご了承ください。
ご利用に際しては、お客さまご自身の判断にてお取扱いくださいますようお願い致します。本資料の一部または全部を、電子的または機械的な手段を問わず、無断での複製または転送等することを禁じております。
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

目次
1. 国内廃プラスチックの現状

2

2. 廃プラスチックのリサイクル手法

6

3. プラスチック資源循環社会に向けた戦略方向性

10Appendix. マテリアルズ・インフォマティクス（MI）とは

16

1
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

1. 国内廃プラスチックの現状

2
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

廃プラスチックの現状✓ 現在、国内では年間850万t(19年度)の廃プラスチックが排出されています。これら廃プラスチックの処理状況をみれば、約7割はエネルギー利用(発電等)あるいは単純焼却･埋立されている他、1割程度は輸出に振り向けられています。このため国内で材料として再利用されている廃プラスチックは2割弱に止まっており、国内での再資源化は限定的となっています。

マテリアルフロー(19年)

廃プラスチックの総排出量と国内再資源化率(*)の推移
リサイ クル(万t)

1,200

100%

一般廃棄物

産業廃棄物

輸出79万t

国内再資源化率(右軸)90060030075%

国内総排出量850万t

国内処理771万t

再資源化146万t

原材料等

50%

一般廃棄物
412万t

熱回収500万t

発電等

未利用125万t

単純焼却･埋立25%

17.2%00809101112131415161718

産業廃棄物
438万t

0%
19 (年)(*)本資料では、国内で新たに製品やその原材料として再利用された場合のみを指す。
(出所) (一社)プラスチック循環利用協会｢プラスチック製品の生産･廃棄･再資源化･処理処分の状況｣を基に弊行作成

3
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

廃プラスチックに関する環境問題✓ こうした中、廃プラスチックの燃焼時には温室効果ガスが発生するため温暖化を助長する他、廃プラスチックによる海洋汚染が世界的に問題化されていることも背景として、近時リサイクルの重要性が高まっています。

温室効果ガス排出による地球温暖化の進行(℃)

日本沿岸に漂着した人工物の重量別比較(17年度)

温暖化対策に十分に取組んだ場合+2.5

温暖化対策に十分に取組まなかった場合+2.0+1.5

紋別
44%

木･木材系
電化製品･電気機器
その他+1.0+0.525%20%

天然繊維･革･陶器
金属
紙･段

岩内

73%

36%

深浦

1850年～1900年の気温を基準とした時の上昇幅

+0.0
1900

2005

20152025

2035

2045

2055 (年)

小名浜
63%

松江

廃プラスチックのリサイクルによるCO2削減効果の推移(国内)富津岬

約△3割のCO2削減を実現

日南（万t)

南さつま

6,00081%

八丈
28%
56%

5,000

95%

4,000
3,000
2,000

リサイクルした場合のCO2排出量

1,000

リサイクルしなかった場合のCO2排出量

015年

16年

17年

海洋プラスチック問題によって想定される被害➢ 生態系を含めた海洋環境への影響➢ 船舶航行への障害➢ 環境・漁業への影響➢ 沿岸域居住環境への影響(出所) IPCC「第5次評価報告書」、「1.5℃特別報告書」、(一社)プラスチック循環利用協会｢LCAを考える｣、環境省｢漂着ごみ対策総合検討業務｣を基に弊行作成

4
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

廃プラスチックの輸出動向✓ 加えて、輸出についても、中国の固形廃棄物輸入規制の影響により従前比大幅に減少してきた中、21/1月のバーゼル条約改正により有害なプラスチック等を輸出する際は輸入国による事前同意が必須となったため、廃プラスチックを国内で処理する必要性が高まっている状況にあります。

廃プラスチックの輸出量推移

各国の廃棄物輸入規制
リサイ クル180(万t)

国･地域

年/月

内容

17/12月生活由来の廃プラスチック等の輸入禁止

18/12月工業系廃プラスチックの輸入禁止

21/1月

固形廃棄物の全面的な輸入禁止

18/10月

質の悪い廃プラスチックの輸入を制限(背景：中国の輸入制限に伴う輸入増)

18/7月

廃プラスチックを輸入する企業･工場に発行した全ての輸入許可証(AP)を三ヵ月間停止

18/10月

許可基準を厳格化した上でAP発行を再開したが、19年前半まで一時的に禁輸状態も発生

18/6月

廃プラスチックなどの輸入制限を強化、新規輸入許可手続きを停止

18/7月

バンコク等一部の港で廃プラスチック積載コンテナの荷揚げを禁止

2018/10月

21年までに全面輸入禁止の方針を発表

019/6月プラスチック廃棄物の輸入禁止を厳格運用する
意向を表明

19/7月

税関検査･罰則規定の強化方針を発表

160

中国

140120

台湾
100

マレーシア

8060
40

タイ

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (年)
中国+香港

台湾

韓国

マレーシア

ベトナム

タイ

その他

インドネシア(出所) 財務省｢貿易統計｣、環境省｢廃プラスチックのリサイクル等に関する国内及び国外の状況について｣、(公財)東京都環境公社HPを基に弊行作成

5
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

2. 廃プラスチックのリサイクル手法

6
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

プラスチックの各リサイクル手法と特徴✓ 廃プラスチックのリサイクル方法は、マテリアルリサイクル(以下、MR)、ケミカルリサイクル(以下、CR)、エネルギーリカバリー(熱回収。以下、ER)の3種類に大別されます。現状、大半がERとなっており、MRやCRは低位に止まっています。

各リサイクル手法の特徴(カッコ内は技術開発中)

各リサイクル手法が総廃プラスチック排出量に占める割合の推移
リサイ クル

手法

対象物

主な成果物

MR

同一種類且つ汚れ･異物の混入がない廃プラスチック

フレーク、
ペレット

ガス化

廃プラスチック全般

合成ガス(水素、酢酸、メタノール、アンモニア等)

1t処理当たりのCO2削
減貢献量
(17年)
4.5t

100%
90%

MR率(除く輸出)

CR率

ER率

80%
70%

60%

樹脂
(モノマー化) 廃PETボトル
再資源化 CR (油化)
廃プラスチック全般 ナフサ等

50%

3.6t

40%
30%

(バイオ)

廃プラスチック全般

エタノール20%

熱回収高炉･コークス炉原料化

廃プラスチック全般

高炉原料(コークス)、炭化水素、
ガスER

廃プラスチック全般

熱エネルギー10%0%

1.2t

080910111213141516171819 (年)(出所) (一社)プラスチック循環利用協会｢LCAを考える｣、｢プラスチック製品の生産･廃棄･再資源化･処理処分の状況｣を基に弊行作成

7Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

各リサイクル手法の工程と課題 ①MR･②CR(ガス化)✓ MRとCR(ガス化)はプラスチック製品をはじめとする様々な最終製品へ生まれ変わらせることが可能で、資源循環社会の形成に不可欠なリサイクル手法です。然し乍ら、廃プラスチックの収集体制の構築やリサイクルコストを社会全体で負担する仕組みづくりが十分とは言えず、更に分別･洗浄･熱分解等の技術的なハードルも低くないこと等から、採用はあまり進んでいない状況にあります。

①MR②CR(ガス化)
リサイ クル

新たなプラスチック製品として生まれ変わる

様々な最終製品の原材料へと変化する
水素廃プラス
チッ
ク

合成
ガ
ス

粉砕

洗浄成形

収集

粉
砕

酢酸
メタノール
アンモニア

熱分
解

各
最終
製品

…

融
解
コン
パウン
ド

廃プ
ラス
チッ
ク

･･

収
集分
別異物
除去プ
ラス
チック
製品

新たな製品･原材料として再資源化
課題

課題➢ 廃プラスチック収集体制の更なる改善➢ 対象物が限定的(分別･異物除去、粉砕、洗浄技術の向上が必要)➢ リサイクル過程で品質劣化が生じるため(ダウンサイクル)、リサイク
ル材のコンパウンド(成分調整)技術の向上や、ユーザーとの擦り合わせが必要➢ 得られた合成ガスから原材料を取り出した後に最終製品を生産するため、工程が複雑でコストが嵩む➢ より効率的な技術の開発が必要➢ 事業化には廃プラが不足(大量の廃プラを要する)(出所) (一社)プラスチック循環利用協会｢プラスチックリサイクルの基礎知識｣を基に弊行作成

8Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

各リサイクル手法の工程と課題 ③CR(高炉･コークス炉原料化)･④ER✓ CRの高炉･コークス炉原料化で生成される化学原料のうち、最終製品の原材料として再度利用されるのは一部に止まる他、ERではそもそも化学原料が得られないことから、これら手法では廃プラスチックを十分に再資源化出来ない形となっています。

③CR(高炉･コークス炉原料化)

④ER
リサイ ク
ル

生成物は化学原料の他、高炉原料や発電用ガスとして用いられる

塩
ビ
除去
粒化･

収集

粉
砕
異物
除去･

廃プ
ラス
チック

コー
クス
炉
原料

コー
クス
炉
投入

コークス(20%)

高炉
原料

炭化水素(40%)

各
最終
製品

ガス(40%)

発電等

焼却時の熱エネルギーが発電等に用いられる

廃プ
ラス
チック発電ガス

収集

焼却

ボイ
ラに投入

タ発ー生
ビしンたを蒸回気
すで

再資源化は限定的(出所) (一社)プラスチック循環利用協会｢プラスチックリサイクルの基礎知識｣を基に弊行作成

9
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

3. プラスチック資源循環社会に向けた戦略方向性

10
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

プラスチック資源循環社会のあり方✓ 環境省では、19/5月策定の｢プラスチック資源循環戦略｣において、廃プラスチック処理に当たっては、ERや単純焼却･埋立を極力避け、MRやCRを積極活用してプラスチック資源循環社会を形成していくことを目指しており、35年までに廃プラスチックを100％有効利用する目標を掲げています。
プラスチック資源循環社会のあるべき姿
リデュース・廃棄物等の発生を抑制

生産

バイオ原料

資源投入

化石燃料消費･使用極小化
リユース・繰り返し使用

リサイクル・再使用できない廃棄物を資源として再利用
MR･CR

再資源化

発電等
プラスチック資源循環社会の実現に向けたマイルストーン

廃棄単純焼却･埋立→処分する以外の手段がない場合のみ
ER→MR･CRが適さず、エネルギー利用せざるを得ない場合のみ

2025年

リデュース

リユース/リサイクル
再生利用/
バイオマスプラスチック

最終処分

2030年

2035年

ワンウェイプラスチックを累積25%排出抑制

リユース･リサイクル可能なデザインに

容器包装の6割をリユース･リサイクル

使用済プラスチックを100%有効利用

再生利用を倍増、バイオマスプラスチックを約200万t導入(出所) 環境省｢プラスチックを取り巻く国内外の状況｣、｢プラスチック資源循環戦略｣を基に弊行作成

11
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

各メーカーの戦略方向性✓ プラスチック資源循環社会の形成にはMRやCRの積極活用が不可欠であるなか、この実現に当たっては、まずは自治体を含めたサプライチェーン全体が廃プラスチックの安定供給体制や社会全体でリサイクルコストを負担する仕組み等を構築していくことが重要となります。加えて、各社が単独のみならず業界の垣根を越え、大学・研究機関やベンチャー企業とも連携しながら、技術開発や設備投資を進めていくことも必要と考えられます。
想定される戦略方向性
背景✓ 温室効果ガスによる地球温暖化✓ 廃プラスチックによる海洋汚染問題

手法

共通(MR･CR)✓ 中国･東南アジア等による廃棄物輸入規制

課題✓ 事業化には廃プラスチックが不足✓ 化石資源由来製品と比較しリサイクル製品が高価になる懸念

戦略方向性✓ プラスチック製品
メーカーを始め、自治体まで含めたサプライチェーン全体でのシステム･制度づくり、消費者への遡求(土台づくり)✓ 垂直連携(川上・川下)✓ 水平提携(同業者間)✓ 汚れ･異物のある廃プラスチ
ック等に対応できず対象となる種類が限定✓ 産学連携MR✓ リサイクル材のコンパウンド等で更なる技術向上・処理能力増強が必要

貴重な国産資源である廃プラスチックを再資源化することで、環境負荷を最小化した国内資源循環社
会を形成する必要性

戦略オプション

✓ 工程が複雑であるが故にコストが嵩むCR✓ 社会実装に至っていない技術がある等技術開発は未だ
道半ば✓ 単独のみならず外部とも連携しながら共同での技術開発･設備投資✓ ベンチャーとの提携✓ マテリアルズ･インフォマテ
ィクス(MI)の活用(参考資料参照)

12Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

MRに関する連携事例✓ MRでは、製品メーカーや化学メーカーが、既に技術を有するリサイクル業者や大学等と提携し、研究開発を進める事例が多くみられます。また、一部の製品メーカーや商社等では、双方のリソースを相互活用する形でサプライチェーン構築を進める動きも出てきています。

過去の連携事例(18年以降)
目的
連携手法

垂直連携

技術
開発/
補完

サプライチェーン構築

設備投資

工程を一部削減したリサイクル技術を共同開発し、商品に当技術を用いたペットボトルを採用

○

○

○

萩原工業×J&T環境(製品メーカー×リサイクル業者)

ブルーシートの水平リサイクルの事業化○○

東洋インキ×ヴェオリア・ジェネッツ(化学メーカー×リサイクル業者)

印刷インキ成分の除去、ラミネート接着剤による剥離技術の確立○

東洋インキ×伊藤忠商事(化学メーカー×商社)

東洋インキの有するリサイクル技術と、伊藤忠商事のネットワークを融合

旭化成×ライオン×
盛岡大×神戸大、等リサイクル業者･化学メーカーや最終製品メーカに加え大学等が連携し、リサイクル技術を開発○

再生製品の品質を安定化させるための技術を共同研究○

複合プラスチックの高度分離技術の共同開発○

インキや接着剤等のパッケージング素材がMRに及ぼす影響に関する研究

○

事業者

内容

サントリ-×協栄産業(製品メーカー×リサイクル業者)、等

三井化学×長岡技術科学大
産学連携

宇部興産×名古屋大
DIC×福岡大、等○○(出所) 各社プレスリリースを基に弊行作成

13
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

CRに関する連携事例①✓ CRに関しては、大手化学メーカー同士が水平連携し、研究開発を加速させているほか、技術開発や一気通貫の仕組みづくりに向けた、業界を超えた22社の企業が参加する大規模なアライアンス体制が誕生した事例もみられています。

水平･産学･ベンチャー連携～住友化学と積水化学工業の動向

垂直･水平･ベンチャー連携～アールプラスジャパン
リサイ ク
ル

島根大

概要:
回収プラスチックの選別処理、モノマー製造、ポリマー製造、包装容器製造、商社、飲料･食品メーカー等が業界を超えて共同出資し設立(20/6月)。米･アネロテック社(バイオ科学ベンチャー)と共に、環境負荷の少ない効率的なCR技術の開発を進め、27年の実用化を目指す。

室蘭工業大

20/3月、C R技術の共同研究を開始
20/9月、二酸化炭素からメタノールを合成する共同研究を開始

17/12月、可燃性ごみをエ タノールに変換する生産技術(技術①)を共同開発

住友化学

積水化学工業20/2月、技術①で得たエタノールから、 住友化学がポリオレフィン(プラスチッ クの一種)を製造する技術の社会実装に向けて協力関係を構築することで合意

20/4月、技術①の事業化を目的とした合弁会社を設立(岩手･久慈市にて実証プラントが21年末稼働予定)<参画企業>

原油

粗原料

選別･前処理原料

容器･包装

米･ランザテック社

INCJ(官民ファンド)

消費財

流通(出所) 各社プレスリリースを基に弊行作成

14Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

CRに関する連携事例②✓ この他にも、樹脂生産を手掛ける化学メーカーが中心となり、独自技術を有する事業者との提携や産学連携等を通じて技術開発を進めている他、プラスチックのユーザーである飲料メーカーも実用化に向けた取組を活発化させています。

過去の提携事例(19年以降)
目的
連携手法

垂直連携

産学連携

技術開発/補完事業者

内容

三菱ケミカル×キリンHD(化学メーカー×飲料メーカー)

ペットボトルの再資源化に向けた技術開発と実用化を目指す共同プロジェクトを開始○

三菱ケミカル×リファインバース(化学メーカー×リサイクル業者)

廃棄物リサイクル技術を有するリファインバースと資本業務提携○

三菱ケミカル×JXTGエネルギー(化学メーカー×石油メーカー)

有限責任事業組合を設立し、石油精製･化学事業の連携強化の他、CRの技術検討に取組む○

DIC×エフピコ(化学メーカー×容器メーカー)

プラスチック食品包装容器等の素材であるポリスチレンのCRの社会実装に向けて協業を検討○PSジャパン×東芝プラントシステム(化学メーカー×プラント事業者)

共同で実証設備の検討を開始(22/3月完工予定)

アサヒ飲料×日本環境設計(飲料メーカー×リサイクル業者)

アサヒ飲料が日本環境設計へ融資し、ボトルtoボトルリサイクルを行う工場の再稼働を支援

伊藤忠商事×伊･Aquafil社(商社×リサイクル業者)

ナイロンリサイクル技術を有するAquafil社へのリサイクル材の安定供給、最終製品の販売

宇部興産×東西化学産業×
東北大、等

多層プラスチックを高温高圧水中で処理し、特定の原料まで分解し、再利用する技術の開発

サプライチェーン
構築

設備投資

○
○
(融資)

○
○

(出所) 各社プレスリリースを基に弊行作成

15
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

Appendix. マテリアルズ・インフォマティクス（MI）とは16
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

MIの概念✓ モビリティの進化や5Gの進展など我々を取り巻く環境が大きく変化する中、これらの加速に向けた新材料の開発ニーズが高まりつつあり、各国の素材メーカーでは開発競争が激化しています。
✓ こうした中、情報科学技術(機械学習、データマイニング等)を材料分野へ応用したマテリアルズ･インフォマティクス(以下、MI)と呼ばれる概念が注目されています。

ＭＩの概念図<社会環境の変化>
EVの普及

スマートモビリティ

スマートシティ

５Gの進展

新エネルギーの台頭･･･

新材料開発の必要性の高まり・素材開発競争の激化
マテリアルズ･インフォマティクスの概念図(例)

サーバ等に蓄積された膨大なデータ

磁性材料<機械学習>✓ AIによる機械学習を応用✓ 失敗データからも学習

研究者の直観をデータで支援⇒天才の頭脳を模擬物質に対する深い理解に基づく
ハイスループットな
新材料開発：磁石のレアアースフリー化

高分子材料 ：低燃費タイヤの開発
電子材料：デバイス駆動電力削減

電池材料：高容量高出力電池の開発

触媒材料：貴金属低減製品の開発<データマイニング>✓ 数理情報科学に立脚✓ 実験と計算を融合し解析17Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

MIと従来型開発手法との比較✓ MIは、研究者の経験や勘に基づく従来型の手法に比べ、開発期間の大幅な短縮や開発コストの低減を実現できる他、データベースから目標材料を直接的に探索することで、材料ユーザーのニーズに合わせた効率的な材料開発も可能になるとみられます。また、従来型の研究では辿り着けなかった未知の素材の発見に繋がる可能性もあると期待されています。

材料開発プロセスの比較

目標物性の設定

従来
型

技術調査

材料設計

シミュレー
ション

試作･測定評価

類似開発
事例を調査(500万種類)研究者の経験と勘で材料を設計(10万種類)あらゆる候補素材に対してシミュレーション候補素材の合成(試作)を行い実験で性能評価

新材料に求める性能を設定(1億種類)
Ｍ
Ｉ

材料データベースの中から情報科学技術(ＡＩ等)により新材料の候補となる素材を選定(100種類)選定された候補 選定された候補
素材に対して素材のみ合成しシミュレーション 実験で性能評価(*)括弧内は材料候補数の例。

18
Copyright © 2021 Sumitomo Mitsui Banking Corporation. All Rights Reserved.

開発期間の短縮
開発コストの低減
未知の素材発見