EVF.Webセミナ-

Environmental Veterans Firm

講師：松村 眞様
環境企画 主宰
講師略歴：１９６２年：日揮株式会社入社、石油精製などエネルギー関連設備設計
１９６５年：東京大学工学部化学工学科助手、プロセスシステム工学研究
１９６７年：日揮株式会社再入社後、環境関連設備の計画・設計・建設や環境調査・アセスメン
ト、化学プラント省エネルギー技術開発、設備改善設計、情報・通信システムの計画
立案と整備、環境関連技術の整備と体系化、国内外の環境調査と対策提案を担当
１９９８年：日揮株式会社退社、環境調査と対策のコンサルティング事業開始＊発表論文は、化学工学分野、環境保全分野、省エネ分野、情報処理分野他、約150件＊

EVF.Webセミナ-

EVFセミナープラスチック容器包装のリサイクル

プラスチック容器包装のリサイクルは「物」ではなく電力に
2021年3月25日(木）環境企画
プラスチック容器包装のリサイクル

主宰： 松村 眞

Copyrightⓒ 2021 松村眞

2EVF.Webセミナ-目次
１．プラスチックのマテリアルフロー
２．一般廃棄物のプラスチックリサイクル状況
３．プラスチックリサイクル方法の評価
４．清掃工場の発電効率
５．ヒートポンプによる電力の熱変換利用
６．プラスチック容器包装リサイクルは電力に

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

3

EVF.Webセミナ-

１. プラスチックのマテリアルフロー（2018：全量）

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

4

EVF.Webセミナ-

２.一般廃棄物のプラスチックリサイクル状況
排出量（＝投入量）：429万トン／年
プ
ラス
チック
容器
包装

種類

利用方法

排出量

割合

収集形態

PETボトル
発泡スチロール

再生利用（マテリアルリサイクル）

71万

16.7％

分別回収

混合プラスチック
食品パッケージ
袋、箱、ボトル

高炉微粉炭代替
ｺｰｸｽ炉原料代替

約3万

資源ごみ

約19万

ｶﾞｽ化･化学原料代替

約4万

3方法
合計で6.8％

混合収集ごみプラスチック混入・容器包装プラ・非容器包装プラ
食器、洗面用具
玩具、文具、繊維シート、トレイ

セメント原･燃料化

不明

6.1％

混合収集

固形燃料化

約10万

焼却電力利用

207万

45.5％

焼却ごみ

焼却熱利用

21万

6.1％

焼却のみ（未利用）

52万

13.8％

埋立て（未利用）

26万

4.9％

注：プラスチック容器包装：リサイクルマークのあるプラスチック容器包装
プラスチック容器包装のリサイクル

Copｙｒightⓒ 2021 松村 眞

5

EVF.Webセミナ-３.プラスチックリサイクル方法の評価①評価項目と指標
指標

負担と有用性

役割と負担の水準。有用性は市場価値と歩留まり。

負担 排出者

ルールに従う分別･該当識別･洗浄･袋詰め。負担の大中小は､求められる分別と識別の厳格性の差異。

大中
小排出源からの収集。負担の大中小は、必要な車両台数と収集作業の工数。収集・輸送効率の差異。

収集者

収集後の選別者 異物除去、選別、洗浄、梱包、出荷。負担の大中小（資源化施設） は、資源化施設で必要な工数と厳格性の差異。
再生原料化者
再生燃料化者

役割はリサイクルの方法で異なる。一般的には開梱、選別、異物除去、洗浄、粉砕、乾燥、再成形、焼却
熱利用、焼却発電など。負担の大中小はその経費。

有用 再生品の市場性 市場性の高中低は、販売単価の差異
性 再生品化率
高中低は投入量に対する再生化率高低（歩留まり）
プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

6

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価②

再生利用

対象：大部分がPETボトル・一部が発泡スチロール（分別収集）
負担と有用性
負 排出者
担 収集者

役割

備考

中 選別・洗浄・袋詰め

排出者の選別は困難ではない。収集車の効率
大 分別収集は低い。資源化施設の収集後の選別者 大 洗浄・異物除去・梱包
異物除去は厳格で人出再生原料化者
中 フレーク化（PET）を要す。
溶融・再成形再生品は主にPET樹脂で（スチロール）売価は約50円／㎏。損失少なく歩留まり高い。
有 再生品の市場性 高 プラスチック原料
用 再生品化率
高 95％
再生原料化以降の費用性（歩留まり）
はほぼ回収

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

7

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価③
高炉微粉炭代替、ｺｰｸｽ炉原料代替、ｶﾞｽ化･化学原料代替
対象：再生利用を除くプラスチック容器包装（分別収集）
負担と有用性

役割

備考

負 排出者
担

大 該当性識別（マークの 排出者の該当性識別は有無）・洗浄・袋詰め 負担大。結果的に不適合混入大。収集車の効
収集者
大 分別収集率は低い。資源化施設
収集後の選別者 中 洗浄・選別・梱包の異物除去は厳格でな
大 異物除去･粉砕･成形化 い。再生段階は専用設
再生原料化者（燃料化・化学原備と工数の負担が大。
（製鉄所と化学工場）料化）
再生品は化石燃料相当。
有 再生品の市場性 中 石炭・石油・ガス相当 歩留まり高い。再生原料化以降の費用は、約用 再生品化率
高 93％45円／㎏。リサイクル性（歩留まり）
マークの企業負担。
プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

8

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価④
高炉微粉炭代替
対象：再生利用を除くプラスチック容器包装（分別収集）
高炉微粉炭代替の工程
選別機によるフィルム類とパッケージやボトル類の分離。フィルム類は破砕、比重差を利用して塩化ビニルを分離。塩化ビニ
ルは約350℃に加熱、塩素を塩化水素にして分離。脱塩された塩化ビニルは、粒状にして分級機へ送る。パッケージやボトル類は、破砕して分級機へ送る。分級機に送られたプラスチックは粒度が調整され、微粉炭とともに高炉に吹き込まれる。
引用：プラスチック循環利用協会資料

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

9EVF.Webセミナ-３.プラスチックリサイクル方法の評価➄
ｺｰｸｽ炉原料代替
対象：再生利用を除くプラスチック容器包装（分別収集）
ｺｰｸｽ炉原料代替の工程
初めに破砕し比重差で塩化ビニルを除去する。次にコークス炉内の炭化室で約1200℃に加熱すると、熱分解してガス化する。このガスから炭化水素油（軽質油とタール分）とコークス炉ガス（水素、メタンなど）を除去し、残された炭素分(約2割）をコークスとして利用する。炭化水素油は、化成工場で燃料または化学原料として利用され、コークス炉ガスは製鉄所の燃料や発電燃料に利用する。
引用：プラスチック循環利用協会資料

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

10

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価⑥
ｶﾞｽ化･化学原料代替
対象：再生利用を除くプラスチック容器包装（分別収集）
ｶﾞｽ化･化学原料代替の工程
破砕して磁力選別で鉄分を除去。
ペレット状に成形し、低温ガス化
炉で酸素と水蒸気を加えると、炭化水素、一酸化炭素、水素、チャー（粉状炭化物）が生成。続く高温ガス化炉で水蒸気と反応させ、一酸化炭素と水素が主体のガスにする。生成ガスは洗浄設備で塩化水素を中和処理。最終再生品は水素と一酸化炭素を主成分とする合成ガス。メタノール、アンモニア、酢酸などの原料になる。現在は主にアンモニア原料に利用。
プラスチック容器包装のリサイクル

引用：プラスチック循環利用協会資料

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

11

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価⑦ 固形燃料化
対象：燃えるごみと混合収集されるプラスチック容器包装（混合収集）負担と有用性
負 排出者
担 収集者

役割

備考

小 袋詰めのみ排出者の該当性識別不要。収集車の効率は混小 混合収集合圧縮輸送で高い。収収集後の選別者 小 なし
集後の選別はない。固
再生原料化（燃 非 乾燥･粉砕･石灰混形燃料化は、乾燥･粉料化）者
常 入･圧縮成形化（太 砕･成形化の燃料と電力に さ約３センチ・長さ 消費量大。製品は低質大 約10数センチ）
燃料で市場価値なし。
有 再生品の市場性 低 低質燃料、市場性が 現状は発電事業者か、廃棄物処理事業者によないので販売不可
用る有償引き取り。
性 再生品化率
高 市場価値マイナスで撤退が続き設備の新設（歩留まり）
高歩留まりは無意味はない。
プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

12

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価⑧ 焼却電力回収
対象：燃えるごみと混合収集されるプラスチック容器包装（混合収集）負担と有用性
負 排出者
担 収集者

役割

備考

小 袋詰めのみ排出者の該当性識別不要。収集車の効率は混小 混合収集
合圧縮輸送で高い。収収集後の選別者 小 なし
集後の選別はない。再再生原料化（燃 中 焼却･熱回収･蒸気発 生電力化には関連設備料化）者
生･タービン発電
投資が必要。再生品は電力だから市場価値は
有 再生品の市場性 高 電力、市場性大高い。熱量基準で燃料用 再生品化率
不 清掃工場の発電効率の4倍～5倍。歩留まり性（歩留まり）
特 に依存は発電効率で、清掃工定 （0％～25％）
場により大きく異なる。

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

13

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価⑨ 焼却電力回収
ボイラー

過熱器

タービン
発電機

復水器

発電関連設備清掃工場の工程プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

14

EVF.Webセミナ-

３.プラスチックリサイクル方法の評価⑩ 焼却熱回収
対象：燃えるごみと混合収集されるプラスチック容器包装（混合収集）負担と有用性
負 排出者
担 収集者

役割

備考

小 袋詰めのみ排出者の該当性識別不要。収集車の効率は混小 混合収集合圧縮輸送で高い。収収集後の選別者 小 なし
集後の選別はない。再再生原料化（燃 中 焼却･熱回収･蒸気発 生熱の外部供給には温料化）者
生・熱供給
水配管が必要なので近有 再生品の市場性 中 熱。外部供給は給湯 隣施設に限定。再生品
用需要だけだから、市場 は熱だから工場内需要には過大。外部供給は性
性は化石燃料以下
時間的な需給のミス
再生品化率
低 清掃工場の熱利用形
マッチ大。
（歩留まり）態に依存。
市場価値は燃料以下。
プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

15

EVF.Webセミナ-３．プラスチックリサイクル方法の評価⑪ 選択肢
リサイクルの評価②③⑦⑧⑩から、再生利用（PET)を除く選択肢は下の2案負担と有用性焼却電力回収

高炉微粉炭、ｺｰｸｽ炉原料、ｶﾞｽ化･化学原料代替

負 排出者
担

大

該当性識別・洗浄・袋詰め

小袋詰めのみ

収集者

大分別収集

小混合収集

洗浄・選別・梱包

小なし

異物除去･粉砕･成形化

中

焼却･熱回収･蒸気発生･タービン発電

収集後の選別者 中
再生原料化（燃料化）者

大有 再生品の市場性 中用 再生品化率高性（歩留まり）石炭・石油・ガス相当 高電力、市場性大93％

清掃工場の発電効率に依存（0％～25％）

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

不特定

16

EVF.Webセミナ-

４．清掃工場の発電効率① 日本と欧米諸国
日本

欧州
（例）

北米

効率（％）

工場数

備考

20以上

45

15～20

105

10～15133

全清掃工場 1082（H30）
24時間連続稼働（発電可能）：686工場
このうち発電しているのは366工場
発電工場の平均発電効率：13.6％

5～10605以下

2325

アムステルダム旧炉 700 トン／日×4 タービン入り口
33
アムステルダム新炉 800 トン／日×2 蒸気温度：
410℃～420℃
21（3 炉計） ブルツブルグ（独） 192 トン／日×２
300 トン／日×１
入り口蒸気圧25以上

一般的に25％以上

プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

力：4.2 MP17

EVF.Webセミナ-

４．清掃工場の発電効率② 日本の清掃工場の特性
日本で清掃工場の発電効率が低かった理由と今後の展望①1980年代までは、清掃工場の拡充が発電設備投資より優先した。
②発電しても不安定電源なので、電力会社の買取り価格が低かった。
③このため、発電しても工場内需要を賄う程度にしていた（5％以下）。
④1990年以降は省エネが重視されるようになり、発電効率が向上した。
➄既設の清掃工場も、更新を契機に発電設備を導入・改善するようになった。
⑥電力会社の買取り価格が上昇した（kWｈあたり10円近辺から15円程度に）。
⑦技術的にはボイラー蒸気の圧力上昇など既存技術の適用で可能。
⑧近い将来、欧米水準の発電効率20％～25％程度に改善される見込み。
参考：アメリカは民営事業なので売電収入を重視。高発電効率を採用してきた。
欧州は第3セクターの運営が多いが、独立採算制でごみ処理費は住民の直接負担。このため売電収入を増やし費用を低減する要求が強い。
プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

18

EVF.Webセミナ-

４．清掃工場の発電効率③ 発電効率の推移（日本）

出典：高効率ごみ発電施設整備マニュアル参考資料１（環境省）

25％
20％
2000年代1990年代1980年代プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

19

EVF.Webセミナ-

４．清掃工場の発電効率④ 発電効率向上の方法（参考）発電効率の概略差異
発電効率影響要因

影響

エコノマイザー 低温／高温

１%

日本：低温

排ガス処理 乾式／湿式

3%

日本：半乾式多白煙防止 無／有0.4 %日本：採用多排水処理 放流／クローズド１%

日本：クローズド（蒸発）多 欧米：放流ボイラー蒸気温度と圧力（発電タービン入り口）

1.5%～2%

復水 水冷式／空冷式

2.5%

プラスチック容器包装のリサイクル

参考
欧米：高温
欧米：乾式
欧米：無

日本：250℃～300℃が多い
蒸気圧力：３MP以下が多い
欧米：410℃～420℃以上
蒸気圧力：4.2 MP以上
日本：空冷

欧米：水冷

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

20

EVF.Webセミナ-

５．ヒートポンプエアコンによる電力の熱変換利用
拙宅のヒートポンプエアコン（中級機）
購入時期
1997
2011
2019

成績係数
冷房

暖房

2.52.9

備考

1997年には、暖房に使うと電気代がガス代より高かったから、暖房には使用せず。2011年にな
4.3
4.6
ると成績係数が大幅に向上し、電気代の方がガ5.8 (APF)ス代より安くなった。このため、暖房もエアコンに20年で2倍以 切り替え。2019年では電力のエネルギーを5.8倍上の効率向上 の熱に変換できるようになった。

成績係数：（冷・暖房能力(kW)／冷・暖房消費電力(kW)）(APF)：通年エネルギー消費効率。成績係数の通年化。
冷・暖房表示をAPFに代えたのは、通年使用者が増えたから。
ヒートポンプエアコンの普及率：91％
エアコンの効率：寒冷地は室外機の霜取り頻度が多く暖房効率低下傾向
プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

21

EVF.Webセミナ-

６．プラスチック容器包装リサイクルは電力に：総括① プラスチック容器包装の原料は石油。
② 清掃工場は、焼却発電で熱量の20％～25%を電力で回収可。
③ 需要側はヒートポンプエアコンで電力を5倍以上の熱に変換できるから、元の石油エネルギーを全量回収できる。
④ ヒートポンプエアコンは暖房にも使うから、従来から暖房に使っていたガスや石油の消費が減り、温室効果ガスの排出も減る。
⑤ 混合収集だから、高炉微粉炭代替、ｺｰｸｽ炉原料代替、ｶﾞｽ化･化学原料代替より、排出者・収集者・収集後の選別者・再生原料化者の負担が少ない。再生品の市場価値は燃料相当で同水準。
⑥ 発電効率の高い清掃工場の市町村から切り代えたらどうか。
⑦ リサイクルが電力になると、コーヒーショップやコンビニのごみ箱から「プラスチック」がなくなり、分ける手間も不要になる。
プラスチック容器包装のリサイクル

Copyrightⓒ 2021 松村 眞

22