1.1 再生利用（マテリアルリサイクル）

環境対策、環境負荷の発生抑制、社会システムの変革

1.４.2 プラスチック包装容器のリサイクル

再生利用の対象プラスチックは、主に日本では多くの市町村が、飲料容器と包装に使われたプPET ボトルと発泡スチロールですから選ラスチックを分別収集しています。再生処理の方法と製品別は容易です。目視で容易に確認できるし、の用途は様々ですが、食品のパッケージや袋に使われたプ寸法が大きいので他のプラスチックと混合ラスチックは、物質として再利用するのが主流です。一方、することもありません。収集は空気を運ぶ

燃えるごみと一緒に混合収集し、焼却して廃熱を電力に変ようなものなので、収集車両の運用効率が換する利用方法もあります。本稿では分別・収集・選別・低く、市町村の負担になっています。収集

再生処理の負担と利点を整理します。

後は主に地方自治体が運営する資源化施設（選別施設）が、最初に金属缶やビン類をプラスチックのリサイクルには、マテリアルリ分けます（金属缶やビン類と混合収集の場合）。こサイクル、ケミカルリサイクル、サーマルリサイの作業は機械化されているので困難ではありませ

クルの 3 種類があります。加熱すれば容易に再成ん。しかし次工程の異物除去では、再生利用が前形できる特性を生かした再生利用がマテリアルリ提なので厳格性が求められます。PET ボトルの場サイクルで、PET ボトルをシートや繊維製品に再合は、混入してくる異種ボトル・残留物が残るボ加工するのがこのリサイクルです。ケミカルリサ

トル・汚れの激しいボトルを除去し、キャップをイクルは、化学工場と製鉄所が原料や燃料として取り外します（キャップの多くは PET 樹脂ではな利用するリサイクルです。サーマルリサイクルは、い）。これらの作業は機械化に限界があり、多くの直接燃料として利用するリサイクルで、得られる手間がかかるので大きな負担になっています。資熱エネルギーを熱源や電源に利用します。プラス

源化施設で梱包・出荷された PET ボトルや発泡スチックリサイクルの特徴は、処理方法も再生品のチロールは、次に再生原料化工場に運ばれます。

用途も異なる 3 種類の利用形態を選択できる点に

PET ボトルは再生原料化工場でフレ－ク状に加工あります。このため排出・収集・選別・貯蔵・輸され、再生 PET 樹脂として kg 当たり 50 円程度送・再生処理まで含めた費用と、再生品の市場価で引き取られています。排出量に対する再生 PET値から適切な形態を選択する必要があります。

樹脂の比率、つまり歩留まりは約 95％で有効利用率は高い水準です。

１．プラスチックリサイクルの現状結論を端的に総括するなら、輸送効率が低く、2019 年における使用済みプラスチックの利用収集後の後処理負担が大きいですが、現在は有効状況と、そのための負担を整理したのが表 1 です。

利用率の高いリサイクルです。採算性の点では、リサイクルの種類は、プラスチック循環利用協会収集コストと収集後の異物除去・選別・洗浄・梱包が示している区分です。負担には直接的な費用だに、PET ボトル１kg 当たり 100 円から 200 円のけでなく、費用に換算できない手間や効率も考慮費用が投入されています。したがって再生 PET 樹しています。
1表１．プラスチックリサイクルの負担と有効利用率

注１：再生利用はマテリアルリサイクルで、対象は主に分別収集される PET ボトルと発泡スチロール。
注 2：容器の高炉・コークス炉原料およびガス化はケミカルリサイクルです。高炉で鉄鉱石の還元剤に使用する方法と、コークスの原料として利用する方法、および化学工場が原料とて利用する方法の 3 種類です。
対象は、分別収集されるプラスチック包装容器です。
注 3：固形燃料およびセメント原・燃料化の対象は、一般ごみと混合収集されるプラスチック。
注 4：排出者の負担は､ルールに従う選別･該当性の識別･洗浄･袋詰め。負担の大きさは､求められる識別と分別の厳格性の差異。
注 5：収集者の負担は、必要な車両台数と収集作業員の工数。負担の大きさは輸送効率の差異。
注 6：収集後の選別者負担は、異物除去、選別、洗浄、梱包。負担の大きさは、必要な工数と厳格性の差異。
注 7：再生原･燃料化の負担は、PET ボトルは裁断･洗浄･フレーク化の経費、発泡スチロールは溶融･再成形の経費、高炉・コークス炉原料およびガス化は、異物除去･粉砕･ペレット化の経費、固形燃料化は粉砕･乾燥･成形化の経費、セメント原･燃料化は廃熱利用の経費、発電焼却は廃熱回収と発電関連設備の経費、熱利用焼却は廃熱回収の経費
注 8：再生品の市場価値は売買価格の水準。再生利用の産出品はプラスチック原料だがバージン原料ではないので、引き取り価格は㎏当たり約 50 円。高炉・コークス炉原料・ガス化の再生品は化学原料素材だが、石炭かガス代替品で用途が限定的。Kg 当たり 30 円～40 円の市場価値（私見）。
注 9：PET ボトルとプラ包装容器の歩留まりは、再商品化量／分別収集量（環境白書：平成 29 年度）による。
固形燃料化の歩留まりは現状で評価。セメント原・燃料化の歩留まりは、採用工場の利用計画に依存
注 10：発電焼却の有効利用率は発電効率を約 25％と設定。需要側のヒートポンプ（HP）利用による熱量転換で 4 倍から 5 倍に増大できるものと推定。

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脂の価格との差が、PET ボトルリサイクルの費用や発泡スチロールほど厳格ではありません。再生に相当します。PET ボトルと発泡スチロールは、品の付加価値がプラスチック原料より低く、求め識別しやすく排出者の負担が小さいことから、当分られる品質基準が緩いからです。一方、再生原・燃は現在のリサイクル形態が続くでしょう。しかし近料化の費用負担は非常に大きいです。再資源化にい将来、利用効率と経済性の観点から発電焼却とのは高炉で鉄鉱石の還元剤に使用する方法と、コー競合が考えられます。なお、2016 年度の処理量は、クスの原料として利用する方法、および化学工場一般廃棄物に含まれるプラスチック包装容器の約が原料として利用する方法が採用されています。

17％でした。

しかしどの方法でも、大型の化学装置による一連の前処理が必要です。

1.2 高炉・コークス炉原料およびガス化（ケミカルリサイクル）

製鉄所の高炉で還元剤として利用する場合は、最初の工程で選別機によりフィルム類と、パッケ対象は分別回収されるプラスチック包装容器ージやボトル類を分離します。フィルム類は破砕（法規上の名称は容器包装）で、排出者の大きなし、比重差を利用して塩化ビニルを分けます。塩負担は該当プラスチックの識別です。対象プラス化ビニルは約 350℃に加熱し、塩素を塩化水素に

チックにはリサイクルマークが記載されています

して分離します。脱塩された塩化ビニル（もう塩が、小さな容器や袋までマークを探して確認する化ビニルではない）は、粒状にして分級機に送りのは面倒です。加えて食品パッケージや袋は洗浄ます。一方、パッケージやボトル類も破砕して分が面倒なので、少しでも使い残しがあると分別せ級機に送ります。プラスチックは分級機で粒度をずに「燃えるごみ」の方に入れる人が少なくあり調整され、微粉炭とともに高炉に吹き込まれます。

ません。また、玩具・シート・文具類は包装容器ではないので対象外ですが、プラスチックというだコークスの原料として利用する場合は、破砕しけで分別収集の対象と判断する人が多いです。こて選別機で塩化ビニルを除去します。次にコークのため多くのプラスチック包装容器が分別回収さス炉内の炭化室で約 1200℃に加熱しガス化しまれず、一方で対象外のプラスチックが混入していす。この高温ガスから炭化水素油（軽質油とターます。対象プラスチックの再生原･燃料化（再商品ル）とコークス炉ガス（水素、メタンなど）を除去化）は、リサイクルマークのついた包装容器のメし、残された炭素分をコークスとして利用します。

ーカー、中身の商品を販売している企業、包装を利用する流通事業者が費用を負担しています。こ

化学工場が原料として利用する場合は、破砕しのため対象外のプラスチックの混入は、費用責任て磁力選別で鉄分を除去し、二次破砕して細片にの所在を不明朗にしています。

します。次にペレット状に成形し、酸素と水蒸気とともに 600℃~800℃で操作する低温ガス化炉に収集は軽量で容積が大きいですから、輸送効率投入すると、炭化水素、一酸化炭素、水素、チャーは PET ボトルと同様に低い水準で大きな負担に（粉状炭化物）が生成します。次に続く高温ガスなっています。収集後の異物除去は、PET ボトル

化炉で水蒸気とともに 1300℃～1400℃に加熱す
3

ると、ガスが水蒸気と反応して一酸化炭素と水素発電所で燃料に使う場合は売却ではなく、有償でが主体のガスになります。このガスを急冷し、ガ引き取ってもらっています。引き取り先を確保でス洗浄設備で塩化水素をアルカリ性の薬品で中和きず、産業廃棄物として有償で処分を依頼していして除去します。こうして得られた水素と一酸化る固形燃料化工場もあります。このような状況な炭素を主成分とする合成ガスは、メタノール、アので、固形燃料専用の発電所も採算性が低く撤退

ンモニア、酢酸などの原料に利用できますが、現が続いており、今後の拡大は期待できないでしょ

在は主にアンモニアの原料に利用しています。

う。ボイラー燃料に使用している熱供給施設もありますが、採算性が低いので現状では数工場に過上記のように、高炉・コークス炉原料およびガぎません。ごみの固形燃料化は、小規模清掃工場

ス化には多くの設備と工数が必要です。このためのダイオキシン対策が困難なことから、1990 年代再生原・燃料化の費用が大きく、kg 当たり 60 円

後半に清掃工場に代る施設として建設が進みまし程度の負担になっています。一方、用途は石炭また。しかし固形燃料の需要が少ないのと、採算性たは石油代替品ですから、市場価値を評価するなの低さから元の清掃工場に戻す市町村が続出してら kg あたり 30 円～40 円でしょう。有効利用率います。このため 2005 年以後に竣工した固形燃は、現状で 93％程度です。なお、2016 年度の処理料化工場は 3 カ所しかなく、今後の拡大や普及は量は、一般廃棄物に含まれるプラスチック包装容期待できません。

器の約 7％です。
セメント原･燃料化は、セメント工場が清掃工場
1.3 固形燃料化とセメント原･燃料化と同様に一般廃棄物を焼却し、廃熱をセメント工（サーマルリサイクル）場の熱源に、また焼却灰をセメントの原料に利用する方法です。プラスチック包装容器は一般廃棄固形燃料化の対象は、一般廃棄物に 1 割ほど含物との混合収集なので、燃えるごみの一部としてまれているプラスチック包装容器です。しかし、の扱いになります。この方法は、セメント工場と混合収集なので燃えるごみの一部としての扱いに清掃工場の立地が、地理的にも熱量バランスの点なり、排出者は袋詰め程度の軽い負担です。収集でも一致しないと成り立ちません。このため現状はパッカー車で圧縮輸送しますから、効率は悪く

では全国に 1 工場しかなく、普遍性のあるプラスありません。しかし、固形燃料化工場の粉砕工程チックリサイクルとは言えません。なお、2016 年

は非常に多くの電力を消費します。また、乾燥に度の処理量は、一般廃棄物に含まれるプラスチッ大量の化石燃料を消費します。水分の多い生ごみ

ク包装容器の約 6％です。

が 3 割から 4 割も含まれているからです。最後の成形化も非常に電力の消費量が多い工程です。再1.4 発電焼却と熱利用焼却

生品は固形燃料と称していますが、実質は乾燥成（サーマルリサイクル）

形ごみですから熱量が不安定で、塩ビも含まれています。腐敗を防ぐために石灰を混ぜるので未燃対象は一般廃棄物に 1 割ほど含まれているプラ分も多いです。品質が劣り市場価値が低いので、スチック包装容器です。混合収集ですから排出者
4の負担は軽いし、収集はパッカー車による圧縮輸て今後の展望を過去のデータから推測するのは適送ですから効率も悪くありません。発電焼却の費切ではなく、将来の可能性と有用性から選択すべ

用は、清掃工場に組み込む廃熱ボイラー、蒸気タきでしょう。具体的な数値としては、欧米で一般ービン、発電機、付随する配管や制御設備費など化している 25％程度の発電効率が広く採用されで、清掃工場の費用全体の 10％～20％です。得らるものと推察します。有用性については、産出されるのは電力ですから、kW 時あたり約 16 円の市れるのが電力なので、需要側で以前より効率の良場価値があります。発電焼却の有効利用率は発電い多様な使い方ができるようになりました。

効率で評価できますが、約 25％の技術的な上限まで選択が可能です。発電効率は立地する市町村のたとえば冷暖房に利用する場合、ヒートポンプ選択に任されており、現在は清掃工場内部利用のエアコン（以降は HP エアコン）の利用で、電力5％程度から、電力会社に売電している 20％以上のエネルギーを 5 倍程度の熱量に増幅できます。

までバラついています。

そうすればプラスチックが保有する熱量を、原料の石油に相当する水準で再利用できることになり、2017 年の時点で、全国には清掃工場が民間を除匹敵する石油燃料の消費量削減に寄与します。冷いて 1103 工場ありますが、発電焼却に適している暖房需要が少ない時期も、発生電力に匹敵する火のは 24 時間稼働の 686 工場です。しかし発電し力発電の燃料消費量削減に寄与しますから、市場ているのは 371 工場で、54％に過ぎません。1980

価値は燃料の約 4 倍から 5 倍と評価するのが適切

年代の後半までに建設された工場は、1 日の焼却でしょう。プラスチックは、原料が燃料としても能力が 200 トン以下だと、発電焼却に積極的では大量に使われている石油です。このため発電焼却なかったからです。2017 年度で発電している 371によるエネルギーの有効利用が、化石燃料消費量工場の発電効率は 20％以上が 37 工場、15～20％の削減に直結するのです。なお、近隣施設への熱が 100 工場、10～15％が 132 工場、5～10％が 65供給のために、発電効率を犠牲にするのは好まし

工場、5％未満が 29 工場で平均は 13％です。なお、

くありません。熱の直接供給は時間的な需要変化新しい工場ほど発電効率が高くなっています。に対応しきれず、利用効率が低い水準に止まるからです。一方、熱利用焼却の対象も、一般廃棄物に以上の状況から発電焼却を総括すると、排出者含まれているプラスチック包装容器です。しかしの負担も収集者の負担も少ないですが、設備費の清掃工場内の給湯や冷暖房では、発生熱量の数％負担が非発電より 2 割ぐらい高くなります。焼却

しか利用できません。近隣施設に供給する場合は、発電をプラスチック包装容器の利用率で評価する

温水か蒸気に変換して配管を敷設して送る必要がと、現在の平均発電効率は満足できる水準ではあありますが、配管費用が高額なので対象施設が限りません。しかし既設工場の発電の多くは外部へ定されます。このため経済性が低く、需要変動もの売電を想定した設計ではなく、清掃工場内の電あるので高い有効利用率は期待できません。なお、力需要を賄えばよいとする設計でした。技術的に2017 年度の処理量は、発電焼却が一般廃棄物に含発電効率を高くできなかったのではなく、必要とまれるプラスチック包装容器の約 45％、熱利用焼か有用と考えられていなかったのです。したがっ却が約 6％です。
5暖房にも HP エアコンを使うようにしました。
2019 年にも 1 台買いましたが、成績係数が冷暖房

２．プラスチックリサイクル選択肢の評価を含めた通年エネルギー消費効率(APF)に代って2.1 発電焼却の優位性おり、5.8 になっていました。効率の指標が代ったのも、年間を通じて使われるようになったからで

プラスチック包装容器のリサイクル選択肢は、しょう。2000 年頃と比べると、性能が約 2 倍に向再生利用、高炉還元剤利用、コークス炉原料化、ガ上していたのです。したがって清掃工場の発電効ス化、固形燃料化、セメント原・燃料化、発電焼率が仮に 20％でも、プラスチック原料の石油エネ却、熱利用焼却の 8 種類です。このうち PET ボト

ルギー相当分を取り返せるようになったのです。

ルと発泡スチロールの再生利用は、識別が容易で今では多くの家庭が、HP エアコンを冷房だけで排出者の負担が小さく、再生品の市場価値が高いなく暖房にも使っています。外気温度が低い寒冷ので有力な選択肢です。プラスチック包装容器の地には向いていないと思っていましたが、今は東リサイクルについては、固形燃料化とセメント原・北から北海道にまで普及しており、2018 年の全国燃料化は普遍性が乏しく、熱利用焼却は有効利用普及率は 91％に達しています。このような変化に率が低いので、有力な選択肢にはならないでしょより、プラスチック包装容器の発電焼却は、ケミう。残るのはケミカルリサイクルの 3 方法と発電カルリサイクルの３方法より有効利用率を高くで焼却ですが、今後は発電効率の向上が期待できるきるでしょう。のと、需要側の電熱転換利用の拡大で、発電焼却が有力な選択肢になるでしょう。

これまでプラスチックのリサイクルは、物質として再利用する方がエネルギー回収よりも優先さ

2.2 ヒートポンプエアコンによる電熱転換利用れてきました。しかし物質といっても実質的に燃料であれば、電力回収で同等以上の有効利用が可

ヒートポンプ（HP）エアコンは、作動媒体の圧能になったのです。過去にエネルギー回収を優先縮と膨張を繰り返し、消費電力の数倍の熱を大気しなかったのは、発電焼却の売電価格が低かったから取り込む空調機器です。家庭の空調機器としのと、発電効率が低かったことが原因でしょう。て普及し始めたのは 1980 年代以降で、拙宅ではそれに需要側には、効率よく電力を熱に転換でき1997 年にクーラーとして壁掛け型を購入しましる HP エアコンが普及していませんでした。です

た。成績係数（冷/暖房能力(kW)／冷/暖房消費電力

がこれらの課題は今ではほとんど解消されていま(kW)）は、冷房が 2.5 で暖房が 2.9 でした。暖房す。今後は清掃工場が積極的に発電焼却の普及とはガスファンヒーターを使い続けましたが、この発電効率の向上に取り組むことを期待します。プ

成績係数だと電気代の方がガス代より高かったかラスチックの有効利用だけでなく、可燃ごみ自体らです。次は 2011 年で、この時は標準的な中級機のエネルギー有効活用に大きく寄与するでしょう。

種ですが、成績係数は冷房が 4.3 で暖房が 4.6 に（おわり）なっていました。そこで暖房費を比較すると、電参考：資料「プラスチック容器包装のリサイクルは物気代の方がガス代より安いことが分かったので、質ではなく電力で」「化学装置」2019 年 4 月号

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