プラスチックのサーマルリサイクルとは？プロセスやメリット、課題を詳しく解説

2023/10/19

サーマルリサイクルは、使用済みプラスチックを有効に活用するリサイクル手法の一つです。

従来の一般的なリサイクル工場でのサーマルリサイクルのほか、近年では事業所単位で導入できる小型のリサイクルシステムも登場し、注目を集めています。

本記事では、サーマルリサイクルの内容やメリット、具体的なプロセス、抱えている課題について詳しく解説します。

サーマルリサイクルとは？

サーマルリサイクルは、プラスチックごみなどの廃棄物を高温で燃やし、それによって発生する熱エネルギーを利用するリサイクル方法です。

劣化や汚れたプラスチックなど、他のリサイクル方法では再利用が難しい場合でもリサイクルできる点が大きな特徴です。

プラスチックは焼却時の発熱量が石油と同程度に高いことから、効率的にエネルギーへ変換し、有効活用することができます。また、同時に廃棄物の削減と環境負荷の軽減が可能となります。

なお、プラスチックのリサイクルにはこの他にも、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクルといった手法があります。

サーマルリサイクルのメリット

プラスチックのサーマルリサイクルには、以下のような利点があります。

分別が難しい廃棄物もリサイクルできる：

プラスチックごみは種類が多く、分別が難しい場合があります。しかし、サーマルリサイクルは混合されたプラスチックを一括して処理できるため、分別の手間が省け、より多くのプラスチックごみを再利用できます。

天然資源の消費量が削減できる：

サーマルリサイクルでは使用済みプラスチック等の廃棄物を燃料とするため、石炭や石油などの天然資源の消費を削減することができます。生成された熱エネルギーは、電力の発電やボイラー、温水や上記など様々な用途に使用することができます。これにより、新たな資源の利用を節約し、環境への負荷を軽減します。

比較的少ない設備投資額で行える：

大規模な工場を必要とするケミカルリサイクルやマテリアルリサイクルなどに比べ、比較的低コストでさまざまな廃棄物を有効活用することができます。従来のごみ焼却施設でのサーマルリサイクルの他にも、近年では事業所単位で導入可能な小型のサーマルリサイクル設備なども登場しており、選択肢の幅が広がっています。

サーマルリサイクルのプロセス

プラスチックのサーマルリサイクルは、以下の工程で行われます。

ごみの圧縮：
使用済みプラスチック製品は、最初にごみの圧縮工程を経て、コンパクトにまとめられます。これにより、収集と運搬が効率的に行えるようになります。

収集・運搬：
圧縮されたプラスチックごみは収集車によって集められ、サーマルリサイクルを行うためのごみ処理施設に運搬されます。

燃焼：
プラスチックごみは高温で燃焼されます。これにより発生した熱エネルギーは、燃料や電力などに変換されます。

熱エネルギー利用：
生成された熱エネルギーは、発電や他の産業プロセスで利用されます。これにより、廃棄物から有用なエネルギーを取り出し、エネルギー資源の節約にもつながります。

日本と世界におけるサーマルリサイクルの現状

日本におけるサーマルリサイクル

日本のプラスチックリサイクルにおいては、サーマルリサイクルの比率が70％を超えており、圧倒的に高い割合となっています。

（出典: 一般社団法人　プラスチック循環利用協会）

サーマルリサイクルが積極的に行われている背景として、日本は天然資源が少ないためエネルギー需要が高く、効率の良いエネルギーの生産が重要視されていることが挙げられます。

そのため、プラスチック廃棄物をエネルギーに変換する効果的な方法として、サーマルリサイクルが多く採用される傾向にあります。

また、日本では廃棄物をエネルギーに換える技術が活発に開発されており、国と比べて技術が進んでいると言われていることも理由の一つとなっています。

世界におけるサーマルリサイクル

欧米のプラスチックリサイクルの状況を見ると、全体的にサーマルリサイクル（Energy Recovery）の割合は高くなっています。

（出典：PLASTICS EUROPE “Plastics – the Facts 2022”）

ただし、欧米ではサーマルリサイクルはリサイクルとして認められていないため、再資源化（マテリアル・ケミカル）リサイクルの推進が活発に進められています。

その結果、プラスチックごみが資源として再利用されることなく、埋め立て処理（Landfill）となってしまっている国も多くあります。

このように日本と欧米諸国との間には、リサイクルの前提となる考え方に違いがあります。

サーマルリサイクルの課題

一方で、プラスチックのサーマルリサイクルにはいくつかのデメリットや課題も存在します。

欧米ではリサイクルとみなされない風潮

前項で説明したように、欧米ではサーマルリサイクルはリサイクルとはみなされず、廃棄物の焼却処理と同列に扱われることがあります。環境保護の観点でもメリットの多いサーマルリサイクルですが、世界的に見ると評価の低いリサイクル方法となっている現状があります。

有害物質の発生

高温でプラスチックを燃焼させるため、有害物質やダイオキシンなど、環境や人体に悪影響を及ぼす物質が発生するリスクがあります。サーマルリサイクルのプロセスでは、これらの有害物質の発生を防ぐために十分な注意が必要です。

二酸化炭素の排出

サーマルリサイクルにより、プラスチックの劣化に伴って発生するメタンガス（温室効果ガスのひとつ）の発生を抑制することができます。しかしながら、プラスチックを燃焼させる工程では二酸化炭素（CO2）が発生してしまうため、この点はデメリットであるといえます。

サーマルリサイクルにおける課題を解決するには

サーマルリサイクルは日本で最も多く採用されているリサイクル方法であり、資源の有効活用の面ではメリットがある一方で、二酸化炭素の排出等の問題もあることがわかりました。

では、サーマルリサイクルにおける課題を解決するにはどのような方法があるのでしょうか。

事業所単位で導入できる小型のサーマルリサイクルシステム

近年では、プラスチックごみを燃焼して熱エネルギーに変え、温水や蒸気として利用できる小型ボイラなどの製品も開発されています。

特に、プラスチックごみを大量に排出する業種では、多くの運搬費用をかけCO2を排出しながらリサイクル工場へ運ぶよりも、排出元で直接エネルギー回収ができることから、環境負荷を最小限に抑えられるクリーンなエコシステムとして注目度が高まっています。

このように、プラスチックのリサイクルにおいてはコストや設備面・環境負荷の低減など、複数の側面からのメリット・デメリットを考慮しながら、持続可能な資源利用を推進することが必要不可欠です。

まとめ

サーマルリサイクルは、使用済みのプラスチックを熱エネルギーに変えて再利用する方法で、環境負荷低減の面からも様々なメリットがあります。

CO2排出などのデメリットもありますが、近年ではそれらの課題を解決できる新しいサーマルリサイクルの技術も登場しています。

リサイクルの本質である「地球環境負荷への低減」という目的を明確に持ち、正しいリサイクル方法を選択しながら、持続可能な社会の実現に向けて取り組みを進めていくことが重要です。