プラスチック生産量は 2050 年までに倍増すると予想されています。同様に、生産と廃棄に伴うプラスチック排出量も 2060 年までに倍増すると予想されています。プラスチックのリサイクルは、プラスチックを再循環することで生産と廃棄の両方に関連する排出量に取り組むことができ、バージンプラスチックの生産と汚染廃棄方法の必要性を減らします。  

業界標準であるメカニカルリサイクルは、驚くほどエネルギー効率が高く広く普及していますが、いくつかの重要な欠点があります。機械的リサイクルは原料に特化しており、高価な選別が必要であり（ほとんどの場合、PET、HDPE、PP、LDPE のみを受け入れます）、汚染による故障が頻繁に発生し、低価値の製品が生成されます。 

プラスチックからポリマーを分解または抽出するために使用される一連の物理化学反応である高度なリサイクルは、リサイクルの価値を高め、分別の必要性を減らすために登場しました。高度リサイクル市場は過去 5 年間で急速に成長し、メカニカルリサイクルの技術的ギャップの一部は解決されましたが、その他の技術的ギャップは解消されました。 

プラスチックリサイクルの革新 

高度なリサイクルにおける 3 つの主要技術 (ガス化と分解を除く) には、熱分解、解重合、および溶媒溶解が含まれます。それぞれのタイプには特有の強みと、効率を向上させるためのイノベーションの分野があります。 

• 熱分解： プラスチックの化学鎖をさまざまな長さの炭化水素に分解し、プラスチックまたは燃料に精製するために使用される熱プロセス。このプロセスでは、副産物や燃料として商品化される合成ガスやチャーも生成されます。熱分解にはいくつかの形態が存在し、明確な技術的定義と技術の準備レベルを複雑にしています。そうは言っても、接触熱分解は、プラスチックと燃料の両方を潜在的な製品として商業的に実行可能なプロセスとして浮上するのに最適な位置にあると思われます。 
   
• 解重合： いくつかのプロセスがこのカテゴリに分類されます。通常、中間化学反応を利用して PET ポリマーをモノマーに分解し、その後プラスチックや繊維に再重合します。技術的特異性の向上により、材料の回収とプロセスの効率が向上します。 ジェプランの解糖系または カルビオス' 生体触媒。現在の実験は、新たな化学物質排出市場を開拓し、再重合エネルギーコストを削減するために、モノマーよりもポリマー鎖を無傷に保つことに焦点を当てています。 
   
• 溶媒溶解度: プラスチック廃棄物に特定の化学溶剤を適用することで、リサイクル業者は目的のポリマーを抽出したり、接着剤などの汚染物質を除去したり、電子廃棄物 (WEEE) など現在リサイクル不可能な廃棄物をリサイクルしたりできます。ここでの主要なイノベーションは、主要市場である包装用プラスチックを補完するものです。意思決定アルゴリズムと溶媒を対象とした回収および沈殿法 (STRAP) を利用することで、リサイクル業者は包装用プラスチック (プラスチックの年間生産全体の約 44%) に含まれる純粋なポリマーの層を抽出できます。 

これらの技術のうち、適切なプロセス管理を前提とすると、エネルギー要件と環境への悪影響は (最も激しいものから最も少ないものの順に) 熱分解、解重合、溶媒溶解です。それにもかかわらず、熱分解と解重合が急速に商業化されている一方で、溶媒溶解は依然として最も商業化されていない技術です。  

熱分解により精製後に燃料グレードの炭化水素が生成され、石油やガスの生産にうまく組み込まれます。同様に、解重合は食品グレードの PET をリサイクルする唯一の商業的に実行可能な手段であり、食品および飲料業界に特定のニッチ市場を開拓します。溶媒の溶解が遅い理由の 1 つは、使用後に溶媒を回収する必要があることです。これがなければ、リサイクル技術は利益を生みません。 

プラスチックリサイクルイノベーターのスポットライト 

• 大環状 は、プラスチックのアップサイクルに溶剤溶解と解重合の両方の要素を使用する新しい化学リサイクル業者です。化学構造を保持することでエネルギー要件を削減しながら、最大の価値を維持します。同社は、定番のアップサイクル製品を探索しながら市場の足がかりを確立するために、PETプラスチックボトル繊維市場に参入しました。 
   
• プラスチックエネルギー は、PE および PP からプラスチックおよび燃料への経路に焦点を当てたマイクロ波熱分解リサイクル業者です。同社は、石油・ガス大手数社をオフテイクパートナーとして欧州に確固たる足場を築き、現在は米国とアジアの施設を調整している。 
   
• ジェプラン は、特に解糖を使用してペットボトルや繊維から PET をリサイクルする PET 解重合会社です。同社は現在、アジアの解重合市場を独占しており、アジア以外に新たな施設を拡張しないことを決定し、代わりに自社の解重合技術と廃棄繊維を商品化する抽出技術をヨーロッパとアメリカのリサイクル業者にライセンス供与することを選択した。 

プラスチックリサイクルの動向と長期展望 

経済の観点から見ると、プラスチックのリサイクルは未使用のプラスチックの生産よりも高価です。石油供給がさらに制限されると、PET などの特定のプラスチックによってこの傾向が妨げられることがあります。ただし、一般に、PET の解重合と機械的リサイクルは、バージン プラスチックと比較して平均 10% のコスト プレミアムを達成しています。 PET モデルは、商業的な成熟に向けて前進するにつれて、溶媒溶解によって厳密にエミュレートされることになります。  

解重合と溶媒の溶解の両方を実現する可能性のある手段の 1 つは、機械的リサイクルと組み合わせることです。溶剤溶解を使用すると、メカニカルリサイクルプラスチックから汚染物質を除去でき、故障を減らし、プラスチックの純度を高めることができます。ペレット化した混合プラスチックから目的のポリマーを抽出する後処理としても使用できます。同様に、解重合により機械的リサイクルからの PET サイドストリームを処理して PET 抽出を最大化し、収益性を向上させることができます。 

熱分解は、少なくとも今後 10 年間は高度なリサイクルの主流を占めるでしょう。リサイクルプラスチックの製造はエネルギー効率が悪いですが、熱分解はプラスチックのリサイクルに現在導入できる唯一の解決策です。機械的なリサイクルはできません。そのため、熱分解はプラスチックリサイクルの移行技術と考えるべきです。興味深いことに、石油・ガス企業は熱分解能力の向上を主に推進しており、ほとんどの熱分解油を燃料代替として利用すると予想されています。  

プラスチックリサイクル業界は、他にもいくつかの興味深い分野を魅了しています。 LyondellBasell や SK などの化学メーカーは、機械的リサイクル、熱分解、解重合、溶媒溶解に投資を広げており、各プロセスからの多様な最終製品への関心を示しています。コカ・コーラやネスレなどの消費者包装会社は、包装のリサイクルに直接適合するために、解重合と溶剤溶解に投資する傾向があります。最後に、Republic Services や WM などの廃棄物管理大手は、リサイクル業者を迂回して廃棄物への独占的なアクセスを利用して、密かに地域のリサイクルハブを構築しました。 

結局のところ、現在も将来も、各プロセスには重大な欠点があります。とはいえ、溶剤溶解、機械的リサイクル、および解重合には、プラスチック関連の汚染を軽減する明らかな環境上の利点と、相互に相補的な商業的可能性があります。  

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• 情報源： https://www.cleantech.com/where-plastic-recycling-innovation-is-today/