高熱と化学薬品を使用した「高度な」プラスチックリサイクルは環境上問題がある、政府の新たな調査で判明

この記事はもともと Inside Climate News に掲載されたもので、許可を得て再掲載しています。 ここからニュースレターに登録してください。

プラスチック業界が、廃棄物を新しいプラスチックに戻すために化学添加剤と、場合によっては超高熱を使用する、いわゆる「高度な」リサイクルを通じてプラスチック廃棄物の問題を解決しようとする試みは、費用がかかり、重大な環境への影響を伴うことが、米国の最新研究で明らかになった。コロラド州にある連邦政府の国立再生可能エネルギー研究所。

政府の研究者らは、熱分解とガス化という2つの著名な「先進」技術を特に問題があると名指しし、これらは「閉ループ」リサイクル技術とみなされるべきではないと述べた。 これらの技術は、廃棄されたプラスチックを石油や燃料、あるいはベンゼン、トルエン、キシレンなどの化学物質、合成ガス、炭素チャー廃棄物に変えるために、大量のエネルギーを必要とし、重大な汚染物質や温室効果ガスを排出します。

これまでのところ、21の州が米国のプラスチック業界が求めていた、先進的なプラスチックリサイクルを廃棄物処理ではなく製造プロセスとして分類する法律を制定している。 しかし、環境活動家らは、新たな化石燃料やより多くのプラスチックの原料を作るためにプラスチック廃棄物を利用することは、環境にさらなるダメージを与え、気候変動を悪化させると主張している。

新しい研究では、他の形態のケミカルリサイクルは熱分解やガス化よりもうまくいったが、より伝統的なリサイクル方法（機械的手段を使用して廃プラスチックを選別、洗浄、細断し、再成型する）は、新興の方法よりも経済的および環境的パラメータの点で優れたパフォーマンスを示した。研究者らは、まだ技術的な限界があることを発見した。

まとめると、リサイクルのための現在および新興技術の利点とトレードオフを調査した12人のメンバーからなるエネルギー省チームによる査読済みの研究は、世界が4億トンの廃棄物を処理する方法を模索する中で、今後の大きな課題を明らかにしています。毎年世界中で発生するプラスチック廃棄物。

経済協力機構の昨年の報告書によると、人類は20年前の2倍のプラスチック廃棄物を排出しており、その大部分は埋め立て地に捨てられたり、焼却炉で燃やされたり、環境中に散らばったりしており、リサイクルされたのはわずか9パーセントに過ぎないという。先進国を代表するグループ、デベロップメント。

「プラスチックに関しては多くの研究があり、非常にホットなテーマです」と、新しい研究「一般的なプラスチックのクローズドループリサイクル技術の技術的、経済的および環境的比較」の筆頭著者である研究アナリストのテイラー・ウエカート氏は述べた。米国化学会の査読誌「Sustainable Chemistry & Engineering」に1月12日に掲載された。 「ここでのインスピレーションは、これらのさまざまな将来のリサイクル技術をすべて見て、それらが環境、経済、技術的な観点から一貫してどのように積み重なるかを理解することでした。」

専門家らは、プラスチックは決してリサイクルされるように設計されていなかったと言う。 これはポリマー鎖と化学添加物で作られており、その多くは有毒であり、柔軟性、質感、透明度、色など、素材にさまざまな特性を与えることを目的としています。 プラスチック廃棄物の化学的性質は多様であり、その多くは一度数分間使用した後に混合されるため、リサイクルの課題はさらに増大します。

研究者らは、プラスチック廃棄物を新しいプラスチックを製造するための原料に変える、合法的に「クローズドループ」ソリューションと考えられるものに焦点を当てて、数種類のケミカルリサイクルを研究した。

その中には、溶媒、酵素、酸、メタノールを使用してプラスチックを化学構成要素に分解する技術も含まれていました。 また、高密度および低密度ポリエチレン (HDPE およびLDPE)、ポリエチレン テレフタレート (PET)、ポリプロピレン (PP) など、さまざまな種類のプラスチックも検査しました。

機械的リサイクルを除いて、チームが評価した技術はほとんどが初期開発段階にあり、パイロットプロジェクトのものも含まれているとウエカート氏は述べた。

化学業界は、熱分解やガス化を促進したり、クリーンエア要件を緩和したりする規制変更を州および連邦レベルで求めている。 環境保護庁は、熱分解とガス化を熱による熱分解プロセスと説明していますが、ガス化にはある程度の酸素が使用されます。

業界の提案の中には、インディアナ州アシュリーで問題を抱えている新しい化学リサイクル工場、ペンシルベニア州ポイントタウンシップで計画されている工場、ゴミとプラスチック廃棄物をジェット燃料に変える計画など、地元や国の環境保護団体からの強い反発に直面しているものもある。インディアナ州ゲイリーにある。

化学業界が「循環経済」の一環としてケミカルリサイクルを推進している中、国連の外交官らは、既存の有害廃棄物条約の一部としてのケミカルリサイクルの役割についても議論しており、これはプラスチック廃棄物に関する世界条約案にも影響を及ぼしている。閉じたループ。

しかし、熱分解とガス化に関しては、それぞれが多くのエネルギーと熱に依存しており、NRELの研究者らは、通常、プラスチックを新しいプラスチックではなく燃料や他の化学原料に変えるため、それらがクローズドループソリューションであるとは考えていませんでした。

熱分解とガス化では、廃プラスチックの多くがその過程で失われるため、批評家は、これらのプロセスをリサイクルと表現するのは難しいと述べています。 実際、研究者らは、これらのプロセスを通過したプラスチックのうち、プラスチックとして残るのはわずか 1 ～ 14 パーセントであることを発見しました。

他のケミカルリサイクル方法は、プラスチックの保持率が54パーセントから95パーセントであり、そのような損失を防ぐのに優れていることを研究者らは発見した。 たとえば、研究者らは、エチレングリコールを使用して PET プラスチックを分解およびリサイクルする化学プロセスは、他の化学リサイクル方法よりも経済的および環境的パフォーマンスが優れていることを発見しました。

研究者らは、熱分解とガス化の経済的および環境的指標は、プラスチック製造にバージンポリマーを使用する場合と比較して、現在10倍から100倍、あるいはそれ以上に高いことを発見した。

研究者らによると、機械的リサイクルは運営コストと資本コストが低いため、統計的に有意なレベルで経済的に他のすべてのリサイクルオプションを上回ります。

同様に、機械的リサイクルは化学的リサイクル、埋め立て、焼却よりも温室効果ガス排出量が少ないことが報告書で示されていると研究者らは指摘した。

それでも、機械的リサイクルは、プラスチック廃棄物の供給の混合性など、重大な技術的課題に直面しています。

「何らかの汚染物質が入ってきた場合、それはプラスチックに溶けて戻るだけであり、それは品質が低下することを意味します」とユケルト氏は語った。

そのため、将来的にはエチレングリコールを使用するものなど、いくつかの化学リサイクルのオプションを導入する余地が残されていると彼女は述べた。

「複数のリサイクルオプションを組み合わせる余地はたくさんあると思う」と彼女は述べ、廃プラスチックの「より純粋な流れ」を機械的にリサイクルしたり、「より汚染の多いものをケミカルリサイクルオプションの1つに送る」などした。

研究者らがリサイクルのオプションの科学を評価する一方で、一部の環境保護団体はプラスチック製造とプラスチック使用の削減に焦点を当て、化学業界によるケミカルリサイクルの推進と闘っている。

「私たちはこれを偽りのリサイクルと呼んでいます」と、環境保護団体Beyond Plasticsの創設者兼会長であるジュディス・エンク氏は、先週のプラスチックと健康に関するウェビナーで述べた。 「私はリサイクルの大ファンですが、プラスチックのリサイクルは大失敗でした。私たちはプラスチックのリサイクルではなく、プラスチックの生産、使用、生成を減らすことに重点を置いています。プラスチックの健康上の懸念があるため、私たちはそれに取り組むことに非常に意欲的です。」生産、使用、廃棄。

彼女のグループが昨年行った調査では、米国におけるプラスチックのリサイクル率が6パーセント未満に低下していることが判明した。

米国化学評議会プラスチック部門の広報担当マシュー・カストナー氏は、この報告書を「内容が濃い」と評し、同評議会がコメントする前に研究を分析するためにもっと時間が必要だと付け加えた。

「しかし一般的に言えば、ACCはメカニカルリサイクル技術とケミカルリサイクル技術は相互に補完的であると考えている」と同氏は述べた。 「使用済みプラスチックがメカニカルリサイクルできるのであれば、そうすべきです。メカニカルリサイクルには適さないがケミカルリサイクルには適しているのであれば、ケミカルリサイクルすべきです。」

木曜日、ケストナー氏は、この研究は、業界が他の形態の高度なリサイクルとともに追求してきた熱分解とガス化の現状を反映していないと述べた。

「過去5年間で、高度なリサイクルへの70億ドル近い投資が発表されているか、すでに実施されており、年間150億ポンド以上のプラスチックを埋め立て地から転用できると予測されています」と同氏は述べた。 「これらの投資と技術向上により、すでに世界中で60以上の製品に使用されているプラ​​スチックがリサイクルされており、リサイクルが難しいプラスチックを何度も作り直す循環経済の拡大に貢献しています。」

ユーカート氏は、この研究はリサイクル業者や政策立案者に各方法のコストと利点を評価するためのツールを提供すると述べた。

「リサイクルへの投資を希望する企業にとって、コストがリサイクルの主な要因の1つであることは承知しています」とウエカート氏は語った。

しかし、この研究の比較は単なるコスト要因を超えて、潜在的な解決策への道を示すのに役立つと彼女は述べた。

「あらゆるリサイクル技術にはトレードオフがあります」とウエカート氏は言う。 「プラスチック汚染問題を解決する唯一の特効薬は決してありません。世の中には刺激的な研究がたくさんあります。そして、これらの技術を改良し、どのように機能するかを理解できればと思います」相乗効果により、プラスチックの循環経済を確実に達成できる可能性がたくさんあります。」

2023 年 2 月 3 日エピソードInside Climate Newsプラスチックリサイクル使い捨てプラスチック

ジェームス・ブルガーズは、InsideClimate News の全国環境報告ネットワークの一環として、米国南東部を取材しています。 彼は、ルイビルのクーリエ・ジャーナルから 2018 年 5 月に InsideClimate News にやって来て、そこで 18 年以上エネルギーと環境を取材してきました。