リサイクル、バイオプラスチック、二酸化炭素利用を最適に組み合わせたシミュレーションでは、エネルギーとコストを節約しながら、排出量はゼロをわずかに下回りました。

文： Prachi Patel
2021年10月14日
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新型コロナウイルスのパンデミックにより、感染予防に使われる防護具の使用やテイクアウト・宅配の急増により、2020年の世界のプラスチック廃棄物は前年の2倍以上になっています。プラスチックによる汚染は気候問題でもあります。そして、ほとんどのプラスチックは製造のために化石燃料を使用して作られ、寿命が尽きると燃やされています。

しかし新しい研究によると、温室効果ガスの排出量が正味ゼロのプラスチックを、現状よりも低コストで作ることができる可能性があるとのことです。

もちろん、これを実現するのは簡単ではありません。そのためには、プラスチックの製造にバイオマスや回収した二酸化炭素を使用することに加え、現在10％以下であるリサイクル率を70％まで高める必要があります。

現在、プラスチックの製造には世界の石油の約6％が使われています。この割合は、2050年には20％にまで増加すると予想されています。そのため、プラスチックに関連する温室効果ガスの排出量を削減することがパリ協定の気候目標を達成するための鍵となります。

リサイクルや、バイオマスや二酸化炭素を利用してプラスチックを作ることは、いずれも排出量の削減につながることがわかっています。しかし、これらの循環型技術は、高価でエネルギーを大量に消費すると考えられています。ドイツ・アーヘン工科大学の研究者は、「プラスチックによる排出量をネットゼロにするために循環型技術をどのように組み合わせるかということを明らかにした研究はない」と述べています。

彼らはそれを初めて実現しました。Science誌に掲載された研究は、3つの技術を適切な方法で併用すれば、従来のプラスチック製造に比べてエネルギー消費量を34～53％削減でき、コストも大幅に削減できることを証明しています。

研究チームは、世界のプラスチックの90％以上のライフサイクルを網羅する400以上のデータを用いて、世界のプラスチック生産と廃棄物処理の計算モデルを作成しました。そして、循環型技術を個別に使用した場合と、すべてを併用した場合の排出量の削減量を試算しました。

このモデルでは、リサイクルのみを利用した場合、現在の化石由来のプラスチックのライフサイクルと比較して、温室効果ガスの排出量を64％削減できることが示されました。一方、製造時や廃棄物焼却時に発生する二酸化炭素をバイオマスに吸収させたバイオマスプラスチックのみを使用した場合、排出量を95％削減することができました。

3つ目のシナリオは、ゴミの焼却で回収した二酸化炭素で世界のプラスチックを作った場合を想定しています。この回収とプラスチックへの転換には電力が必要ですが、もしこの方法がすべて風力発電であれば、プラスチックによる排出量を94％削減できることがチームの調べでわかりました。

どの技術も単独ではプラスチックによる排出量をネットゼロにすることはできませんでした。しかし、リサイクル、バイオプラスチック、二酸化炭素利用の3つの技術を最適な形で組み合わせることで、エネルギーを節約しながら排出量をゼロ以下にすることができます。

このシナリオでは、熱、蒸気、酸素を使ってバイオマスをメタノールに変換します。その際に発生する二酸化炭素もメタノールの原料として利用します。このメタノールはプラスチックの主原料に使われます。

研究者らは、できるだけ多くのプラスチックをリサイクルすることはバイオマスや再生可能エネルギーによる電力の需要を減らし、それに伴う温室効果ガスの排出量を削減するために重要であると言います。

このシナリオが実現すれば、2050年までに世界のプラスチック生産コストを年間2,880億ドルも削減することができます。しかし、そのためには、バイオマス、二酸化炭素、再生可能エネルギーによる電力を低コストで供給すること、石油がより高価になること、リサイクルへの投資をより奨励することが必要になるとのことです。

出典: Raoul Meys et al. Achieving net-zero greenhouse gas emission plastics by a circular carbon economy. Science, 2021.