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BtoBペットボトルリサイクルを

対象とした環境影響評価

令和2年2月28日(金)

東京都市大学

FEISホール

伊坪 徳宏研究室

佐々本 圭吾

杉山 弦太

鈴木 宏明

目次

1.社会背景

2.研究背景

3.研究目的

4.研究方法

- 基本情報

- システム境界

5.研究結果

～PETボトル～

6.研究結果

～断熱材～

7.結論

8.課題と限界

9.参考文献

1-1.社会背景

～世界の現状～

CIRCULAR ECONOMY

持続可能な社会を実現するための経済システム。生産して廃棄するようなリニ

ア・エコノミーとは違い、

経済成長と環境負荷低減を両立

をするための国際的な

取り組み。

参考：CIRCULAR ECONOMY JAPAN [http://www.circulareconomy-japan.com/]

必要なすべてのプラス

チックを

循環させる必

要

がある。



可採年数が

51年



エネルギーの中でも消費量が多い

出典元：https://www.kepco.co.jp/energy_supply/energy/nowenergy/world_energy.html 出典元：https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2019-full-report.pdf

1-2.社会背景

～PET樹脂の国内フロー～

参照元：PETボトルリサイクル推進協議会(http://www.petbottle-rec.gr.jp/data/materia_flow.html)

1-2.社会背景

～PET樹脂の国内フロー～

参照元：PETボトルリサイクル推進協議会(http://www.petbottle-rec.gr.jp/data/materia_flow.html) ボトル 39% 繊維 11% シート 19% フィルム 17% 樹脂輸送 7% その他 7% 樹脂生産・輸入に対する用途割合 市町村分別収集量 51% 事業系回収 36% 未捕捉量 13% 国内製品にたいしての回収方法割合 (2018年)

1-3.社会背景

～国内の動向～

歩留まり率：

製造など生産全般において、「

原料（素材）の投入量

から期待される生産量に対して、

実際に

得られた製品生産数

（量）

比率

」のこと。例[投入量1kg、生産量0.9kg→歩留まり率90%]

・2012年からPETボトル自動回収機を導入 ・自動的に異物の除去・減容（圧縮・粉砕） ・配送回数を削減 2019年2月末、4社合計で759台設置 約8,900トンのペットボトルが回収 と BtoB

回収の仕組み

消費者 ボトル ポイント PETボトル 自動回収機 物流会社 リサイクル 会社 メーカー 自動回収機 圧縮効果 参照元(https://www.7andi.com/csr/theme/theme3/package-recycle.html)  高効率輸送  循環型リサイクル  再生製品の製造 協栄産業 株式会社 100%リサイクル

1-4.社会背景

～用語説明～

BtoB：

ボトルtoボトルの略称であり、食品用PETボトルを原料化し、

新たな食品用PET

ボトルに再利用すること。

フレーク：

PETボトルを8mm角（カク）位の小片に粉砕し、よく洗っ

て乾かしたもの。

作業服、卵パックや成形品の原料として使用される。

フレークは薄片という意味。

ペレット：

フレークを一度溶かして小さな粒状に加工したもの。

運搬・貯蔵が容易

で、主に繊維にする時に使われる。

繊維等に加工するときの

取り扱いが容易

になる。

ペレットは小さな弾丸（丸薬）という意味。

画像2参照元http://www.pwmi.jp/plastics-recycle20091119/lca/index.html 画像１ 画像２ 画像1参照元https://japanese.alibaba.com/photo-products/pet-bottle--flake--scrap-images.html

マテリアルリサイクル

物から物へと再利用（リサイクル）す ること。PETボトルを再利用し、繊維 シート、成形品など多種多様なリサ イクル商品が生産されている。

1-5.社会背景

～リサイクル手法について～

BtoB

Bto製品・素材

再商品化の例

繊維 シート 断熱材 精製 洗浄 解重合 粉砕 アルカリ 洗浄 再縮合重合 反応 ケミカルリサイクル メカニカルリサイクル PET粗 原料 PET樹脂 メカニカルリサイクルの利点 ・低コスト ・低エネルギーコスト

2-1.研究背景

論文紹介

論文タイトル 著者 出典 発行年 概要

Exploring Comparative Energy and Environmental Benefits of Virgin, Recycled, and Bio-Derived PET Bottles

Pahola ら ACS Sustainable Chemistry & Engineering 6.8 (2018): 9725-9733. 2018年 バイオ由来およびリサイクルPETボトルは、化石資源由 来のPETボトルと比較してGHG排出量は12％から82％ 化石燃料消費量は13％から56％削減する。ただし、水 の消費量は増加する。バイオマス由来のPETの場合は 原料の生産と変換中、およびリサイクルPETから作られ たボトルの場合はリサイクル中の水の需要が高くなる。 プラスチックの循環利用の国 内現状と事業動向 半場 ら 廃棄物資源循環 学 会 誌 2018 年 29 巻 2 号 p. 99-107 2018年 廃プラスチックの排出先，性状，形態に応じて種々のリ サイクル手法が開発・適用され、現在国内では廃プラ スチック全体の84%が有効利用されている。循環型社 会形成へ向けての取り組みや、消費者のごみ削減意 識の向上により，廃プラスチック量が漸減する中，リサ イクル量は増加している。マテリアルリサイクルに関し ては，再生品拡販のため，品質の向上に注力している。 今後，輸出継続のための分別・洗浄強化等の実施，国 内利用促進に向けた対応が必要と考えられる。 Recycling in buildings: an LCA case study of a thermal insulation panel made of polyester fiber, recycled from post-consumer PET bottles

Francesca Intini & Silvana Kühtz ら

Int J Life Cycle Assess (2011) 16:306–315 2018年 リソースの消費、エネルギー節約、消費者のペットボト ルリサイクルに好影響を与えるため、本研究を行った。 イタリアの企業が製造したポリエステル不織布に焦点 を当て、リサイクルPETで作られた断熱パネルの1m 2 K / Wの影響評価の結果を、バージンPETで作られた 同様の製品と比較した。結果は、廃棄物PETの使用は、 高い熱物理特性を維持しながら、バージンPETの使用 に由来する環境への影響の大幅な削減ができた。 使用済ペットボトルのライフ サイクル的分析と指標 鈴木 稔 ら 第1回日本LCA学 会研究発表会講 演要旨集(2005年 12月) 2005年 マテリアルリサイクル法は使用が1回限りのカスケード リサイクルで、ケミカルリサイクル法は何回でも新品同 様のPETボトルに戻すクローズドリサイクルである。 本論文では、カスケードリサイクルの事例としてのマテ リアルリサイクル法で製造した制服と、ケミカルリサイク ル法のボトルを比較している。結果はケミカルリサイク ルの方物質循環効果は4倍、エネルギー生産性は3倍 優れているという結果となった。

①

②

2-2.研究背景

～文献紹介①～

 バイオ由来部分に割り当てられたカーボンニュートラルが削減の主な要因となっている。  バイオ由来のPETボトルは化石燃料由来のvPETボトル及びrPETボトルよりも水消費量が

著しく多くなっている。

 主な要因はバイオマス原料の栽培等で消費される水が多いためである。

化石燃料由来PET 一部バイオ由来PET 一部(ケミカル)リサイクルPET

各シナリオのライフサイクル水消費量 各シナリオのライフサイクルGHG排出量の内訳

91gco₂e 22gco₂e

119gco₂e 105gco₂e 95gco₂e

2-3.研究背景

～文献紹介②～

論文名：thermal insulation panel made of polyester fiber,recycled from post-consumer PET bottles

0.00E+00 5.00E-01 1.00E+00 1.50E+00 2.00E+00 2.50E+00 3.00E+00 3.50E+00 4.00E+00 4.50E+00 kg -C O ₂e q/ kg 断熱材 地球温暖化比較 0.00.E+00 5.00.E-01 1.00.E+00 1.50.E+00 2.00.E+00 2.50.E+00 3.00.E+00 3.50.E+00 4.00.E+00 4.50.E+00 kg -C O ₂e q/ kg 断熱材別 地球温暖化比較 リサイクル 断熱材 バージン 断熱材 リサイクル 断熱材 EPS ケナフ ストーン ウール ポリウ レタン  左はリサイクル断熱材とバージン断熱材の比較で、およそ46％の違いが出た。  右は、リサイクル断熱材と他材料の断熱材の比較で、ストーンウールの次に地球温暖化影 響は低い影響になった。ストーンウールは天然鉱物とリサイクルされた生産後廃棄物をベー スに使用しているため、影響が比較的小さいと考えられる。

46%

3-1.研究目的

社会背景



需要の高い石油の可採年数が迫っている。



BtoBペットボトルによって天然資源節約になる。

研究背景



ケミカルリサイクルやマテリアルリサイクルの比較はされている。



メカニカルリサイクルを対象とした文献がない。

研究目的

1. BtoBリサイクル手法や他のペットボトル製造手法を比較することでより

環境負荷

の少ないペットボトル製造手法

を検討する。

2. マテリアルリサイクルとBtoBリサイクル手法を比較することで、

BtoBリサイクル

手法の優位性を検証

する。

4-1.研究方法

～共同研究先～

参照元https://www.pwmi.or.jp/public/special/special_200309.html BtoBボトル実例 ・サントリー食品 インターナショナル株式会社様 「烏龍茶」 ・キリンビバレッジ株式会社様 「生茶」

 高品質樹脂「MR-PET」の開発

 国内飲料業界初、100%「MR-PET」の実用化

 BtoBのスペシャリスト

 1次データの提供

「MR-PET」 ・メカニカルリサイクル 独自のリサイクル技術 ・IV値（粘性）の回復 従来困難とされていた ・何度でもボトルに再生可 同じ製品で循環することが できる 参照元http://www.kyoei-rg.co.jp/recycling/mrpet.html

工場見学先

・ジャパンテック宇都宮工場

・MRファクトリー

ご協力ありがとうございました

4-2.研究方法

～基本情報～

算定対象 ①バージンペットボトルの製造 (二次データ) ②メカニカルリサイクルによるペットボトルの製造 (一次データ) ③ケミカルリサイクルによるペットボトルの製造 (二次データ) ④一部バイオマスペットボトルの製造 (二次データ) ⑤リサイクル断熱材の製造 (一次データ＋二次データ) 算定ソフト SimaPro8 IDEAver2 算定式 ・LCI=Σ（活動量×原単位） ・特性化 =Σ(LCI×特性化係数(LIME2)） 影響領域 気候変動、資源消費、(土地利用、水消費) 使用データ ①③IDEAデータベース内のデータを使用 ②協栄産業様よりいただいた一次データを使用 ④文献を参考にIDEAデータベース内のデータを使用 ⑤文献を参考にIDEAデータベース内のデータを使用 機能単位 製品1kgの製造 システム境界 原材料_調達 製造 流通 使用 廃棄 リサイクル

4-4.研究方法

～システム境界詳細～

ペットボトル 石油採掘 再生PET樹脂 EG PET樹脂 化学分解 (加水分解) 精製 回収 ベール化 TPA 成型 植物栽培 バイオEG 再縮合重合 (ペレット化) バイオマス抽出 一部バイオPET樹脂 重合 ④一部バイオマスシナリオ 86% 14% ①バージンシナリオ ③ケミカルシナリオ ②メカニカルシナリオ 熱接着 カーディング・ラッピング 紡績 断熱材 フレーク化 ⑤マテリアルシナリオ(例：断熱材) ロール巻取りと保管

4-4.研究方法

～システム境界詳細～

ペットボトル 石油採掘 再生PET樹脂 EG PET樹脂 化学分解 (加水分解) 精製 回収 ベール化 TPA 成型 植物栽培 バイオEG 再縮合重合 (ペレット化) バイオマス抽出 一部バイオPET樹脂 重合 ④一部バイオマスシナリオ 86% 14% ①バージンシナリオ ③ケミカルシナリオ ②メカニカルシナリオ 熱接着 カーディング・ラッピング 紡績 断熱材 フレーク化 ⑤マテリアルシナリオ(例：断熱材) ロール巻取りと保管

原料代替

B to B リ サ イ ク ル

4-5.研究方法

～一次データフロー図～

メカニカルリサイクルシナリオ

市

町

村

解

俵

選

別

・

除

去

ア

ル

カ

リ

洗

浄

再

縮

合

重

合

ペ

レ

ッ

ト

化

ペ

レ

ッ

ト

結

晶

化

事

業

者

輸

送

MRファクトリー(ペレット化)

輸

送

再

_生

ペ

ッ

ト

フ

レ

ー

ク

N

aO

H

宇都宮工場(フレーク化)

粉

砕

水

投

入

排

出

硫

酸

排

水

廃

_P

E

T

廃

_P

E

T

輸

送

熱

電

力

電

力

熱

汚

泥

水

廃

_P

E

T

排

水

バージン ボトル製 造, 4.55E+00 0.00E+00 1.00E+00 2.00E+00 3.00E+00 4.00E+00 5.00E+00 バージン メカニカル86％ kg -C O ₂e q/ kg 気候変動

5-1.研究結果

～バージン・メカニカル比較～

 メカニカルリサイクルによるペットボトルの製造はバージンボトル製造と比較して気候変動の影響が 約50％、資源消費の影響が約95％減少している。  影響が減少した理由としてメカニカルリサイクルにはバージンのプロセスと比べて原料となる化石 資源の採掘や原料精製の工程が含まれていないためだと考えられる。 約50%減 2.27E+00 バージン ボトル製 造, 2.84E-04 0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 バージン メカニカル86% kg -S b e q / kg 資源消費 約95%減 1.33E-05 ■ペレット化 ■フレーク化 ■バージンPET樹脂製造 ■インジェクション ■ブロー成型

5-2.研究結果

～メカニカルフレーク製造～

 廃PETの排出量が減少していることから2009年よりもリサイクル効率が向上していることが分かる。  生産数量の増加によって投入薬品(NaOH、硫酸)の量が増加し、寄与度も増加している。  電力の寄与度が年度による電源構成の変化によって異なる結果となった。  火力発電の増加により気候変動が増加し、原子力発電の急減により資源消費が減少した。 0.00E+00 5.00E-02 1.00E-01 1.50E-01 2.00E-01 2.50E-01 3.00E-01 3.50E-01 4.00E-01 2009年 2018年 kg -C O ₂e q/ kg フレーク化データ 年度 気候変動 06_水酸化ナト リウム, 97% 44_A重油の燃 焼エネルギー 08_焼却処理, 一 般廃棄物, プラス チック（PET） 電力, 東京電 力, 2009年度 電力, 東京電 力, 2014年度 -5.00E-07 0.00E+00 5.00E-07 1.00E-06 1.50E-06 2.00E-06 2.50E-06 3.00E-06 2009年 2018年 kg -S b e q / kg フレーク化データ 年度 資源消費 05_硫酸, 98% 11_工業排水処 理 44_A重油の燃 焼エネルギー 電力, 東京電 力, 2014年度 電力, 東京電 力, 2009年度

※2018年のフレーク生産数量は2009年の

約23倍

になっている。

3.66E-01 3.60E-01 2.65E-06 1.67E-06

0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 kg -S b e q / kg 資源消費 2.73E+00 2.59E+00 0.00E+00 1.00E+00 2.00E+00 3.00E+00 4.00E+00 5.00E+00 kg -C O ₂e q/ kg 気候変動

1.33E-05 1.99E-05 3.46E-05 2.84E-04 2.27E+00 4.08E+00 4.55E+00 3.94E+00

5-3.研究結果

～製造手法比較～

–特性化- 気候変動はバージン比でメカニカルが50％、ケミカルが10％、一部バイオが13％減少している。  資源消費はバージン比でメカニカルが95％、ケミカルが92％、一部バイオが87％減少している。  樹脂製造部分の算定結果を詳細にみると、ユーティリティの部分で手法ごとの差が生じていること がわかった。 ■バージンボトル製造 ■バージンPET樹脂 ■ペレット化 ■フレーク化 ■再生PET樹脂,ボトル用 ■一部バイオマスPET生産 ■インジェクション ■ブロー成型

1.33E-05 1.99E-05 3.46E-05 2.84E-04 2.27E+00 4.08E+00 4.55E+00 3.94E+00 0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 kg -S b e q / kg 資源消費 2.73E+00 2.59E+00 0.00E+00 1.00E+00 2.00E+00 3.00E+00 4.00E+00 5.00E+00 kg -C O ₂e q/ kg 気候変動

5-3.研究結果

～製造手法比較～

–特性化-2.73E+00 _2.59E+00 0.00E+00 1.00E+00 2.00E+00 3.00E+00 4.00E+00 5.00E+00 kg -C O ₂e q/ kg 気候変動 2.27E+00 4.08E+00 _3.94E+00  気候変動はバージン比でメカニカルが50％、ケミカルが10％、一部バイオが13％減少している。  資源消費はバージン比でメカニカルが95％、ケミカルが92％、一部バイオが87％減少している。  樹脂製造部分の算定結果を詳細にみると、ユーティリティの部分で手法ごとの差が生じていること がわかった。 ■バージンボトル製造 ■バージンPET樹脂 ■ペレット化 ■フレーク化 ■再生PET樹脂,ボトル用 ■一部バイオマスPET生産 ■インジェクション ■ブロー成型 1.26E-05 2.74E-05 0.00E+00 5.00E-06 1.00E-05 1.50E-05 2.00E-05 2.50E-05 3.00E-05 3.50E-05 4.00E-05 kg -S b e q / kg 資源消費 1.33E-05 1.99E-05 3.46E-05

0.00E+00 5.00E-01 1.00E+00 1.50E+00 2.00E+00 2.50E+00 3.00E+00 バージン メカニカル86% ケミカル 一部バイオ m ³/ kg 水利用量 Resources, surface water, water, withdrawal Resources, rain water, water, withdrawal Resources, ground water, water, withdrawal

5-4.研究結果

～製造手法比較～

-水利用- 各手法の水利用における寄与は表流水が最も大きいことがわかった。  内訳として電力が大きく寄与していたことから、水力発電による影響ではないかと考えられる。  一部バイオは原料となるトウモロコシの栽培によって表流水と雨水が大きくなっている。  メカニカルリサイクルは一部バイオと比べて水消費量を約40％削減できる。 1.32E+00 1.45E+00 2.11E+00 2.73E+00

0.00E+00 1.00E-01 2.00E-01 3.00E-01 4.00E-01 5.00E-01 6.00E-01 7.00E-01 8.00E-01 M ²a / kg 土地占有 Resources, forest, land use, land occupation Resources, field, land use, land

occupation Resources, building site, land use, land occupation

5-5.研究結果

～製造手法比較～

-土地利用--2.00E-03 0.00E+00 2.00E-03 4.00E-03 6.00E-03 8.00E-03 1.00E-02 1.20E-02 1.40E-02 1.60E-02 m ²/ kg 土地改変 Resources, forest to field, land use, land transformation

Resources,

forest to building site, land use, land transformation  一部バイオ以外は土地利用は建物用地が最も大きく寄与していることがわかった。  インベントリを詳細にみるとユーティリティのプロセスへの寄与が大きいことから、発電所などが寄 与が大きく出ている要因ではないかと考えられる。  一部バイオはバイオ原料になるトウモロコシ栽培のための畑が大きく寄与していることがわかった。 1.38E-04 1.57E-04 1.51E-03 1.52E-02 3.91E-03 6.31E-03 3.47E-02 7.70E-01

0.00E+00 5.00E-01 1.00E+00 1.50E+00 2.00E+00 2.50E+00 86% 90% 95% kg -C O ₂e q/ kg メカニカルリサイクルの歩留まり率 気候変動 0.00E+00 2.00E-06 4.00E-06 6.00E-06 8.00E-06 1.00E-05 1.20E-05 1.40E-05 86% 90% 95% kg -S b e q / kg メカニカルリサイクルの歩留まり率 資源消費

5-6.研究結果

～歩留まり率変化～

 メカニカルリサイクルの86%の歩留まり率をベースとして、歩留まり率を向上させることでより環境負 荷を小さくすることができる。  現状をベースに考えると気候変動は最大約10％、資源消費は最大約25％削減することが出来る。 2.20E+00 _2.11E+00 2.26E+00 _1.25E-05 1.16E-05 1.33E-05 ■バージンPET樹脂製造 ■ペレット化 ■フレーク化 ■インジェクション成型 ■ブロー成型

6-1.研究結果

～断熱材～

0.00E+00 2.00E+00 4.00E+00 6.00E+00 8.00E+00 1.00E+01 kg -C O 2 e q/ kg プロセス気候変動 0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 kg -S be q/ kg プロセス資源消費 ①PET→ボトル→MR ✚ ②バージン断熱 ③バージンペット ✚ ④PET→ボトル→断熱 ■ペット樹脂→ボトル ■ブロー成型 ■トリレンジイソシアネート ■ポリエーテルポリオール ■プラスチック ■電力 ■断熱製造 ■紡績 ■触媒 11.37kg-CO2eq 3.18E-04kg-Sbeq

マテリアルリサイクルとBtoBの製品別比較を行うため赤・青グループ分けして算定を行った。



気候変動・資源消費共に

グループ赤

が小さい値を出したため、ペットボトルにリサイクルす

る方が環境負荷が小さいことが分かった。

14.1kg-CO2eq 3.68E-04kg-Sbeq ① ② ③ ④ ① ② ③ ④ ①PET→ボトル→MR ✚ ②バージン断熱 ③バージンペット ✚ ④PET→ボトル→断熱

7-1.結論

～ペットボトル～

結論  メカニカルリサイクルによるBtoBペットボトル製造が気候変動、資源消費において、バージ ンのPETボトル製造や既存のリサイクル手法、一部バイオマス由来のペットボトル製造に 比べて環境負荷が少ないことがわかった。  石油の代替原料として、一部バイオマス由来のペットボトルと比べると、メカニカルリサイク ルによるBtoBペットボトルは土地利用や水消費の影響も低減することが可能であることが わかった。  今後は歩留まり率を向上させることで、メカニカルリサイクルによるBtoBペットボトル製造 の気候変動と資源消費の環境負荷はさらに低減することが出来る。  マテリアルリサイクルと比較すると、メカニカルリサイクルによるBtoBリサイクル手法は優 位性があることが検証できた。 研究目的 1. BtoBリサイクル手法や他のペットボトル製造手法を比較することでより環境負荷の少ない ペットボトル製造手法を検討する。 2. マテリアルリサイクルとBtoBリサイクル手法を比較することで、BtoBリサイクル手法の優 位性を検証する。

8-1.課題と限界

課題  廃PETの回収輸送や工場間の樹脂の輸送などの影響が考慮できていない。  各リサイクル手法で製造する再生樹脂の原料となる廃PETをインプットとして考慮できてい ないため、リサイクル手法が過小評価になっている可能性がある。  リサイクル断熱材のGHG排出は、75％のリサイクル繊維を使用したにもかかわらず変化が 小さく思えたので、断熱材の性能の咀嚼が必要である。  他のマテリアルリサイクルとも比較してBtoBリサイクルの優位性を検証する必要がある。 限界  データベースに2018年の電力がなかったため、最も新しい2014年の電力で代替している。  バージンPETボトル製造とバージン断熱材の算定にデータベースのデータを利用したため、 プロセスごとの比較が出来なかった。  バイオマスPET樹脂製造の投入項目がデータベースになく、近いと思われるものを代替と してインプットしているので、過大・過小評価になっている可能性がある。

論文タイトル 出典 使用済ペットボトルのライフサイクル的分析と指標 第1回日本LCA学会研究発表会講演要旨集(2005年12月) プラスチックマテリアルリサイクルに関する新しい技 術展開 廃棄物資源循環学会誌，Vol. 29, No. 2, pp. 116 -124, 2018 使用済ペットボトルの国内リサイクルと日中間リサ イクルのライフサイクル評価 日本LCA学会誌 2008 年 4 巻 4 号 p. 324-333 使用済ペットボトルの国内リサイクルと日中間リサ イクルの比較分析 廃棄物学会論文誌 19.5 (2008): 328-339. 使用済ペットボトルの国内リサイクルと日中間リサ イクルの比較分析 廃棄物学会論文誌2008 年 19 巻 5 号 p. 328-339 リサイクルの LCI 分析結果の表記法 土木学会論文集G2008 年 19 巻 5 号 p. 38-339 プラスチックの循環利用の国内現状と事業動向 廃棄物資源循環学会誌2018 年 29 巻 2 号 p. 99-107 フレーク to プリフォームダイレクトリサイクル技術 の開発

食品と容器= Food & packaging 60.5 (2019): 332-336

論文タイトル 出典

Twenty years of PET bottle to bottle recycling—an overview Resources, Conservation and Recycling

Volume 55, Issue 11, September 2011,Pages 865-875September 2011, Pages 865-875

A life cycle assessment of the closed-loop recycling and thermal recovery of post-consumer PET

Resources, Conservation and Recycling

Volume 54, Issue 12, October 2010, Pages 1241-1249October 2010, Pages 1241-1249

Plastics recycling: challenges and opportunities PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY B 27 July 2009 Volume 364Issue 1526

Recycling of PET European Polymer Journal

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Bioproducts and Biorefining 6.6 (2012): 625-639.

Exploring Comparative Energy and Environmental Benefits of Virgin, Recycled, and Bio-Derived PET Bottles

ACS Sustainable Chemistry & Engineering 6.8 (2018): 9725-9733. Environmental Impacts Evaluation of Sorbitol Production from

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Eksergi Vol 16, No 1（2019）

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サイト名 URL PETボトルリサイクル推進協議会 http://www.petbottle-rec.gr.jp/ 協栄産業株式会社 http://kyoei-rg.co.jp/ WWFジャパン 「海洋プラスチック問題について」 https://www.wwf.or.jp/activities/basicinfo/3776.html GIGAZINE 「世界をプラスチックで汚染している企業ランキングが公開さ れる」 https://gigazine.net/news/20191101-plastic-polluters-coca-cola-nestle-pepsi/ BUSINESS INSIDER 「コカ・コーラ、海洋プラスチックごみをリサイクルした世界初 のペットボトルを発表」 https://www.businessinsider.jp/post-201024 SUSTAINABLE BRANDS 「P&G、日本の海洋プラごみ使い洗剤ジョイの容器を製造 へ」 https://www.sustainablebrands.jp/news/jp/detail/1193247_1501.html 全球化監察 Globalization Monitor

「A million bottles a minute: world's plastic binge 'as dangerous as climate change'」

https://www.globalmon.org.hk/content/million-bottles-minute-worlds-plastic-binge-dangerous-climate-change プラスチック情報局 「コンパクトで、クリーンなPETボトルのマテリアルリサイクル 工場 ジャパンテック(株)宇都宮工場」 https://www.pwmi.or.jp/public/special/special_200309.html

9-3.参考文献

4-2. 研究方法

～補助～

文

献

プ

ロ

セ

ス

影

響

評

価

ideaにて「重量」の機能単位を

合わせ算定した結果。

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 文献値と本算定との整合性 フレーク化(宇都宮工場/2018年版) 紡績 断熱パネル製造

文献

Idea

算定

以上から、整合性は十分と考え

本算定を行った。

（地球温暖化係数を参考にした理由は

本研究と関係性がある被害評価が

地球温暖化係数しかなかったため。）

フレーク化(宇都宮工場/2018年版)

紡績

断熱パネル製造

0.3474187 0.932912

1.5397748

フレーク化(宇都宮工場/2018年版)

紡績

断熱パネル製造

0.365

0.901

1.675

伊坪研究室

4-3.研究方法

～基本情報～

2020年2月28日 33

機能情報

・リサイクル断熱：

＝

1㎡k/w(熱抵抗)

＝0.035w/mk （熱伝導

・硬質ウレタンフォーム：

K=I/Rt・A

=0.035/1・1

=0.035w/mk

リサイクル断熱

算定対象 ①リサイクルPET断熱材の製造(リサイクル) ②硬質ウレタンフォームの製造(バージン) 算定ソフト SimaPro8 データベース IDEAver2 算定式 ・LCI=Σ（活動量×原単位） ・特性化 =Σ(LCI×特性化係数(LIME2)） 影響領域 GHG排出、気候変動、資源消費、 使用データ ①協栄産業様よりいただいた一次データ(フレーク)、 文献値（ペット繊維製造、断熱材製造） ②IDEAデータベース内のデータを使用 機能単位 熱伝導 0.035w/mk

4-3.研究背景

～補助スライド～

システム境界詳細

熱接着

カーディング・ラッピング

紡糸

ロール巻取りと保管

フレーク化

(1次データを使用)

断熱材製造

紡績

フレーク化

4-4.算定方法

～補助スライド～

ペレット化 フレーク化 生産量 生産数量 ( ﾍﾟﾚｯﾄ ) kg 生産数量 PETﾌﾚｰｸ kg 原料 購入フレーク kg 市町村購入ボトル kg 原料搬入距離 搬入総距離 km 製造エネルギー 電気使用量 kwh ボイラー燃料 Ａ重油 ( LSL ) ℓ フォークリフト燃料 フォーク燃料(ﾌﾞﾀﾝｶﾞｽ) kg 冷却・洗浄水 工業用水取水 ㎥ 薬品 苛性ソーダ（水酸化ナトリウム） kg 硫酸 kg アウトプット（廃棄物） 廃棄物 (計) kg 廃プラ (廃プラ) kg 汚泥 (汚泥・工場内発生) Kg (汚泥・排水設備 ) kg 排水 排水（取水量と同量とする） ㎥ 生物化学的酸素要求量（BOD） mg/L

メカニカルリサイクル(ペレット化＆フレーク化)

4-4.算定方法

～補助スライド～

バイオエチレン バイオエタノール 1.7 天然ガス(燃料) 2.6 電気 1.3 バイオエチレンオキシド 酸素 0.9 バイオエチレン 0.8 天然ガス(燃料) 4.2 電気 2.4 バイオエチレングリコール バイオエチレンオキシド 0.9 水(1kg) 8.2 電気 1.4 一部バイオPET樹脂 バイオエチレングリコール 0.3 酢酸 0.04 メタノール 0.04 パラキシレン 0.5 水(1kg) 0.5 天然ガス(燃料) 4.1 電気 6.6 石炭 0.5 残油 1.9 バイオEG及びバイオPET樹脂製造のインプットデータ 成型プロセスのインプットデータ

4-4.算定方法

～算定条件～補助スライド

シナリオ

使用データ

プロセス内訳

インプット量

①バージン

IDEAデータベース

飲料用プラスチックボトル

1 kg

②メカニカル

(歩留まり86%)

MR樹脂：86%

バージン樹脂：14%

MR樹脂：一次データ

バージン樹脂：文献値

フレーク化

ペレット化

バージンPET樹脂

ブロー成型

インジェクション成型

0.98

0.98

0.16

1

1

kg

③ケミカル

(化学分解法)

IDEAデータベース

再生PET樹脂,ボトル用

ブロー成型

インジェクション成型

1.14

1

1

kg

④一部バイオマス

(バイオEG：65%)

(石油TPA：35%)

バイオEG：文献値

石油TPA：データベース

バイオマスPET樹脂

ブロー成型

インジェクション成型

1.14

1

1

kg

機能単位 製品1kgの製造 ※PETボトル1㎏製造あたりのPET樹脂のインプット量は文献値より1.14kgとする。 ※成型プロセスのインプットにはPETボトル1㎏製造に必要なユーティリティが入力されている。

CH_Resour ce depletio CH_Climat e change % 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 発電用エネルギー, 原子力, 日本 {JP} | 338120000 | U 発電用エネルギー, 石炭火力, 日本 {JP} | 338117000 | U 発電用エネルギー, 水力, 日本平均 {JP} | 338119000 | U 発電用エネルギー, 風力, 日本 {JP} | 338124000 | U 発電用エネルギー, LNG火力, 日本 {JP} | 338112000 | U 発電用エネルギー, 原油火力, 日本 {JP} | 338115000 | U 発電用エネルギー, 地熱, 日本 {JP} | 338122000 | U 発電用エネルギー, 太陽光, 日本 {JP} | 338123000 | U

5-2.研究結果

～補助スライド～

https://www.fepc.or.jp/smp/nuc lear/state/setsubi/index.html 電源別発受電電力量の推移 発電方式 2010年 2014年 地熱及び新エネ ２％ ５％ 水力 ７％ ８％ 天然ガス ２９％ ４３％ 石炭 ２８％ ３３％ 石油等 ９％ １１％ 原子力 ２５％ ０％ 各発電方式の影響寄与度 発電方式 資源消費 原子力 １００％ 天然ガス ３３％ 石油 ２６％ 発電方式 気候変動 石炭 １００％ 石油 ７７％ 天然ガス ６２％ 環境影響(最大値を100%としたときの割合)

5-3.研究結果

～製造手法比較～

–特性化-0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 kg -S b e q 資源消費  気候変動はバージン比でメカニカルが50％、ケミカルが10％、一部バイオが13％減少している。  資源消費はバージン比でメカニカルが95％、ケミカルが92％、一部バイオが87％減少している。  バイオマスシナリオはデータベースにデータがなく、文献から寄せ集めでプロセスを作ったため、資 源消費の観点では過大(過少)評価になっている可能性がある。 2.27E+00 4.08E+00 1.33E-05 2.73E+00 2.59E+00 0.00E+00 1.00E+00 2.00E+00 3.00E+00 4.00E+00 5.00E+00 kg -C O ₂e q 気候変動 1.99E-05 3.46E-05 4.55E+00 3.94E+00 2.84E-04

■バージンボトル製造 ■ペレット化 ■フレーク化 ■再生PET樹脂,ボトル用

5-3.研究結果

～製造手法比較～

–特性化- 手法別に比較すると各影響領域においてメカニカルリサイクルが一番小さい結果となった。  樹脂製造部分のインベントリを詳細にみると、ユーティリティの部分で手法ごとの差が生じているこ とがわかった。 1.26E-05 2.74E-05 0.00E+00 5.00E-06 1.00E-05 1.50E-05 2.00E-05 2.50E-05 3.00E-05 3.50E-05 4.00E-05 kg -S b e q 資源消費 1.33E-05 1.99E-05 3.46E-05 2.73E+00 _2.59E+00 0.00E+00 1.00E+00 2.00E+00 3.00E+00 4.00E+00 5.00E+00 kg -C O ₂e q 気候変動 2.27E+00 4.08E+00 _3.94E+00 ■ペレット化 ■フレーク化 ■再生PET樹脂,ボトル用 ■一部バイオマスPET生産 ■インジェクション ■ブロー成型

5-3.研究結果

～樹脂製造比較～

0.00E+00 5.00E-01 1.00E+00 1.50E+00 2.00E+00 2.50E+00 3.00E+00 メカニカル86% ケミカル 一部バイオ kg -C O ₂e q 1㎏PET樹脂製造手法 気候変動 パラキシレン 都市ガス13Aの燃焼エネルギー 副生油・副生ガス(ナフサの燃焼 エネルギー) 精製系(ベンゼン, 石油精製系 BTX分離副生) A重油の燃焼エネルギー 電力, 東京電力, 2014年度

5-3.研究結果

～樹脂製造比較～

-5.00E-06 0.00E+00 5.00E-06 1.00E-05 1.50E-05 2.00E-05 2.50E-05 3.00E-05 メカニカル86% ケミカル 一部バイオ kg -S b e q 1㎏PET樹脂製造手法 資源消費 パラキシレン バイオエチレングリコール 都市ガス13Aの燃焼エネルギー 副生油・副生ガス(ナフサの燃焼 エネルギー) 精製系(ベンゼン, 石油精製系 BTX分離副生) A重油の燃焼エネルギー 電力, 東京電力, 2014年度

5-3.研究結果

～樹脂製造～-補助スライド- 樹脂製造の各手法で共通して大きく寄与しているのは電力とA重油の燃焼エネルギーとなった。  メカニカルリサイクルでは歩留まりの影響で廃PETの焼却が15％ほど寄与している。  一部バイオではTPAに使われるパラキシレンとPET樹脂の製造にかかる電力が大きく寄与してる。 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% メカニカル86% ケミカル 一部バイオ PET樹脂製造手法 気候変動 天然ガス液(NGL)の燃焼エネル ギー パラキシレン 都市ガス13Aの燃焼エネルギー 副生油・副生ガス(ナフサの燃焼 エネルギー) 精製系(ベンゼン, 石油精製系 BTX分離副生) A重油の燃焼エネルギー 電力, 東京電力, 2014年度

 各リサイクル手法は共通して再生処理で使われるユーティリティの影響が大きく寄与していることが わかった。  一部バイオでは、TPAに使われるパラキシレンと、バイオエチレングリコールが大きく寄与している。 -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% メカニカル86% ケミカル 一部バイオ PET樹脂製造手法 資源消費 パラキシレン バイオエチレングリコール 都市ガス13Aの燃焼エネルギー 副生油・副生ガス(ナフサの燃焼 エネルギー) 精製系(ベンゼン, 石油精製系 BTX分離副生) A重油の燃焼エネルギー 電力, 東京電力, 2014年度

5-3.研究結果

～樹脂製造～-補助スライド-5-4.研究結果

～補助スライド～

-表流水内訳-電力, 一般 電気事業者 10社平均, 2014年度 プラスチック ポリカーボネート ポリエチレンテレフタレート バージンボトル ブロー成型 インジェクション メカニカル86% 再生PET樹 脂, ボトル用 ブロー成型 インジェクション ケミカル 一部バイオマ スPET生産 ブロー成型 インジェクション 一部バイオ 電力, 東京電 力, 2014年度 ブロー成型 56_バイオ エチレング リコール 51_電力, 東京電 力, 2014年度 一部バイオマスPET生産

文

献

プ

ロ

セ

ス

影

響

評

価

フレーク化(宇都宮工場/2018年版)

紡績

断熱パネル製造

0.3474187 0.932912

1.5397748

フレーク化(宇都宮工場/2018年版)

紡績

断熱パネル製造

0.365

0.901

1.675

IDEAにて「重量」の機能単位を

合わせ算定した結果。

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 文献値と本算定との整合性 フレーク化(宇都宮工場/2018年版) 紡績 断熱パネル製造

文献

Idea

算定

以上から、整合性は十分と考え

本算定を行った。

（地球温暖化係数を参考にした理由は

本研究と関係性がある被害評価が

地球温暖化係数しかなかったため。）

6-1.研究結果

～補助スライド～