無限に循環するプラスチックに関するイーストマンのムーンショット目標の内部

二歩前進

伝統的な化学会社は、プラスチックのリサイクルに革命を起こすことを目指しています。それは物質的な違いを生むことができるでしょうか？

ジョエル・マカワー著

2020年5月11日

イーストマンのテネシー州キングスポート本社施設の空撮。

テネシー州キングスポートにある約 900 エーカーの広大な工業用地は、一見すると単なる化学製造施設のように見えます。何百もの建物があり、数え切れないほどのパイプ、コンベヤー、蒸留器、冷却塔、バルブ、ポンプ、コンプレッサー、制御装置が設置されています。特に注目すべき見た目や感触はありません。

しかし、このイーストマン化学工場では異常なことが起こっています。それは、品質を損なうことなく、あらゆる種類の廃プラスチックを継続的に新しいプラスチックに戻す 2 つの画期的なプロセスです。

昨年、同社は次の 2 つの主要な取り組みを発表しました。

イーストマン氏によると、CRT と PRT の両方を使用すると、リサイクルが難しいプラスチックを無限に何度でもリサイクルでき、高レベルの認定リサイクル含有量を主張できる製品、つまり真のクローズドループを生み出すことができます。

どちらのテクノロジーも市場に投入されている、または市場に投入される予定であるため、成功と呼ぶには時期尚早です。それでも、これらは、気候危機、プラスチック廃棄物の惨状、そして今世紀半ばまでに 100 億人の物質的ニーズを満たすために資源効率を加速する必要性に同時に対処することで、自らの再生を目指す伝統的な産業企業の物語を表しています。

それがうまくいけば、この伝統的な企業のアイコンは、新興の循環経済の先導者となる可能性があります。

今年創立 100 周年を迎えるイーストマンは、1880 年代後半にイーストマンコダックカンパニーを設立した起業家、ジョージイーストマンによって設立されました。（「コダック」とは、彼が姓に付け加えた造語です。）その過程で、彼はカメラ、フィルム、加工化学薬品および関連商品の製造を通じて、ほぼ独力で写真を民主化しました（そして無数の「コダックの瞬間」を生み出しました）。そしてサービス。

第一次世界大戦後の 1920 年、イーストマンの会社は、印画紙、光学ガラス、ゼラチンなどの原材料や、フィルムストックの製造と加工に必要なメタノール、酢酸、アセトンなどの多くの化学薬品の不足に悩まされていました。そしてプリント。彼は、会社の将来を確実にするためには自立が必要であると判断しました。彼は、コダックが所有・運営する化学生産施設に適した場所を探し始めました。

キングスポートは、バージニア州南西部の一部とテネシー州北東部の山間部の郡にまたがる、マウンテン・エンパイアとして知られる地域に位置し、最適な場所であることが判明した。コダックにとって不可欠な 2 つの重要な商品にすぐにアクセスできました。写真フィルムの主要な材料であるセルロースを製造するための木質繊維です。そして石炭はボイラーに動力を供給して蒸気と電気を作り、その後、フィルム、プラスチック、繊維の製造に必要なアセチル化学物質を製造するための合成ガス、つまりシンガスの生産に使用されました。

これら 2 つの原料から、コダックの子会社であるイーストマンケミカルはマウンテンエンパイアの経済大国に成長し、世界中に 50 以上の製造拠点を持つ独自の帝国に拡大しました。

同社は時代の変化に適応し、繁栄しました。たとえば、1920 年代後半までに、家庭用映画フィルムの需要と X 線フィルムの需要の高まりにより、イーストマンケミカルは写真乳剤のベース材料である無水酢酸を製造しました。 1930 年代に、同社は繊維を製造するための酢酸セルロースの生産に目を向けました。 1940 年代と 1950 年代の自動車ブームにより、イーストマンは自動車の設計と製造に不可欠な化学薬品や材料を生産するようになりました。第二次世界大戦中、キングスポートの敷地は悪名高く、強力な爆薬である RDX の製造に使用され、ピーク時には 1 日あたり 150 万ポンドの生産量がありました。第二次世界大戦の終わりまでに、イーストマンはマンハッタン計画のために濃縮ウランを製造するプロジェクトを管理していました。戦後、繊維製品やその他の製品用のポリエステル繊維は重要な事業分野となり、現在もその地位を保っています。

ジョージ・イーストマンは、彼が触媒となった成功をあまり生きて見ることができませんでした。彼は 1932 年に、心臓に一発の銃弾を受けて自殺で亡くなりました。

1990年代、コダックの写真事業はデジタルカメラの出現で暗雲が立ちこめ、同社は適応が遅れ、機敏な競合他社に蹂躙された――そして同社は1994年に負債返済を支援するために化学部門を分離した。 (イーストマンという会社は、法的に法人化された社名からではありませんが、ブランドから「化学」を削除しました。)

イーストマンの最新のイノベーションと持続可能性を戦略の中核とする軸は、現会長兼最高経営責任者（CEO）のマーク・コスタによって後押しされている。イーストマン氏は元経営コンサルタントであり、バークレーとハーバード大学の両方で学位を誇示していたコスタ氏は、2006 年に同社に入社し、戦略、マーケティング、事業開発を指揮し、2014 年にコーナーオフィスに昇進しました。彼のリーダーシップの下、同社は化学品から特殊素材への変革を加速させています。

「2009年に大不況から抜け出し、イノベーションポートフォリオについて考え始めたとき、私たちはすでに持続可能性について非常に真剣に考えていました」とコスタ氏は3月初旬、オフィスで昼食をとりながら私に語った。イーストマンがキングスポート市に譲渡した自然保護区と公園の権利。「私たちは、循環経済と炭素の利用効率をさらに高めることが良いアイデアであることを知っていました。」

イーストマン CEO マーク・コスタ (写真提供: イーストマン)

「循環性というこの考え方は、私たちにとって新しいものではありません」と彼は付け加えた。「私たちのすべてのイノベーションにおいて、私は 2009 年からイノベーションポートフォリオの責任者でした。私たちは、自分たちが行うすべてのことを持続可能性の原動力に結びつけることを要求していました。当時からずっと。」

Eastman の 2 つの新しい「更新」テクノロジーは、長年 Eastman のツールキットの一部であった製品とサービスをある程度自然に拡張したものです。現在、持続可能性と循環性の時代に向けて再利用および改良され、廃プラスチックを同じ性能と品質特性を持つ新しいプラスチックに戻すという、循環経済の聖杯の 1 つに取り組む企業として位置付けられています。

世界的なプラスチック廃棄物問題への注目の高まりにより、プラスチックを収集、分別し、継続的な閉ループで新しいプラスチックにリサイクルするという多くの深刻な課題が浮き彫りになっています。

まず、利用可能なインフラストラクチャと市場の需要に基づいて、定期的に収集およびリサイクルされているプラスチックは 2 種類だけです。PET と HDPE — 1980 年代後半に協会が開発した SPI 樹脂識別コードで、それぞれ No. 1 と No. 2プラスチック業界の。他のほとんど (SPI No. 3 ～ 7) は技術的にリサイクルが可能ですが、ほとんどの場所でインフラも市場も不足しています。

何よりも最悪なのは、ジュースの箱、ケチャップのパック、歯磨き粉のチューブ、その他数え切れないほどの形で、混合ポリマー、紙、ラミネート、ホイルを何層にも重ねたマルチマテリアルのパッケージの山が増えていることだ。これらのフランケン材料は、ほとんどの最新のリサイクルシステムにとっては不向きです。最も期待できるのは、それらが何らかの耐久性のある製品（人工芝、プラスチック製の家具、自動車のファンブレードなど）にダウンサイクルされることだ。これらの製品自体も最終的には摩耗し、リサイクル不可能な廃棄物として埋め立て地に捨てられることになる。これらのプラスチックのうち、最終的な安息の地として埋め立て地から逃れられるのはごく一部です。

これらすべてのプラスチックを分別することは別の問題です。たとえプラスチック 3 ～ 7 が容易にリサイクル可能だったとしても、それを処理するためのインフラが整っていると仮定すると、さまざまな種類のポリマーを互いに分離しておくのは非常に労働集約的な作業です。また、石油価格が歴史的に低いことを考慮すると、最近の市場暴落以前から、再生プラスチックは多くの用途において依然としてバージンプラスチックと比較して競争力がありません。それらの石油化学製品はあまりにも安すぎます。

したがって、すべての廃プラスチックをその構成分子に戻し、生産的な利用に戻すイーストマンの能力は、状況を一変させる可能性がある。

プラスチックをリサイクルするには、機械的リサイクルと化学的リサイクルという 2 つの基本的な方法があります。前者はソーダボトル (PET) とミルクジャグ (HDPE) で最も一般的に使用されます (それぞれプラスチック 1 と 2)。これには、廃プラスチックを粉砕、洗浄、分離、乾燥、再造粒、配合して新しい原料を作成することが含まれます。

機械的リサイクルは費用対効果が高いですが、限界と欠点があります。プロセスは熱を大量に消費し、したがってエネルギーと炭素を大量に消費し、大気汚染物質を生成します。食品やその他の異物による汚染も、文字通り作品を台無しにするもう一つの問題です。また、プラスチックは一度機械的にリサイクルされた後は、次のリサイクルにはほとんど適しません。これは、最終的には廃棄物の流れに行き着くことを意味します。

また、機械的方法で製造された再生プラスチックを製造に使用するには物理的な限界があります。「機械式のボトルでは、リサイクルされた内容物はおそらく 50 パーセントまでしか得られません。実際には、かなり醜い製品やその他のあらゆる種類の性能上の問題が発生し始めます」とコスタ氏は説明しました。「つまり、品質パフォーマンスに一種の制限が生じることになります。」

代替案はケミカルリサイクルです。この技術は 1950 年代から存在していましたが、循環経済が勢いを増すにつれ、投資とイノベーションの拡大の焦点となっています。ウォール・ストリート・ジャーナルによると、BPやダウなどのプラスチックメーカーや、コカ・コーラ、ダノン、ユニリーバなどの消費財企業は、この技術をテストしたり、数千万ドルを投資したりしているという。

ケミカルリサイクルでは、解重合によりプラスチックが原料に分解され、新しいポリマーに変換されます。熱分解（酸素の不在下での有機材料の加熱）により、混合プラスチック廃棄物をナフサに変えることができ、ナフサは石油化学製品やプラスチックに戻すことができます。

国連環境省によると、世界で毎年4億トン以上発生するプラスチック廃棄物のうち、現在リサイクルされているのはわずか約9パーセントで、残りの約90パーセントは潜在的な原料として残されているという。

米国化学評議会の 2019 年の報告書によると、ここには大きな可能性があります。同報告書は、ケミカルリサイクル（同社が「先進的なプラスチックのリサイクルと回収」と呼んでいる）が広く採用されれば、米国で直接的および間接的に約4万人の雇用を創出し、年間給与22億ドル、直接的および間接的な経済生産額99億ドルに上る可能性があることを発見した。。

イーストマンのカーボン再生技術とポリエステル再生技術はケミカルリサイクルの一形態です。しかし、それらは単に機械的リサイクルに取って代わることを目的としたものではありません。 PET および HDPE プラスチックの場合、メカニカルリサイクルはすでにかなり効率的であり、多くの市場でコスト競争力があることが実証されているリサイクル材料の流れを作り出しています。

「我々はそれと競争したくない」とコスタは語った。「率直に言って、その価値は高すぎます。持続可能性の観点からは、触るべきではありません。」

さらに、さらに大きなチャンスがあります。同社によると、イーストマンのポリエステル再生技術は、ポリエステル廃棄物に特化したケミカルリサイクルプロセスであり、着色されたPETからでもバージンのような材料を生成するという。このプロセスには、解糖 (エチレングリコールによる PET の分解) を使用して、廃 PET を基本的な構成要素に分解することが含まれます。これらの構成要素を再組み立てして、高レベルのリサイクル含有量を含む新しいポリエステルを生産できます。

イーストマンは廃プラスチックの探索において、プラスチック製の水やソーダボトルのリサイクル市場への参入をいとも簡単に諦めることができる。ポリエステル廃棄物の発生源は他にもたくさんあります。たとえば、カーペットなどです。

最近の取り組みの 1 つとして、同社は使用済み製品をリサイクルするために再利用する会社である Circular Polymers と提携しました。 Circular Polymers は、廃棄カーペットから回収した PET を収集し、高密度化しています。次に、PET廃棄物をペレットに変換し、カリフォルニアの工場からテネシー州イーストマンまで鉄道で輸送します。 Eastman は CRT プロセスを使用して、ペレットを認定されたリサイクル内容を含む新しい材料に変えます。それらの材料は最終的に繊維、化粧品やパーソナルケア製品のパッケージ、メガネのフレームなどに使われます。

コスタ氏は、イーストマン社はこのような提携を通じて年間数百万ポンドのカーペットを転用できる可能性があると述べているが、カーペット・アメリカ・リカバリーによると、これは2018年に米国内だけで埋め立て地に送られた30億ポンド以上のカーペットのほんの一部に過ぎない。努力、業界団体。

そしてそれはポリエステルだけではありません。イーストマン氏は、他のすべての種類のプラスチック廃棄物、特に恐ろしいフランケン材料を含む、コストと物流の観点からリサイクルが難しいものには無限の可能性があると考えています。同社の目標は、これらの廃棄物に含まれる炭素分子の価値を抽出し、それらを新品同様のプラスチックとして生産的に利用することです。

コスタ氏は、「リニア経済の化石燃料アプローチよりも優れた、製品を通じて炭素を取り戻す方法があるなら、そうすべきですよね？つまり、これは複雑ではありません。」と述べた。

イーストマンの目標は、経済的に実行可能な場合はどこでも、未使用の対応する「炭素再生」材料を代替することです。コスタ氏は、純粋な経済学を超えて、ビジネスと環境の両方の観点から、イーストマンが廃プラスチックをリサイクルするのが理にかなっている場合を判断するための 3 つの基準を私に説明してくれました。まず、廃棄物は製品に戻さなければなりません。エネルギーを作るために焼却したり燃やしたりする必要はありません。第二に、ライフサイクル分析に基づいて、リサイクルされた材料の二酸化炭素排出量は、化石燃料と同等のものよりも優れていなければなりません。そして 3 つ目は、「消費者は生活の質において多くのことを諦めるべきではない」ということです。つまり、価格やパフォーマンスのトレードオフはほとんどありません。

これまでのところ、CRT および PRT プロセスは、イーストマンの多くのブランドのポリマーのいくつかに採用されています。その中には、自動車、包装、エレクトロニクス用途に使用される樹木から作られたセルロースベースの熱可塑性樹脂である Treva も含まれます。 CDAは生物由来の材料で、眼科用フレームやツールハンドルなどの射出成形用途に使用されます。クリスタルは、高級化粧品の包装用途向けに特別に設計および設計されています。トライタンは、キャメルバックやナルゲンの水筒、ラバーメイドの食品保存容器の製造に使用される耐久性のある透明なプラスチックです。

そして、持続可能に管理された認定された松とユーカリの農園から作られた繊維である Naia は、ファッション業界で広く使用されています。これは本質的に酢酸セルロースであり、写真フィルムに使用されているのと同じ素材であり、キングスポートのイーストマン社によって約 100 年にわたって製造されています。この場合、それは布を作るために使用される糸に紡がれます。

Naia は閉ループプロセスで製造され、化学投入物 (酢酸とアセトン) が継続的にリサイクルされます。同社のマーケティング資料によると、環境への影響（水の使用量、気候変動への排出、生態系の破壊）と感触の点で、シルク、綿、ビスコースフィラメント、ポリエステルに比べて優れているとのことです。その糸は編んだり織ったりすることができ、他の繊維と簡単にブレンドできます。イーストマン氏によると、ナイアで作られた衣類は、ドライクリーニングが必要な多くのファッション性の高い生地に比べ、家庭での洗濯が簡単だという。同社は、Naia は洗濯してもマイクロファイバーを生成しないと主張しています。

しかし、持続可能性の観点からは大きな課題が 1 つあります。それは、ナイアの主成分の 1 つである合成ガスを製造するための原料として化石燃料が使用されることです。

Eastman のファッション用 Naia テキスタイルヤーン。 (写真提供：イーストマン)

イーストマンは、ナイアの生産から化石燃料を排除し、廃プラスチックの分解から得られるガス、つまり炭素再生技術である改質と呼ばれるプロセスから得られるガスに置き換える技術を開発している。その結果生まれた製品、Naia Renew がこの秋に発売される予定です。同社は、これを「100パーセント循環材を原料とし、60パーセントの認定木材繊維と40パーセントのリサイクル廃プラスチックから製造されたセルロース糸」と説明している。

使用済みの繊維も Naia の潜在的な原料であり、着られなくなった衣類を新しいものに戻す好循環を生み出します。イーストマン社は、将来の回収プログラムの可能性について大手ファッションブランドと話し合っていると、同社の最高技術・持続可能性責任者のスティーブ・クロフォード氏が私の訪問中に語った。「彼らは衣服を集めて私たちに送ることができ、私たちはそれを同じ繊維に戻して新しい衣服を作ることができました。」

ここにはさらに別の破壊的な機会がある。それは、イーストマンのプロセスを通じて「再生」されるプラスチック廃棄物を選別するための埋め立て地を採掘することである。

同社は、廃棄物管理会社と緊密に連携して、そのような原料をどのように利用できるかを評価していると述べた。「私たちの仕事の一環として、この分野の関係者とどのように提携し、どのように協力するかに多くの焦点が当てられています」とイーストマンのサステナビリティ担当ディレクター、キャシー・コムズ氏は説明した。「ケミカルリサイクルを供給できるインフラをどう構築するか？」

「私たちは、イーストマンの新しいリサイクル技術が、現在機械リサイクルに利用されていないプラスチックを含む幅広い廃プラスチックを利用できることを実証しました」とクロフォード氏は付け加えた。「しかし、廃棄物収集と廃棄物管理システムの両方、そして主要な最終用途バリューチェーンの主要企業と提携する必要がある。また、これらの新技術の貴重な原料源となるこれらの材料の需要創出を支援してくれるブランドも必要である」。」

もちろん、こうしたイノベーションはすべて、世界的な不況と思われるパンデミックのさなかに起こっています。繊維セクターは、他のほとんどのセクターと同様に、新型コロナウイルス感染症の影響を受けており、世界的な小売売上高の劇的な減速により、世界的なサプライチェーンの混乱、バリューチェーン全体での一時帰休、在庫と流動性の課題の増大が生じている。しかし、業界関係者や影響力を持つ人々は、繊維業界が再建に伴い持続可能性をより重視して台頭してくるだろうと信じている、とイーストマンの繊維・不織布部門ゼネラルマネージャーのジョン・ウッズ氏は語った。

マーク・コスタ氏は、イーストマンが地元と世界の両方に与える影響、特に地元の廃棄物の流れからプラスチックを採掘することによってもたらされる経済発展など、自社の将来について強気な姿勢を保っている。

「本当の経済的機会があり、多くの中小企業の雇用が創出されると思います。これはこの国にとってもヨーロッパにとっても素晴らしいことであり、人々はこれに飛び込むでしょう」と彼は私に語った。「つまり、廃棄物管理担当者がそれを行うでしょう、そして彼らは大規模で規模が大きいでしょう。しかし、地元の中小企業がそれを行う方法について自治体と協力する機会もたくさんあります。そして、私たちが見たのと同じように。」

コスタ氏は、CRT や PRT などの技術が経済性を劇的に改善できれば、プラスチックのリサイクルに新たな命を吹き込むことができると信じています。「アルミニウムの 10 ～ 20 パーセントしか採取できず、80 パーセントを廃棄しなければならなかったとしたら、アルミニウム担当者は決して成功しなかったでしょう。その努力が正当化できないため、高いアルミニウムのリサイクル率を達成できるとは思えません。」

そして、イーストマンの持続可能性と循環型の創意工夫の一部は、苦境に立たされている化学部門にも影響を与えるかもしれない、と彼は付け加えた。

「誰もが化学業界にとってマイナスな点に注目したいと考えていますが、私たちには改善の余地がたくさんあります。では、この問題を真剣に受け止め、業界は現在そうしていると思いますが、問題を解決するためにどのように協力すればよいでしょうか」」

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