困難なプラスチックをリサイクルするためのソリューション

需要はあるものの、リサイクルプラスチックの利用は、ブランド所有者が自社の製品にリサイクルコンテンツを組み込むという公約を行ったこともあり、加速し続けています。米国環境保護庁は、米国のリサイクル率は約 9% にとどまっていると示しています。1」「国家概要: 事実と数字」材料、廃棄物、リサイクル」、米国環境保護庁、2022 年 7 月 31 日。消費者の行動、リサイクルへのアクセスの欠如、困難なプラスチックの分別、リサイクル能力の不足など、いくつかの要因が総合的に米国のリサイクルを制限しています。2」プラスチック回収の加速米国では」、マッキンゼー、2019年12月20日。

ここでは、フィルムや柔軟な品目、発泡体、小型品目などのボトル以外の包装材料を指す、いわゆる難処理プラスチックの分別に関する課題を解決する重要な機会に焦点を当てます。 特にフィルムは、「高度リサイクル」と呼ばれる新技術の原料としてリサイクル業者から求められています。3高度リサイクルの詳細については、Zhou Peng、Theo Jan Simons、Jeremy Wallach、Adam Youngman 著「高度リサイクル: 成長の機会」を参照してください。 、マッキンゼー、2022 年 5 月 16 日。廃棄物管理業界からは大量の処理困難なプラスチックが入手可能ですが、市場の断絶により、今日実際にリサイクルされる量は限られています。利用可能な材料の品質がリサイクル業者の投入要件を満たしていません。 。

廃棄物管理業界からは大量の処理困難なプラスチックが入手可能ですが、市場の断絶により、今日実際にリサイクルされる量は限られています。

「高度リサイクル」という言葉過去 30 年間、プラスチック リサイクルの最も一般的なアプローチであった機械的リサイクルを補完することを目的とした、熱分解、ガス化、加溶媒分解、マイクロ波技術などの最近の技術開発を指します。 この意味で、高度なリサイクルは、これまでリサイクルが困難だった材料を、他のプロセスで化学原料として使用できる炭化水素や前駆体分子に変換するのに役立ちます。1高度なリサイクルの詳細については、Zhou Peng、Theo Jan Simons、Jeremy Wallach、および Adam Youngman を参照してください。 、「高度なリサイクル: 成長の機会」、マッキンゼー、2022 年 5 月 16 日。

この記事では、この市場の断絶を解決し、米国のプラスチックリサイクルを大きく前進させるために、原料準備施設（FPF）とも呼ばれる新世代の二次選別施設を導入する機会について概説します。 私たちの結論は、リサイクルプラスチックの需要は旺盛で、この需要を満たすために利用できる未開発の原料が大量にあり、リサイクル材料の価格プレミアムにより、バリューチェーン全体にとって、この材料を収集して加工して高品質の製品を生産するために投資する経済性が魅力的であるというものです。 -高品質の円形プラスチック。

現在、さまざまなプラスチックやプラスチックの形状のリサイクル率には大きな幅があります。 ペットボトルやその他の大型で硬い包装形態（通常はポリエチレン テレフタレート（PET）や高密度ポリエチレン（HDPE））は、すべてのプラスチックの中でリサイクル率が最も高く、20 パーセント以上です（図表 1）。

PET および HDPE ボトル (水ボトル、ミルクジャグ、シャンプーボトルなど) は、紙、金属、ガラスと同様に家庭の店頭リサイクル プログラムで広く受け入れられています。 その結果、これらのボトルには、自動選別機で単一ストリームのリサイクル可能物を管理できるマテリアル リサイクル施設 (MRF) で簡単に選別できるなど、回収のための安定したシステムが導入されています。

フィルム、袋、その他の食品サービス品目など、主にポリエチレン (PE) で作られているその他の包装セグメントのリサイクル率は 10% 未満です。 フィルムとフレキシブルフィルムは、店先や住宅向けプログラムでの受け入れ率が低く、ほとんどが商業回収によって回収されます。 米国で毎年生成される使用済みプラスチック約 3,500 万トン (MT) のうち、PE フィルム、多層包装、熱成形、発泡体、小型の剛性などの難しい形態のプラスチック包装が約 8 トンを占めています。年間メートルトン (MTPA)。 このプラスチックはリサイクル業者の原料として機能する可能性がありますが、今日ではほとんどが未利用のままです。

リサイクルされたプラスチックに対する強い需要があり、特にリサイクルの約束を果たすために使用済みプラスチックを使用する必要がある消費者向け包装製品 (CPG) 企業からの需要が高いです。 この点に関して、多くの日用品企業はポートフォリオの 15 ～ 50 パーセントをリサイクル プラスチックに移行することを約束しています。場合によっては、早ければ 2025 年または 2030 年までに。4「署名報告書」、エレン・マッカーサー財団、2022 年 8 月 3 日にアクセス。

この需要は、再生プラスチック、特に天然 HDPE などの包装に使用される高品質グレードのプレミアムによって証明されています。 この需要にもかかわらず、フィルムや柔軟なプラスチック素材のリサイクル率は低いままであり、多くのプログラムはこれらの素材を回収していません。 現在、米国にある約 500 の MRF のうち、20 ～ 30 パーセントがプラスチック フィルムを処理する能力を備えています。 これらの MRF は、「MRF フィルム ベール」として知られるものを生成する可能性があります。 しかし、大多数は最終市場が不足していると認識されているため、そうしないことを選択しています。

この切断は、使用後のプラスチック ベールの品質が原因である可能性があります。 現在、MRF フィルム ベールの品質は一般的に低くなっています。 50 ～ 70% の PE またはポリプロピレン (PP) で構成されるものもあります。 PET やポリ塩化ビニル (PVC) などのその他の望ましくないプラスチックが 10 ～ 20 パーセント。 10 ～ 30 パーセントは紙、金属、食品残渣などの非プラスチック材料です。 ベールの組成も非常に一貫性がなく、時間の経過や供給源によって大きく変動するため、下流の処理で使用することが困難になります。

下流のリサイクル業者は、より柔軟な高度なリサイクル プロセスであっても、80 ～ 90 パーセント以上の純度レベルを必要とします。 機械式リサイクル業者では、フィルム グレード B または A/A+ などのさらに高品質のプラスチックが必要で、透明な PE の純度はそれぞれ 95 パーセントまたは 99 パーセント以上である必要があります。

供給 (MRF) と需要 (高度なリサイクル業者または CPG) の間の品質と量の不一致により、市場の断絶が生じています。 一方で、埋め立て地に送られる未使用の低品質フレキシブルベールが大量にあります。 一方で、高度なリサイクルをスケールするには原料が限られています（図表 2）。

原料の品質の不一致によって引き起こされる市場の断絶を解決するために、プラスチックリサイクル業界は、FPF に投資してベールの品質を向上させることができます。 FPF は、プラスチック廃棄物を集約し、下流の処理業者の仕様を満たすようにアップグレードするのに役立つ可能性があります。 再生プラスチックのプレミアムにより、各段階で再投資レベルの収益が得られます。 このシステムを構築するには、（先進的な）リサイクル業界と廃棄物業界の協力が必要です。 この提案されたソリューションについては、以下で詳しく説明します。

原料の品質を向上させるために、プラスチックリサイクル業界は、高度なリサイクルの仕様を満たすためにポリオレフィン含有量を増加させるためにFPFに投資し、高度なリサイクル業者に供給するMRFからの集合体量を増やすことができます。 FPF は、弾道、渦電流、磁石、光学式などの選別機を導入して他のプラスチックや汚染物質を除去することもでき、破砕、高密度化、粉砕などの各リサイクル施設のニーズに合わせて原料の物理的表現を調整することもできます。特定のリサイクル施設の要件を満たすために原料の物理的形状を変更するための押出成形。5選別されたプラスチックフィルムは軽くてふわふわしているため、フィルムが絡まる可能性があり、熱に対して均一ではないため、反応容器に供給するのに理想的な形式ではない可能性があります。移行。 緻密化とは材料を圧縮することを指し、押出とは材料を溶解して一貫したプロファイルに成形することです。

今後、FPF は埋立地に行き着くはずの MRF フィルムをリダイレクトできるようになり、柔軟なフィルムを処理できる MRF の 20 ～ 30 パーセントがその機能を導入できるようになります。 これらの MRF 能力が十分に活用されると、業界は新しい弾道選別機や光学選別機などの追加の MRF アップグレードに投資して、住宅や小規模の商業ソースからより多くのフィルムを受け入れることができます。

これらの変更には追加の投資が必要であり、ソースや回収方法ごとに段階的なコストが発生します (図表 3)。 当初、低コストの使用済みフィルムは、店舗前での消費者の持ち込みや店舗裏での梱包を通じて、大規模および中規模の商業ソースから回収できます。 MRF からフィルムをアップグレードするための FPF の構築は、次の段階のコストになります。 その他のコストは、MRF のアップグレードや FPF の構築によって発生する可能性があります。 最後に、地方などの一部の供給源ではリサイクルにアクセスできず、アクセスを提供するには、新しいトラックの購入やMRFの開発など、より大きな投資が必要になります。

小さな数字米国のプラスチック リサイクル施設の 4 つは、マテリアル リサイクル施設 (MRF) から出るプラスチック残留物の二次選別として機能してきましたが、そのような施設はすべて、主に経済性の悪さのため、わずか数か月または数年で操業を停止しました。

しかし、原料調製施設 (FPF) は、次の 3 つの理由から今日でも成功する可能性があります。

追加の分別を行うと、先進的なリサイクル業者がこれまで支払ってきた使用済みプラスチック原料よりも高いコストが発生することになる。 私たちの調査によると、廃棄物管理業界は商業ソースからフィルムを 1 MT あたり 200 ドル未満で供給できる可能性がありますが、需要を満たすにはより高価な段階のプラスチック廃棄物が必要となるため、需要の増加によりコストが 1 MT あたり最大 300 ドルから 500 ドルまで上昇する可能性があります (補足記事を参照) 「原料調製施設が成功する方法」)。

しかし、過去 3 年間、バージン材料と比較して再生プラスチックに支払われたプレミアムは MT あたり 1,500 ドル以上と高額であり、上記の追加の分別コストをカバーするには十分以上です。 これらのプレミアムは、ベールの品質を向上させるための投資を促進するために、バリューチェーン全体に渡すことができます。

プラスチックリサイクル業界（化学物質製造業者を含む）と廃棄物管理業界は、協力してこれらの困難なプラスチックのリサイクルを拡大することができます。 化学プレーヤーは下流の資産と製品ポートフォリオを持っています。 廃棄物管理会社は使用済みプラスチック材料を所有しており、分別技術を導入するのに最適な立場にあります。 これらの企業は現在、そのようなテクノロジーをある程度まで導入することができますが、そうするための経済的インセンティブはまだありません。

フィルムのリサイクル需要が高まり続ける中、プラスチックリサイクル業界は廃棄物管理業界と協力して、より幅広い原料源を活用することができます。

特に化学産業は、原料に対する強い需要の増大を示すことができ、直接資本投資または引き取り協定を通じて、廃棄物管理産業の動員に資金を提供することができます。 これは廃棄物管理業界の信頼を築き、さらなる投資を促す可能性があります。 確実に成功するには、化学物質の生産者や廃棄物管理だけでなく、消費者、包装加工業者、ブランド所有者、政策立案者からの支援も必要となります。

今後数年間、再生プラスチックの需要は継続すると予想されます。 プラスチック廃棄物の新たなセグメントを活用することで、ブランドは、先進的なリサイクル業者によって可能となり、バリューチェーン全体への投資を可能にする価格プレミアムによって支えられ、リサイクル材料に関する約束を達成することができます。 こうした状況は、廃棄物収集業者と先進的なリサイクル業者が、北米のリサイクル率の段階的な変化を推進するために共同で（そして利益を上げて）投資する前例のない機会をもたらしています。

クリス・ムッソマッキンゼーのデンバーオフィスのシニアパートナーです。アンドリュー・フィッシュアソシエイトパートナーです。周鵬ヒューストン事務所のコンサルタントです。 そしてジェレミー・ウォラックボストンオフィスのパートナーです。

著者らは、この記事への貢献について、Wenting Gao、Amanda Kwon、Craig Poeppelman、Caroline Vanchiere、Rong Xiao に感謝の意を表します。