ケミカルリサイクルとは、廃プラスチックなどを化学的に分解し、モノマーや油、ガスといった化学原料へ戻して再利用するリサイクル方法です。
マテリアルリサイクルでは扱いにくい複合素材や汚れを含む廃棄物にも対応でき、高品質な原料へ再生できる点が特徴となります。
一方で、高温処理に伴うエネルギー消費や設備費、原料となる廃棄物の安定回収など、実用化を広げるうえで複数の課題も残っています。
この記事では、代表的な技術やほかのリサイクル方法との違い、メリット、国内外の事例と課題を初心者にも分かる言葉で解説します。
ケミカルリサイクルとは廃棄物を化学原料に戻す再生方法
廃プラスチックを分子レベルで分解・再生する仕組み
ケミカルリサイクルでは、廃プラスチックを熱や触媒、溶剤などで処理し、長くつながった高分子の構造を化学反応によって分解します。
分解後はモノマーや炭化水素油、合成ガスなどを回収し、精製などの工程を経て、プラスチックや化学製品の原料として再利用します。
たとえばPETを構成する分子まで分解すれば、着色成分や異物を取り除いたうえで、再びPET樹脂を製造する原料に戻せます。
産業技術総合研究所によると、この方法は使用済みプラスチックをモノマーやナフサなどに戻す技術であり、物質を原料段階から循環させる点が特徴です。
マテリアル・サーマルリサイクルとの違いと使い分け
3つの方法は、廃プラスチックを材料として残すのか、化学原料へ戻すのか、熱エネルギーとして利用するのかという点で異なります。
| 方法 | 処理の特徴 | 適している廃棄物 |
|---|---|---|
| マテリアルリサイクル | 粉砕・洗浄・溶融して材料として再生 | 分別しやすく汚れの少ない単一素材 |
| ケミカルリサイクル | 化学的に分解して原料へ変換 | 複合素材や品質が低下したプラスチック |
| サーマルリサイクル | 焼却時の熱を発電や給熱に利用 | 材料や化学原料への再生が難しい廃棄物 |
品質を保って材料に戻せるものはマテリアル方式、材料として再生しにくいものはケミカル方式、両方式で扱えないものは熱回収の順に検討します。
資源循環の実現に向けて注目される背景
プラスチックは製造から廃棄までの各段階で資源を消費するため、使い捨てを減らし、使用済み製品を再び原料として循環させる取り組みが進んでいます。
日本ではプラスチック資源循環法が2022年4月に施行され、設計・販売・回収・再資源化を含む製品のライフサイクル全体を対象とした対策が始まりました。
プラスチック循環利用協会によると、2024年の国内廃プラスチック総排出量は911万トンで、ケミカルリサイクルの割合は3％でした。
現在は熱回収が大きな割合を占めており、再生が難しい廃プラスチックを化学原料として循環させる手段として、ケミカルリサイクルに関心が集まっています。
ケミカルリサイクルを支える代表的な技術
モノマー化でプラスチックの原料に戻す
モノマー化は、使用済みプラスチックを化学反応によって分解し、樹脂を構成する単位や中間原料まで戻して再利用する方法です。
回収した製品を選別・粉砕・洗浄した後に解重合し、得られた物質から異物や着色成分などを取り除いて純度を高めます。
精製したモノマーや中間原料を再び重合すれば、同じ種類のプラスチックを製造できるため、水平リサイクルにも活用できます。
代表例が使用済みPETボトルの再生であり、PETボトルリサイクル推進協議会も、原料まで分解・精製した後に再重合する工程を紹介しています。
油化・ガス化で化学製品に使える原料をつくる
油化は、廃プラスチックから金属や塩素分などを除去した後、酸素を抑えた環境で加熱分解し、炭化水素油を回収する方法です。
生成された油は成分ごとに分けて精製され、石油化学原料となるナフサや、ボイラーなどで使用する燃料の代替品に利用されます。
ガス化では廃プラスチックを高温で分解し、水素や一酸化炭素などを含む合成ガスへ変換して、アンモニアをはじめとする化学品の原料に活用します。
日本容器包装リサイクル協会も、油化とガス化をプラスチック製容器包装のケミカルリサイクル手法として整理しています。
コークス炉化学原料化・高炉原料化で製鉄に活用する
高炉原料化は、廃プラスチックから金属や異物を除いて粒状に加工し、高炉へ投入して、コークスや微粉炭の代わりに利用する方法です。
高炉内でプラスチックから生じた一酸化炭素や水素が鉄鉱石の酸素を取り除き、銑鉄をつくる工程の還元剤として働きます。
コークス炉化学原料化では、廃プラスチックを石炭とともに無酸素状態で熱分解し、コークス、炭化水素油、コークス炉ガスを回収します。
環境省中部地方環境事務所も、回収物を高炉の還元剤、化学原料、発電用ガスとして利用する再商品化計画を紹介しています。
ケミカルリサイクルで得られる3つのメリット
高品質な原料や製品へ再生できる
ケミカルリサイクルの利点は、廃プラスチックを原料段階まで分解し、不純物や着色成分を取り除いて品質を整えられる点です。
使用や再加工によって強度や色が変化したプラスチックでも、回収した原料を精製して再合成すれば、幅広い製品に利用できます。
所定の純度や安全基準を満たした再生原料は、衣類や包装材だけでなく、品質管理の厳しい食品用容器などへの活用も進んでいます。
元と同じ用途へ戻す水平リサイクルを繰り返せるため、原料の価値を保ちながら資源を循環させる仕組みづくりに役立ちます。
複合素材や汚れのある廃プラスチックも活用しやすい
ケミカルリサイクルは、素材を分子や化学原料の段階まで分解するため、機械的な再生が難しい複合素材にも適用できる場合があります。
複数の樹脂を組み合わせた包装材や、染料を含むポリエステル繊維なども、対象成分を分解・分離して原料として回収できます。
ただし、すべての汚れや異物を処理できるわけではなく、金属や塩素を含む素材などは、方式に応じた選別や前処理を行います。
産業技術総合研究所でも、綿とポリエステルの混紡繊維からPET由来成分を回収する技術開発が進められています。
化石資源の消費と廃棄物の削減に貢献できる
廃プラスチックから回収したモノマーや油などを製造原料へ置き換えれば、新たに投入する石油などの化石資源を減らせます。
焼却や埋立てに回っていた廃棄物を製造工程へ戻すことで、資源を一度使って捨てる一方向型の流れから循環型へ転換できます。
ただし、資源やCO2の削減効果は、回収・輸送・選別・分解・精製に使うエネルギーと、再生原料の利用先によって変動します。
環境省のプラスチック資源循環戦略でも、再生材の利用促進と持続可能なリサイクルを一体で進める方向性が示されています。
国内外の活用事例と普及に向けた課題
プラスチックや衣類などの製品・企業別活用事例
ケミカルリサイクルは、使用済み容器から衣類、寝具まで対象が広がっており、製品の素材や回収方法に合わせて技術が選ばれています。
| 企業・分野 | 対象製品 | 取り組みの内容 |
|---|---|---|
| PETボトル業界 | 使用済みPETボトル | 化学分解と再重合によるボトルtoボトル |
| 日本製鉄 | 容器包装プラスチック | コークス炉で油・ガス・コークスへ再資源化 |
| 資生堂 | 化粧品容器 | 店頭回収した容器を化学処理して水平リサイクル |
| 三井化学 | ポリウレタン製マットレス | 回収材を原料へ戻す技術と循環モデルを実証 |
環境省も、ポリウレタンや複合素材など、従来は再生しにくかった製品を対象とする技術開発と実証事業を支援しています。
日本と海外における実用化・普及状況
ケミカルリサイクルの普及段階は地域や技術によって異なり、日本では既存設備の活用と新たな実証が並行して進んでいます。
| 地域 | 主な状況 |
|---|---|
| 日本 | コークス炉化学原料化やガス化が実用化され、油化やモノマー化の設備開発も進行 |
| EU | 再生材の使用目標と、化学的に再生した材料を算定するルールを整備 |
| 米国 | 熱分解やガス化などを高度リサイクルとして位置づけ、研究から商用化まで展開 |
欧州委員会は2026年、飲料用PETボトルに含まれる化学再生材を算定・検証する規則を明確化しました。
米国環境保護庁も、従来の機械的再生では扱いにくいプラスチックを補完する技術として高度リサイクルを紹介しています。
エネルギー消費と処理コストを抑える必要がある
ケミカルリサイクルでは、廃プラスチックの選別や前処理に加え、分解・精製・再合成の各工程で熱や電力、薬剤を使用します。
高温・高圧で処理する方式はエネルギー消費が増えやすく、反応設備や異物除去装置の建設費、運転・保守費も事業費に反映されます。
回収量が少なく設備の稼働率が下がれば、再生原料1トン当たりの処理費が上がり、価格面で化石資源由来の原料と競争しにくくなります。
米国エネルギー省も、エネルギーと材料の効率を高めた技術開発や大規模展開を戦略目標に掲げており、低温化や工程短縮がコスト低減の焦点です。
安定回収と産業間連携による循環網の構築が求められる
ケミカルリサイクル設備を継続的に稼働させるには、処理方式に合った廃プラスチックを一定量確保し、原料の品質を安定させる体制が欠かせません。
回収物の量や樹脂の組成、異物の混入率が変動すると、設備の稼働率や再生原料の収率が下がり、処理費の上昇につながります。
自治体や排出事業者、回収業者、リサイクル事業者、化学メーカー、製品メーカーが情報を共有し、回収から再利用までをつなぎます。
経済産業省の調査報告書でも、再生プラスチックの供給拡大に向け、廃棄側と製造側を結ぶ動静脈連携が検討されています。
ケミカルリサイクルは特性を理解して活用することが重要
ケミカルリサイクルは、使用済みプラスチックを化学原料へ戻し、従来は再生しにくかった素材を資源として循環させる方法です。
- モノマー化・油化・ガス化など複数の技術がある
- 高品質な原料へ再生できる
- 複合素材や汚れを含む廃棄物にも対応しやすい
- 化石資源の使用量と廃棄物を減らせる
- エネルギー消費、処理費、回収体制に課題が残る
環境効果は処理方法や輸送距離、使用するエネルギーによって変わるため、マテリアルリサイクルなどの方法と条件をそろえて比較してください。
事業者は廃棄物の材質・量・汚れ・再生後の用途を整理し、消費者は自治体の分別方法に従って、回収した資源が循環する流れを支えてください。
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