環境・再生エネ

【環境】バイオプラスチックの動向まとめ(種類、生産量、開発状況、課題など)

バイオプラスチックの動向

地球温暖化や廃プラ問題など、年々悪化する地球環境を救う一手とされるバイオプラスチック。この記事ではバイオプラスチックの基礎や、現在の生産状況、開発企業、将来の展望などをまとめた。

バイオプラスチックの基礎

種類

まずバイオプラスチック2種類ある。
①植物原料のプラスチック(=バイオマスプラスチック)
②生分解性プラスチック(=グリーンプラスチック)
バイオプラスチックはこの2種類の総称。

混乱する点としては、植物由来のプラスチックは必ずしも生分解性とは限らないし、生分解性プラスチックは必ずしもバイオ由来とは限らないということ。

加えて、『バイオプラスチック』という用語と『バイオマスプラスチック』という用語が似ていて紛らわしいこと。

バイオプラスチックとバイオマスプラスチックは紛らわしいので注意!

植物由来かつ生分解性プラスチックが、地球環境的には最も理想と思われる。
植物由来なのでカーボンニュートラル(CO2フリー)で、生分解性なので廃プラ問題を解決。
ただし製造にかかるコスト(エネルギー)との兼ね合いで決まる。

プラスチックの6つの分類

生分解性でないプラスチック!
タイプ 具体例
④化石由来で生分解性でない
(プラスチック)
PE, PP, PET, ポリスチレン, 塩ビ,
ポリウレタンなど多数
⑤化石由来×植物由来で生分解性でない
(バイオマスプラスチック)
バイオPPT, バイオPET, バイオポリウレタン,
バイオPA, 芳香族ポリエステル,
バイオポリウレタン, バイオエポキシ樹脂など
⑥植物由来で生分解性でない
(バイオマスプラスチック)
バイオPE, バイオPA11など

PE:ポリエチレン
PP:ポリプロピレン
PET:ポリエチレンテレフタラート
PA:ポリアミド

⑤と⑥は両方とも『バイオマスプラスチック』という呼び方でまとめられている。つまり、植物由来が混合されていれば、例え石油由来のプラスチックが混ざっていても『バイオマスプラスチック』と呼ばれる。

生分解性プラスチック!
タイプ 具体例
①化石由来だけど生分解性
(生分解性プラスチック)
PVA, PGAなど
②化石由来×植物由来で生分解性
(バイオベース生分解性プラスチック)
ポリブチレンテレフタラートサクシネート,
バイオPBSなど
③植物由来で生分解性
(生分解性バイオマスプラスチック)
ポリ乳酸, PHA, PHBHなど

PVA:ポリビニルアルコール
PGA:ポリグリコール酸
PBS:ポリブチレンサクシネート
PHA:ポリヒドロキシ酪酸

PHBH:カネカの製品↓(PHBHの構造式)
PHBH構造式
(生物工学会誌 第94巻第5号より抜粋)

③の『植物由来×生分解性』は環境には最高に良い組み合わせ。

カネカのPHBHは今一番ホットなグリーンプラです。

製造方法

バイオプラスチックの製造方法
  1. 生物学的な発酵技術を用いる方法
  2. および化学合成技術を用いる方法

生分解性プラスチックは発酵技術を用いる場合が多い。(ポリ乳酸やPHBHなど)

バイオプラスチックの生産量

日本のバイオプラスチック出荷量(2017年, JBPA推算値)
日本のバイオプラスチックの出荷量2017年度(JBPA)

引用:バイオプラスチック概況(JBPA)

2017年度実績

日本ではどれくらいバイオプラスチックが生産されているかいうと、上記のように4万トンである。日本全体で生産される石油由来のプラスチックはおよそ年間1100万トンでありるので、約0.4%のみがバイオプラに置き換わっている計算になる。

ちなみに世界のバイオプラの生産能力は205万トンである。
違いとして、世界では生分解性プラの割合が高いく、40%以上(88万トン)を占める。
(日本は5.8%)

企業

企業としては三菱ケミカル、三井化学、カネカ、昭和電工、クレハ、BASF、デュポンなどが積極的に取り組んでいる。産官学が連携している。

国の目標

地球温暖化対策計画(平成28年閣議決定)

2030年度のバイオプラスチック含有製品の使用量目標が197万トンが国の目標である。(現在の50倍程度)

バイオマスプラ(植物原料プラ)の現状と課題

現状

バイオマス原料から製造可能なポリマーとそうでないものがある。

ポリマーの開発段階
段階 ポリマー例
既に製造可能 PE, PET, PLA, PA, PHA, PEF, PTT, EPDM, など
まだ無理だが将来有望 PP, p-MMA, PBT, p-AAなど
まだ全然無理 PVC, ABSなど

参考:Bio-based Building Blocks and Polymers – Global Capacities and Trends 2017-2022

PEF:ポリエチレンフラノエート
PTT:ポリトリメチレン・テレフタレート
EPDM:エチレンープロピレンゴム
P-MMA:ポリメタクリル酸メチル
PBT:ポリブチレンテレフタレート
AA:ポリアクリル酸
PVC:ポリビニルクロライド
ABS:アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体

課題

全てのポリマーがバイオマスから作れるようになっているわけでは当然ない。
また、計画から遅れているものもある。
例えばMMAなどは三菱ケミカルがバイオMMAの開発を主導しており、旧三菱レイヨン時代に『将来的に50%をバイオ由来にする』と宣言し、2016年に工業生産を行う予定であったが、まだ行われていない。

生分解性プラスチックの現状と課題

生分解性プラの分解過程

グリーンプラ製品例(日本バイオプラスチック協会)
引用:JBPA

現状

PLA(ポリ乳酸)やポリブチレンサクシネート、PHA、最近ではカネカのPHBHなどが有名。
(PLAは2005年の『愛・地球博』で展示された。)

課題

強度不足が以前から指摘されている。
加えて肝心の分解性の課題も指摘されている。生分解性プラスチックは一口に生分解性といっても環境によって分解スピードが全く異なる。
海洋プラスチックが1番の社会問題だが海洋中だと分解速度が落ちる場合が多い。

現在市販されている生分解性プラスチックの中ではカネカのPHBHが比較的海水中での分解に優れる。
PHBHはセブンイレブンやスタバのストロー材料に採用されるようだし、また生産能力も増強中である。

今後もっと普及していくためには

バイオプラスチック
  • 生産コストを下げること
  • バイオ原料からモノマーに戻す技術をもっと発展させること

そのためには、企業努力が重要なのは言うまでもない。
それ以外には、政府によるバイオプラ優遇政策なども非常に重要。
(税制政優遇措置や研究支援制度など。)

加えて、バイオマスはバイオマスでも、植物の茎などの非食部を使用した『セルロース系バイオマス資源』を使用したプラスチックの製造方法の発展が望まれる。

海洋プラスチック問題については、発展途上国の海洋投棄がかなり関係しているので、先進国だけ生分解性プラスチックを発展させても実はあまり意味がない。

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