PUリサイクル:グローバルサプライチェーンの協働によるイノベーションが持続可能な未来を推進

ポリウレタン(PU)は、自動車、建築、家具などの産業でその優れた性能から広く使用されている多用途な合成素材です。しかし、PU廃棄物の増加に伴い、従来の埋立処分や焼却処理では多くの資源が無駄になるだけでなく、深刻な環境汚染を引き起こしてしまいます。現在、中国の「カーボンピーク・カーボンニュートラル(デュアルカーボン)」目標のもと、PUリサイクルへの関心が高まっており、PU産業は持続可能な方向へと進んでいます。

技術革新:機械的リサイクルから高付加価値の化学的リサイクルへ

かつて、PUリサイクルは主に機械的リサイクルが主流でした。たとえば、PU廃棄物は機械的に粉砕され、カーペットの下敷きや防音材などの低価格製品に再利用されていました。Adientは、廃車由来のPUから再生されたポリオールを20%使用した自動車用シートを開発し、業界初の試みに成功しました。しかし、機械的にリサイクルされた製品は付加価値が比較的低く、高品質な製品への市場ニーズには応えられていません。

現在、化学的リサイクルが主流の方法とされており、高付加価値の技術が次々と登場しています。例えば、RAMPFはPU廃棄物を解糖処理により再生ポリオール(RECYPOL®)にアップサイクルし、エアロゲルなどの高付加価値製品の生産に利用しています。この方法は、未分別の廃棄物も処理可能で、従来のプロセスに比べて炭素排出量を40%削減できます。さらに、万華化学は廃棄された硬質PUフォームをアルコール分解処理して、再生ポリオールを取得し、PUの循環型経済におけるクローズドループを実現しています。化学的リサイクル素材で作られた製品は、性能面で新品と同等でありながら、コストを大幅に削減できるのが特長です。

生物分解もまた有望なPUリサイクル技術です。MITが開発したビトリマーエラストマーは動的硫黄結合を含み、60℃で10分加熱することで微細な亀裂を自己修復でき、寿命を3倍に延ばします。ASICSはこの技術に投資しており、今後スポーツシューズなど多方面での応用が期待されています。さらに、熱分解やバイオマス代替技術も進化を遂げています。DowはFreepointと提携し、2026年までに9万トンの廃棄物を処理し、6.5万トンの熱分解油を化学製品原料として生産する計画です。Covestroのバイオ由来TPUは炭素排出量を28%削減し、すでに運動靴のソールに応用されています。こうした革新的な技術は、PUリサイクルに多様な可能性をもたらし、業界の持続可能性を後押ししています。

持続可能な実践:グローバルサプライチェーンの協働によるクローズドループリサイクルモデルの構築

グローバルサプライチェーン全体での協働イノベーションは、PUリサイクル技術の実用化を後押しする重要な原動力となっています。PUの主要用途の一つである自動車業界では、自動車メーカーがクローズドループリサイクルモデルの実現に積極的です。Jaguar Land Rover(JLR)は、AdientおよびDowと連携し、使用済み自動車のPUシートフォームを回収し、新しいシートの製造に再利用するクローズドループリサイクルを推進しています。再生フォームにより、シート1つあたり44kg以上の二酸化炭素排出量を削減できます。JLRは2025年までに車両全体の素材における再生材料の割合を20%にする目標を掲げており、自動車業界の新たな基準を打ち立てようとしています。

BASFは「リサイクルを前提とした設計(Design for Recycling)」PUフォーム技術を開発し、製品設計段階からリサイクルしやすい拡張性の強いPUフォーム部品を設計しています。この技術はBASFの上海試験プラントで検証され、ステアリングホイールや家具製品に応用されています。化学大手各社もPUリサイクル技術の導入を進めています。RAMPFのPolymAEROcycleプロジェクトは、超臨界乾燥技術を用いてEVバッテリー用の断熱材を生産し、年間2億ユーロ超の収益を上げています。Huntsmanは、PETボトルをポリエステルポリオールに再生し、最大60%のリサイクル廃棄物を含む素材を建築用断熱材や靴の材料として供給しています。

中国企業もPUリサイクル分野で重要な技術的進展を遂げています。万華化学のアルコール分解技術により、廃冷蔵庫内の硬質PUフォームを効果的に再利用できます。この技術は汚染を軽減し、原材料コストを30%削減する可能性があります。中国石化は、マレーシアの石油・ガス会社Petronasと連携し、バイオマス燃料や熱分解技術を活用してPU化学リサイクルの商業化に取り組んでいます。技術革新の進展に伴い、中国の再生PU市場は2030年までに5,000億元規模となり、世界市場の30%以上を占めると予測されています。

市場展望:政策と技術革新により循環経済が広がる

世界の再生PU市場は、政府の政策支援と技術の進歩により明るい展望を見せています。EUの新しい使用済み車両規制(End-of-Life Vehicle Regulation)は、車両に使用される材料のうち平均25%を消費後リサイクル素材にすることを義務付けています。この規制により、自動車業界におけるクローズドループ技術の普及が加速する見込みです。超臨界流体や生物分解といった新技術の発展により、世界の再生PU市場は2030年までに150億米ドル規模に達し、年平均成長率(CAGR)は12%と予想されています。

中国では、政府の政策もPUリサイクル産業に恩恵をもたらしています。中国の第14次5カ年計画では化学的リサイクルを明確に支援し、2025年までに硬質および軟質フォームのリサイクル率を5%にする目標を掲げています。しかし、現在の中国におけるPUのリサイクル率はわずか1%であり、処理施設の未整備が課題となっています。それでも、万華化学や中国石化といった企業による技術革新や政府補助金の支援により、クローズドループ製品システムの構築が進められています。中国の循環経済は2030年までに5,000億元を超える規模に拡大し、PUリサイクルはその中核的な成長分野になると見込まれています。

今後の展望:インテリジェントリサイクルと分子リサイクルがゼロカーボン産業時代をけん引

今後、PUリサイクルではインテリジェントリサイクルと分子レベルでのリサイクルが主要な技術トレンドになると予想されます。視覚認識とロボティクスを組み合わせたインテリジェント選別技術により、廃棄物処理の効率が大幅に向上します。分子リサイクルでは、酵素分解を活用してPUをモノマーに分解し、100%のリサイクル率を実現します。さらに、統合型の炭素回収技術がPUリサイクルにとって非常に有望な手段となり、物理発泡剤として超臨界二酸化炭素(Sc-CO₂)を用いることで、PU産業のゼロカーボン製造への転換を促進します。

PUリサイクルは、技術的な探索段階から産業応用段階へと進んでいます。化学的リサイクルやクローズドループ設計を通じて、PUはより持続可能なライフサイクルへと移行できるようになります。技術コストの低下により、循環経済の原則は将来のPUメーカーにとって重要な競争力となります。中国が技術的障壁を突破し、リサイクルシステムを改善できれば、世界のグリーンマテリアル市場をけん引し、持続可能なPUの発展に貢献できる可能性があります。

https://www.pudaily.com/Home/NewsDetails/54107

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