産業由来のローターブレードとプラスチック廃棄物のリサイクル

環境には良いが、廃棄が難しい：風力発電設備の平均寿命は20年で、その後は交換が必要となる。 しかし、古い発電機のリサイクルは困難を極めます。特にローターブレードは、繊維強化プラスチックで構成されているため、問題となっています。また、自動車のトランクカバーなどの他のプラスチック系廃棄物や、医療・製薬分野、電気・電子機器分野などの小型部品についても、現時点ではリサイクルが不可能、あるいは困難な状況にあります。 

繊維強化プラスチックのリサイクル

この点に着目し、Hannover・ライプニッツ大学（LUH）のIKK（プラスチック・循環技術研究所）がクラウス・マッフェイ・エクストルージョン（Laatzen）と共同で、2023年7月1日より新たな研究プロジェクトを開始した。 ハンス＝ヨーゼフ・エンドレス教授（工学博士）の指導の下、研究者たちは、工業用プラスチック部品、すなわち繊維強化プラスチックやプラスチック系複合材料から発生する産業廃棄物を再利用可能にする新たなプロセスを開発することを目指しています。ニーダーザクセン州科学文化省は、この「ReKon」プロジェクトに約55万ユーロの助成金を拠出しており、助成期間は2年間です。 

クローズドループ型リサイクル

このプロジェクトの背景にある考え方は、リサイクルされたプラスチックを、産業において可能な限りその原料が得られた場所（クローズドループ・リサイクル）で再利用することです。これにより、トランクカバーは将来、再びトランクカバーとして、あるいは少なくとも別の自動車部品として生まれ変わる可能性があります。「製品の品質は、投入原料の品目純度を可能な限り高くし、不純物の混入度を低くすることで向上します。 したがって、選別、分離、洗浄、浄化といった前処理工程が極めて重要な役割を果たします」とエンドレス教授は述べています。元の部品を製造したメーカーがリサイクルも担当することの利点は明らかです。プラスチックや部品の正確な組成が把握されているため、選別が格段に容易になります。さらに、輸送距離が短く済み、CO2排出量の多い長距離輸送を回避できます。 最終的には、将来の部品世代もリサイクルに適した設計となる。これにより、貴重な原材料の消費量が削減される。

機械的リサイクル方法

プラスチックのリサイクルには現在、いくつかの方法があります。化学的な手法がますます普及しており、最近では溶剤を用いた手法も採用されるようになってきました。 IKKでは、エンドレス教授率いるチームが、確立されているものの、その開発がまだ道半ばにある機械的リサイクル手法に注力しています。これら機械的リサイクル手法は、他の手法と比較して、エネルギーや資源の消費量が著しく少ないという特徴があります。その原理は単純で、繊維などの他の原料にも適用可能です。まず、プラスチック廃棄物を破砕します。 その後、押出機内で、こうして得られた材料を高圧・高温下で溶融・精製し、最終的に一種のペレットに加工されます。この再生材――プラスチックの微細な粒子――は、他の場所で再利用可能な新しい部品の基礎となります。

これまでリサイクルが困難だった素材に焦点を当てる

この新しい研究プロジェクトは、異なるプラスチックやその他の材料が結合されており、現在産業レベルで利用可能なリサイクル技術では分離できなくなっている部品に焦点を当てています。 主に、ローターブレードに使用される繊維強化プラスチック、製薬業界の複合材料、電子廃棄物、そして自動車産業から排出されるいわゆる「シュレッダー軽分画」が対象となります。このシュレッダー軽分画は、プラスチック含有率が高いにもかかわらず、現在はリサイクル不可能と見なされており、そのほとんどが焼却処分されています。

産業由来のプラスチック廃棄物の増加

産業分野におけるプラスチック廃棄物の量は、今後さらに増加していく見込みです。例えば、新車の1台あたりには現在300キログラム以上のプラスチックが使用されており、EUはごく最近提出された「廃自動車規制」において、将来の自動車世代に向けた野心的なリサイクル率を定めています。風力発電設備についても、今後数年間で再処理が必要となる設備の数が増加しています。 2022年にドイツ連邦環境庁が実施した調査によると、2040年までに発生するローターブレードだけで、最大43万トンのガラス繊維強化プラスチックが発生すると予測されている。 

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© ハノーファー・ライプニッツ大学（出典）

wissen.hannover.de 掲載のライプニッツ大学

「イニシアチブ・ヴィッセンシャフト・ハノーファー」のメディアライブラリに掲載されているハノーファー・ライプニッツ大学の動画。

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(公開日：2023年7月24日)