循環型社会における素材リサイクル最適化モデルの構築

本研究では、将来の日本国内における使用済みアルミニウムおよびプラスチックの発生量と、スクラップに含まれる添加元素と不純物質濃度の経年変化を解析する。その解析結果と、用途別リサイクル材の需要ポテンシャルと不純物質含有許容濃度を把握した上で、使用済み素材の利用を最適化するリサイクルモデルを構築することを目的とした。今年度は、アルミニウムスクラップ中の添加元素濃度に関して解析を行った。具体的には、アルミニウム合金の添加元素である、鉄、シリコン、銅、マンガンに関して、2050年でのスクラップ中の濃度の経年変化を、ポピュレーションバランスモデルにより解析した。そして、ピンチ解析を行い、アルミニウムスクラップのリサイクル率を最大化させるとともに、環境負荷を最小化させるリサイクル形態について解析を行った。我が国においては、アルミニウム圧延製品は主として鋳物へとリサイクルされ、それらの多くが自動車として他国へ間接輸出されることから、添加元素の制約によるアルミニウム圧延品のリサイクル阻害は起こりにくいことが示された。プラスチックに関しては、マテリアル、ケミカル、サーマルの多様なリサイクル技術毎に、環境負荷誘発量(低減量)の調査・解析を行うと共に、制約要因(不順物質の混入等)および許容限界について調査した。一般廃プラスチックに関しては、不純物の混入により、マテリアルリサイクルが実施されているものの、その5割近くを熱利用に回している場合もある。したがって、温暖化ガス排出などの環境負荷低減の観点からは、製鉄所における一般廃プラスチックのフィードストックが優位であることが示された。

本研究では、将来の日本国内における使用済みアルミニウムおよびプラスチックの発生量と、スクラップに含まれる添加元素と不純物質濃度の経年変化を解析する。その解析結果と、用途別リサイクル材の需要ポテンシャルと不純物質含有許容濃度を把握した上で、使用済み素材の利用を最適化するリサイクルモデルを構築することを目的とした。今年度は、アルミニウムスクラップ中の添加元素濃度に関して解析を行った。具体的には、アルミニウム合金の添加元素である、鉄、シリコン、銅、マンガンに関して、2050年でのスクラップ中の濃度の経年変化を、ポピュレーションバランスモデルにより解析した。そして、ピンチ解析を行い、アルミニウムスクラップのリサイクル率を最大化させるとともに、環境負荷を最小化させるリサイクル形態について解析を行った。我が国においては、アルミニウム圧延製品は主として鋳物へとリサイクルされ、それらの多くが自動車として他国へ間接輸出されることから、添加元素の制約によるアルミニウム圧延品のリサイクル阻害は起こりにくいことが示された。プラスチックに関しては、マテリアル、ケミカル、サーマルの多様なリサイクル技術毎に、環境負荷誘発量(低減量)の調査・解析を行うと共に、制約要因(不順物質の混入等)および許容限界について調査した。一般廃プラスチックに関しては、不純物の混入により、マテリアルリサイクルが実施されているものの、その5割近くを熱利用に回している場合もある。したがって、温暖化ガス排出などの環境負荷低減の観点からは、製鉄所における一般廃プラスチックのフィードストックが優位であることが示された。