廃棄物固形燃料及び固体回収燃料の処理、廃自動車のリサイクル

情報報告
ウィーン
廃棄物固形燃料及び固体回収燃料の処理、廃自動車のリサイクル
国際廃棄物協会(ISWA)が発行する『WASTE MANAGEMENT WORLD』の 2015 年 5・6
月号から、英国の廃棄物固形燃料(RDF)及び固体回収燃料(SRF)の処理に関する取組みおよ
び廃自動車のリサイクルについて紹介する。
１．SRF 及び RDF の最良の実践法の開発
1.1 はじめに
廃棄物固形燃料(RDF)は、機械的或いは生物学的処理を経て処理を行う自治体或いは商業廃
棄物から製造された燃料を表す、廃棄物管理部門内で使用される総称である。
このRDFの非常に広い定義の内、固体回収燃料(SRF)は発熱量、含水量及び塩素量といっ
た多くの厳密な要件があり、多くの厳しいパラメータにより定義されている。
SRFの欧州における定義を達成するには、厳しい品質基準を満たすための大規模な機械
的或いは生物学的な処理を受ける多くの廃棄物が要求される。これは基準や処理の要件を
必要としないRDFの定義とは対照的である。この広範なRDF市場全体の基準の欠如は、イ
ギリスを例にすると、事業者が最小限の処理でRDFを生産し、RDF生産の劇的な上昇に対
し投資が行われることが、比較的容易であることを意味している。基準の欠如と相まって、
この増産は貯蔵や輸送等を含む関連したサプライチェーンを通した環境面での他の問題を
増加させている。そのため、RDFの品質上の追加制限は、サプライチェーンを通して達成
される最良の実践法を確かなものにするために、これら下流の活動を考慮に入れる必要が
ある。
出典：WASTE MANAGEMENT WORLD 2015 年 5・6 月号、ISWA
図 1-1 積重ねられた RDF の様子
1.2
RDF 市場の発展
RDF 市場がいかに急速に発展できるかを示すために、イギリス市場の発展には事業者及び
その関連課題が使用されている。イギリスの廃棄物市場は、国家統計局(ONS)によると、年
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間約 105 億ポンドであると推定されている。
近年まで、イギリスの廃棄物市場は、一般廃棄物を収集、処理、廃棄するための地用自
治体による民間資金を活用した社会資本整備(PFI)の契約を行うことにより支配されていた。
中央政府からの資金で支援されたこれらの契約はイギリス中で大規模な廃棄物処理施設の
建設をもたらした。これにはイギリス国内及び海外輸出市場の両方で、専用のエネルギー
回収施設或いはセメント生産といった工業プロセスの一部としてのエネルギー生産のため
に、RDF と SRF の両方を製造する様々な構成の機械的・生物的処理(MBT)の施設の建設が
含まれている。
しかし、中央政府は現在、更なる廃棄物処理施設の建設や、貸付のための PFI からの財
政支援を取下げた。これは、欧州で設定された 2020 年までの埋立転用目標を満たすために
イギリスにおける十分な一般廃棄物の処理容量があることを信用することを前提としてい
る。
地方自治体部門の失速や増え続ける埋立税(2015 年４月 1 日からは１トンあたり 82.6 ポ
ンド)のために新しい処理インフラの開発に関する市場では、商業及び工業廃棄物を処理す
るための追加容量を提供することに焦点が置かれることが多くなっている。これにより商
業施設数が増加し、その多くは RDF の生産に焦点を当てている。
現在、SRF と RDF の最終使用に関するイギリス市場での十分な容量がないため、近年の
増加する SRF、特に RDF の生産量は輸出市場の発展に繋がっている。これは一般廃棄物か
らエネルギーを発生させるよう設計された施設における廃棄物エネルギー市場での容量を
上回っているオランダやドイツといった国への輸出ルートの発展に繋がっている。
その結果、輸出市場は環境庁に提出された情報に基づき、2012 年の 80 万トンから 2013
年には 160 万トンへ、2014 年には 240 万トンへと成長した。これは、廃棄物インフラから
の追加エネルギーが競争的な廃棄物処理委託料を提供しているイギリス内のものと一致す
るまでこの輸出レベルは維持されると予測される。しかし、これは RDF 市場の真の成長を
反映したものではない。そこには最終使用者向けに予定されている RDF の量だけでなく、
蓄積されているものもある。それはつまり、RDF 市場全体に懸念の上昇を引き起こすグレ
ーの市場である。
RDF の生産が増加してきたため、多くの懸念が RDF の品質及びイギリス国内及び輸出
用の貯蔵及び輸送での、環境やその他に関する報告された問題数の増加に関連し、提起さ
れている。これには悪臭、ハエ、浸出液、及び火災に繋がる不適切な包装といった RDF の
粗末な管理及び貯蔵や、鉄系のリサイクル可能な
物質を抽出するため失敗が含まれる。また、市場への参入障壁がないことやその後の失敗、
土地の放棄といった問題に繋がる要求に従っていないものに対する施工の欠如に関連する
問題もある。
1.3 品質と最良の実践法の追求
RDF の品質要件は一般に、エンドユーザにより設定される。例えば、もし最終目的地が
廃棄物施設からの専用エネルギーある場合、入力する品質基準は前処理を必要とせず廃棄
物に乏しいかもしれない。これはプラントは厳しい条件化で稼動し、大気へ放出する前に
排気ガスを除去或いは洗浄する装置を備えているためである。これは産業排出指令に定め
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るように、依然として厳しい排出基準を達成する一方で、より多種多様な組成の廃棄物を
受け入れることを可能にしている。
しかし、もし RDF が混焼或いはセメント産業といった産業プロセスの一部として使用さ
れる場合、一定の品質基準を満たしていることを確認することは、そのプラントの最善の
利益となる。これは腐食等の技術的問題、製品への悪影響或いは大気への不要排出といっ
たものを避けるためである。しかし、これは必ずしも環境、保管、輸送基準を扱うわけで
はないが、廃棄物の受入が可能な条件下では使用基準に対する適合を提供する。この基準
を達成することが出来るにも関わらず、SRF はまだ廃棄物として分類され、要求する規制
下に置かれている。
欧州での共通の RDF の規格を開発し、実施される可能性は非常に低い。結果として、そ
れは SRF といった特定の制限された定義に関連した品質を決定するエンドユーザしか残ら
ないだろう。欧州内の多くの廃棄物発電施設はほとんど或いは全く前処理していない自治
体廃棄物或いは商業廃棄物を受け入れるように設計されており、最小限の処理を施した
RDF を受け入れようとしている。
そのため、彼らはより高い品質基準を実施しようという試みは持っていない。最小限の
処理を受けた廃棄物を受け入れる基準と意欲の欠如は、事業者が廃棄物処理市場に参入し
RDF を製造することが技術的にも金銭的にも比較的容易であることを意味している。
1.4 証拠の要求
2014 年、英国環境・食糧・農村地域省(DEFRA)は、RDF 市場に関連した証拠の要求を
発表した。
このプロセスを通じた特定の重要な問題の一つは、RDF の使用及び製造に関する品質基準
の欠如であった。しかし、業界の反応は全ての包括的な最低限の基準を導入する意欲はほ
とんどないことを示唆していた。それは廃棄物を特定の要件のための目的に適合させるの
に適した使用を開発、施行するためのエンドユーザがしかいないことを示唆していた。
しかし、その部門内でのより一般的な通説は最低限の処理基準を導入することが有益で
あるかもしれないということであった。このような処理条件は、RDF の製造に使用される
自治体や商業で発生する廃棄物を含む必要がある。これは潜在的には、有機微粒子やその
他の有価物などの鉄、非鉄、ガラス、骨材、生分解性の物質といった潜在的に貴重な材料
を抽出するプロセスの確保を確認する必要がある。
また、より一貫性のある材料を確保するために材料のサイズを細断するといった考慮が
必要な多くの論争を生み出す必要があるだろうか。しかし、ちょうどこのような観点から
問題を考慮すると、ほとんどの環境問題を引き起こす保管や輸送に関連した下流の問題を
考慮に入れることが出来ない。そのため、いかなる基準も一つの側面ではなく、サプライ
チェーン全体から環境への影響を最小化する芯となる目標を持つべきである。そして、こ
れは悪臭、ハエ、浸出水や火災を防止するために貯蔵及び輸送のための最小の許容基準を
導入する。このタイプの試みは、他の産業部門で達成されているように、現在の規制基準
を考慮に入れた最良の実践法のガイダンスの開発を通してより用意に実施することが出来
る。
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出典：WASTE MANAGEMENT WORLD 2015 年 5・6 月号、ISWA
図 1-2 トラックで搬送される RDF の様子
そこにはまた多くのエンドユーザ向けではない貯蔵されている RDF があり、それは RDF
市場に懸念の上昇を引き起こしている“グレーマーケット”である。しかし、導入された
措置はまた、環境により大きな害を引き起こす、非効率的な他の方法により処分された廃
棄物に繋がるサプライチェーンへ、多くのコストの導入をしないこととバランスをとる必
要がある。
2014 年の証拠の要求に基づき、DEFRA は定義は開発され導入されるべきであり、過度
に規範的でないある種の処理を要求する比較的単純で明快な要件であるべきという考えを
持っている。この包括的なアプローチは、特定の用途のための SRF の製造・取引のための
技術規格(EN15359)や、燃料のエンドユーザと一体となって発達した一式の処理基準のため
の基礎を提供している。処理はまた、RDF への混合都市廃棄物或いは混合商業・産業廃棄
物から欧州の廃棄物規則の変更を反映する水準にある必要がある。
上記のように、基準は輸出される RDF を制限するものだけでなく、貯蔵や輸送を含む供
給網全体を含む必要がある。受入れ国で発生した廃棄物により満たす必要のない、また全
く同じプラントに適用する基準を満たす要求された輸出向けの RDF は利益を生み出さず
RDF 生産者のコストを単純に増加させ、貿易障壁として見なされるかも知れない。
1.5 供給網
恐らく、低品質の改善に取り組むより効果的な方法は供給網全体を見渡し、生産、貯蔵
及び輸送を含むことである。そのとき、これは貯蔵や輸送を含む廃棄物犯罪といったほか
の既存の規制に焦点を当てることになる。要求されたより厳しい認可或いはある種の金融
保証はまた、悪臭といった問題から発生する環境絵の影響を軽減し、供給もう全体での基
準の改善を援助する。また、それは不正な事業者が市場に介入
“リカバリー”としての焼却指定は、固形物や流動物といった定義を超えた廃棄物を意味
する。これに関して法的な拘束力のない欧州のガイダンスは、R1 状態(主に燃料として、又
はエネルギーを発生させるその他の方法としての利用状態)は発電を通して達成されること
を意味するリカバリー又はは処分に対しプラントが適格かどうかを評価する際に、プラン
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ト内で使用される熱が重要であることを認めている。
恐らく、輸出及び利用される熱及び電力の量に基づく代替の、より挑戦的な閾値は RDF
等の残留廃棄物がエネルギー回収効率を向上させる為に輸出され使用されるという高い信
頼性を与えている。
1.6 結論
RDF を製造するための自治体及び商業廃棄物の処理は現在広く普及している。
我々は廃棄物容量の増加に伴いイギリス市場内で長期的に RDF が使用できると考えがち
であった。RDF が高品質に製造されている場合は、我々は既に RDF を化石燃料のより持
続的な代替手段として、イギリスのみならずヨーロッパ内外のセメント業界で活用してき
た。RDF 部門は、RDF が製造業と発電をサポートする為のより持続的な燃料源となること
が出来るこれらの機会を最大限に活用しなければならない。
しかし、これをするためには RDF 部門は RDF が生産から貯蔵、輸送までの供給網の初
めから終わりまで、環境への害を防ぐような方法で製造される必要があることを認識し、
確実にしなければならない。
施行し難いより規範的な基準に対する意欲は殆どない一方で、統合されたアプローチが環
境を保護し、不正な事業者が市場に介入するのを防ぐ基準を増加させるため、現在は RDF
の供給網全体に渡る最良の実践法を開発し施行する時に来ているのかもしれない。
（参考資料）
・WASTE MANAGEMENT WORLD
2015 年 5・6 月号、ISWA
・ISWA ホームページ(http://www.iswa.org/)
２．ELV リサイクルの発展の加速
2.1 はじめに
耐用年数を終えた廃自動車(End of Life Vehicles 、以下 ELV)から、毎年 1000 万トン以
上の自動車廃棄物が EU 内で発生しており、これは毎年増加傾向にある。ELV 廃棄物は使
用されている材料を鉄、非鉄、重金属及び綿毛に分離するために一連の機械的及び物理的
操作を通して ELV を処理する自動裁断工場により管理される。アルミニウムに富み、
10wt%(重量％)以下の非鉄金属破片は合金を分離する為に処理される一方、60wt%以上の鉄
系材料は製鋼所に送られる。
銅合金片は、通常手選別、重液分離装置、色選別装置により得られる。得られたアルミ
ニウムに富む破片は異なる合金元素(シリコン、マグネシウム、マンガン、亜鉛等)を含むた
め異なる化学組成を有しており、広い範囲のアルミニウム合金が得られる。このような金
属の異なる濃度は各合金に固有の特性を付与する。
いくつかのアルミニウム合金は、その類似の物理化学的特性により分離することが困難で
ある。
いくつかの技術は分離のために色選別システムを用いることが提案されているが、最初
に表面洗浄し、合金の表面色を修正する為に薬液中にてエッチングによる化学処理を必要
とする。しかし、この種の技術は非常に多くの水、化学薬品、エネルギー消費を使用する
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ため高価であり、結果としてあまり用いられていない。
その結果、いくらかの合金を含むアルミニウム片は、アルミニウムのリサイクル率を妨
げ、主に二次材料からの鍛造合金の製造といった観点から、依然としてある種の鍛造合金
を生産するには格下げされている。更に、手選別といった使用されている分離プロセスは
労働集中的であるため、アルミニウムスクラップは EU から外国へ輸出され続けており、
それが欧州の原材料の依存度を高めている。非鉄金属のリサイクル性の向上は経済、環境
及び資源保全の観点から、その後の利点とリサイクル効率に重要な意味を持っている。
鋳造
鍛造
出典：WASTE MANAGEMENT WORLD 2015 年 5・6 月号、ISWA
図 2-1 シュレッダーの非鉄金属破片中の主なアルミニウム合金の典型的な分布
2.2 非鉄金属中のアルミニウム
非鉄金属において、銅合金は 15～20wt%を占める一方、アルミニウム合金は 75wt%を占
める。アルミニウムに関しては、図 2-1 は、シュレッダーの非鉄金属片に見られるアルミニ
ウム合金の典型的な分布を示している。これらの数値は、多くの要因、すなわち各バッチ
及び消費者の市場の概要における処理スクラップの種類に依存し、それは随時プラントに
より変化するが、ShredderSort プロジェクトの活動において収集された経験に基づいてい
る。
現在殆どの裁断機は ELV より他の多くのスクラップを受入れ処理している。すなわち、
解体及び他の一般廃棄物からの電気廃棄物、航空機や船舶の廃棄物及び金属残渣である。
しかしながら、自動車の用途で最も重要なアルミニウム合金は廃棄物中に存在する。それ
はすなわち、サブフレームやホイールだけでなく、エンジンブロックやピストン及びヘッ
ドといった多くの車両部品に使用される 3xx シリーズの鋳造合金である。車軸とサブフレ
ームはまた、鍛造合金のシリーズ 5XXX 及び 6XXX から抜打ち加工や押出し成型を用いて
作成することができる。これらの二つの合金の種類はまた内側及び外側のパネル、スペー
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スフレームといった他の自動車部品に共通して適用することが出来る。6XXX シリーズの合
金から作られた鍛造品はまた、サスペンション部品といった車の構造部品にも適用可能で
ある。1XXX 及び 3XXX シリーズからの鍛造合金は、通常、車より他の部品に適用される。
前者は主に電線及び金属箔に使用され、後者は一般的に調理器具や飲料缶に使用される。
2.3
SHREDDERSORT 計画
過去数十年間の間に自動選別技術には金属選別を含むいくつかの利用法が出現している。
これらはコンベヤにより搬送され、材料の特性を測定するセンサー或いは検出器を通過す
る搬送物の流れに基づいており、それは流れの中で他の材料を容易に区別することが出来
る。そのシステムはアクチュエータ(一般的には空気イジェクタ)に接続されている。
今日では、この種の技術は既に、とりわけ視覚分析、X 線、電磁石、色検出に基づき存在
している。それにも関わらず、それらの全てにはまだ制限がある。アルミニウム合金につ
いては、合金元素の異なる濃度で断片を系統的に並び替えることができる証明された技術
はない。
ShredderSort 計画は、非鉄金属の裁断された破片の異なる合金グループの回復を達成す
る為に、電磁気及び分光原理の組合わせに基づく現状のスクラップの選別技術の更なる改
善を目指している。開始するには、視覚画像解析(VIA)を組合わせた電磁テンソル分光法
(EMTS)といった高度な多周波電磁センシング原理によって、重金属(真鍮、青銅などの銅合
金)をプロセス中で分離する。
このシステムでは、高速ビジョンシステムは電磁センサーの応答をモデル化を通して破
片の導電率テンソル特性を検出することにより、破片の位置、大きさ及び向きを決定する
ことが可能となる。そのプロセスでは軽金属片から銅系の破片を分離することが出来る。
LIBS 技術は化学組成に基づいた種々の軽合金間の違いを識別することができ、それは選別
装置(センサ、検出器、アクチュエータ)に組み立てられた時、合金群を分離させることがで
きる。
その技術は冷却時、構成元素の原子スペクトルを放出するプラズマを誘導する粒子及び
破片の表面上に焦点を当てた高出力レーザビームの照射から成る。スペクトル処理やスペ
クトルの関心領域の適切な定義により、異なる合金の区別及び分離が可能となる。
EMTS-VIA 及び LIBS の両方の方法はいかなる複雑な前処理やある種のサンプル操作も
回避し、簡単かつ迅速な分析を提供する。それゆえ、センサ及び検出器といった選別装置
に十分適用することができる。その技術はまだ開発中であるが、これまでに蓄積した経験
により有望なものとなっている。EMTS-VIA や LIBS といった選別技術は現在、実験室規
模で開発中である。
レーザ設計及び分光計構造もまた研究中である。それら複数のシステムの統合も進歩の
ために重要な課題である。そのプロジェクトは技術が評価され実証される試験的な選別装
置ラインの設計、建設、運転を含んでいる。
（参考資料）
・WASTE MANAGEMENT WORLD
2015 年 5・6 月号、ISWA
・ISWA ホームページ(http://www.iswa.org/)
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