ゴミ焼却の熱とCO₂を工場で活用する「LCCN」の社会実装に向けて

　まずは背景の説明をさせてください。社会の脱炭素化を考える際、再生可能エネルギー（再エネ）による発電を前提とした電化に注目が集まることが多いのですが、素材の生産から廃棄の過程において、どのようにカーボンニュートラルを実現できるかを考えることも重要になっています。

　現状、使用済みのペットボトルについてはペットボトルにリサイクルする仕組みができていますが、分別されたその他のプラスチックの半分近くはプラスチックには戻っていません。食品や紙などが付着しているプラスチックは、リサイクルできずに焼却されているものも多いです。カーボンニュートラルな社会を実現させようとすると、それらもきちんと循環させて、CO₂が出ないかたちでもう一度、プラスチックに戻すことが必要になります。
　
　LCCNは、リサイクルできない廃棄物を燃やすことでプラスチックなどをつくるためのエネルギーを生み出し、一方で焼却時に発生するCO₂を回収して原料としてプラスチックを作ることで資源として炭素を循環させ、生産から廃棄までのプラスチックのライフサイクル全体で、カーボンニュートラルを実現することができる仕組みです。LCCN（Life Cycle Carbon Neutral）と名付けたのもそのためです。

　焼却炉で発生する熱の大半は発電に用いられていますが、発電効率は高くありません。LCCNではリサイクルが難しい廃棄物（混合プラスチック、雑紙、ゴム、皮革などの雑多な可燃物）を焼却し、蒸気を熱のまま高効率に活用します。プラスチックを製造している化学工場などでは大量の蒸気を使用しているのですが、蒸気を長距離輸送するのは難しいため、コンビナートのそばに大規模なゴミ焼却炉を建設し、そこで発生する焼却熱を活用してもらうことを考えています。

　また、焼却時に発生するCO₂は煙突から回収し、再エネで作った「グリーン水素」と反応させ、メタノールやエタノールを作ります。それを原料としてもう一度、プラスチックを作ることができます。

　地元に還元するため、焼却炉の脇に温水プールを設置し、地元の方に安く利用してもらっている自治体は多いです。焼却熱で温水を作るのも悪くはないのですが、もったいない使い方ではありますね。これからは再エネの供給も増えていくので、太陽光パネルで昼間発電した電気の余剰分を使って、給湯しても良いかもしれません。

　温水であれば、空気の中にある熱エネルギーを集めて水を温めるヒートポンプ給湯器（例えばエコキュート）を使うのが効率的です。ヒートポンプは温度差のある熱をくみ上げる装置なので、産業用の100℃以上の蒸気を供給するとなると効率が悪くなりますが、温水を製造するのは得意です。

　効率的ではありません。ゴミを燃やしたときに出るガスには塩化水素等が含まれているので、ボイラー配管の腐食を防ぐために、最高で450℃程度までしか蒸気温度を上げられず、発電効率は最大25％ほどにとどまります。対してガス火力発電所などでは1600℃の燃焼ガスで発電しており、発電効率は60%を超えます。加えて、再エネが普及し、焼却発電による電気が売れなくなる時代がやがて到来しそうですね。

　一方、焼却炉のボイラーから蒸気供給をする場合、約90％の熱を最小限のロスで有効に使えます。化学工場などで使う蒸気は現在、化石燃料を燃やして作っているのですが、それとあまり遜色ない効率です。焼却熱を蒸気として供給することで、エネルギー効率は発電より2倍以上良くなります。

　小さな規模でも蒸気供給は可能ですが、効果は蒸気量に比例します。効果を大きくしたければ蒸気量を増やす必要があり、1カ所のコンビナートで、1日に5000トン以上のゴミを焼却できると理想的です。コンビナートによって事情は大きく異なりますが、5000トン焼却すれば、1時間に1000トンの蒸気を消費している化学コンビナートであれば、必要な蒸気の半分くらいをカバーできるかもしれません。自治体によって差はありますが、1日に1人0.7～0.8キロほどの焼却対象ゴミを出しているので、5000トンであれば600～700万人分のゴミが必要という計算になります。

　CO₂の削減効果は大きいです。化学産業全体では、プラスチック製造のためなどに年間約6000万トンのCO₂を排出していますが¹⁾、LCCNによって焼却炉から蒸気供給が行われるようになれば、年間約2000～2500万トンの排出を減らすことができます。仮に現在の各自治体の焼却炉における焼却発電でCO₂の年間排出量を500万トン削減できているとしても、社会全体でさらに1500～2000万トンの削減効果が見込まれます。なお、ゴミの輸送距離の増加に伴うCO₂排出は、削減効果に比べるとはるかに軽微です。

　将来、再エネ由来の電気が豊富になり、電気を蒸気に変えてどんどん使えるようになれば、廃棄物から蒸気供給する仕組みの意義は薄れるかもしれませんが、過渡期である現在、そして2050年を過ぎてもしばらくは、意義のある仕組みだと考えられます。

　焼却熱の産業での利用については、2016年ごろから提案してきました。コンビナートの中に大規模な焼却炉を建てるよう提案するようになったのは、2021年ごろからです。自治体や企業の方を訪ねて、LCCNの説明を重ねてきました。2020年に菅義偉前首相が「カーボンニュートラル宣言」を打ち出して以降、風向きが変わりました。廃棄物処理の広域化も含めて、肯定的に受け止められることが増えました。

　既に実現可能性調査を実施した地域もあります。ただ、一定規模の焼却炉の建設には最低でも2ヘクタール（1ヘクタールは100ｍ×100ｍ）以上の土地が必要で、土地探しが難航しがちです。将来的には、産業構造の変化等で生じる工場跡地などに建てることが可能だと思います。
　
　地元住民の反発も予想されます。焼却炉の排ガス処理は環境基準値を下回るように完璧に行われますし、コンビナートの中であれば、居住地域とも離れてはいますが、ゴミの広域移動が問題です。ゴミを大量に積んだトラックが行き来するのは嫌ですよね。対策としては、港直結のコンビナートの利点を生かし、廃棄物を海から船で運び込むことが考えられます。

　日本では焼却炉の建設までに、最短で８年程度かかるのも問題です。環境アセスメントが終わるまでに約６年、実際の建設に約２年です。大規模な焼却炉の建設には数百億円の投資が必要ですが、LCCNの実現可能性が明らかでなければ、企業は他のCO₂削減対策を講じる必要が出てきますので、LCCNへの投資自体が見送られかねません。