PETの解重合とは?
PETの解重合は、ケミカルリサイクルまたは分子リサイクルとも呼ばれ、ポリエステルテレフタレート(PET)廃棄物を化学反応と適度な熱で処理し、PETの化学前駆体(モノマー)を生成することです。これは、汚染されたPET廃棄物の流れに対する最も有望な使用済み製品の解決策であり、今後予定されている多くのリサイクル要求事項を満たすために不可欠なものです。 飲料用PETボトルに対する飲料用PETボトルの
背景
主要なPET解重合開発企業は、かなりの実証規模に達していますが、低品質のPET廃棄物が入手可能であることが商業的実現性を制限しています。低品質のPET廃棄物サプライチェーンの開発が成功するかどうかで、この技術がどのように商業化されるか(倍数の経済性または規模の経済性)、また誰がこの技術を所有するか(企業のポリマーメーカーまたは中小企業(SMEs)および従来の廃棄物管理会社)が決まります。
PET解重合開発企業は、実施する化学反応のタイプに大きな違いがあり、その反応を促進するために使用するものにはいくつかの小さな違いがある。使用される化学反応のタイプに基づき、PET解重合の状況を加水分解、メタノリシス、解糖の3つのカテゴリーに分類した。参加者は世界各地(南北アメリカ、EMEA、アジア太平洋)に及び、主に中小企業と研究機関で構成されているが、企業も社内の技術開発と合弁事業の両方を通じて、より深く関与し始めている。
このような状況を包括的に概観するため、私たちは既存の取材に加え、様々なLuxのデータツールを活用し、関連する組織のリストを作成した。この情報は、主要なトレンドを定義し、この市場への参入を目指す企業にとっての機会を特定するのに役立ちます。
米州と欧州が企業・中小企業活動の中心だが、アジア太平洋地域では研究機関の割合が増加。
10年前、PETの解重合はアジア太平洋地域(主に中国)で最も盛んで、東レ、M&Gケミカルズ、浙江嘉仁新材料などの開発企業が関与していた。しかし、不純物許容度の低さと廃棄物の発生による挫折が成功を妨げていた。しかし、不純物耐性と廃棄物発生が低いという欠点が成功を妨げている。今日、商業化の努力の大半はアメリカ大陸とヨーロッパ・中東・アフリカで行われているが、アジア太平洋地域、特に加水分解ベースのプロセスに関する研究は、近年大幅に回復している。この研究の大半は、触媒の開発と機能性向上に重点を置いている。加水分解は、アジア太平洋地域の努力のおかげで研究活動全体では優位を占めているが、商業化の努力は、3つの技術アプローチの間で比較的均等に広がっている。
開発の焦点は、大規模事業を支えるために有効な廃棄物原料の範囲を拡大する方向にシフトしている。
主要なPET解重合開発企業は、この技術が高純度のモノマーを生産しながら比較的短時間(6時間未満)で高濃度に汚染されたPET廃棄物を処理できることを実証してきたが、プロセス供給源はポリエステルカーペット廃棄物のようなニッチな低品質PET廃棄物源に依存してきた。2019年、業界関係者は、PET解重合は引き続き地元で入手可能な廃棄物の短いリストに依存し、その結果、大規模な拡大ではなく、分散的な拡大になると予想していた。しかし、最近の動きは、PET解重合が包装廃棄物や(さらに重要な)繊維廃棄物を利用できる可能性があることを示しており、10万トン/年以上の事業が可能になる。繊維廃棄物を利用する際の障壁は、ポリ縮合物(ナイロン)の混入です。ポリ縮合物は、PETの解重合を阻害する唯一の材料のひとつであり、手作業による選別では識別が極めて困難です。Ioniqaのように、多量のポリコンデンセート汚染を受け入れるプロセスを開発することは技術的には可能だが、ほとんどの開発者は、おそらく自動選別装置を利用した高度な前処理プロセスに頼ることになるだろう。
商業規模での操業が可能になれば、開発は規模の経済というアプローチにシフトするだろう。
差し迫った10万トン/年以上の事業拡張が成功すれば、シナジー効果のある川下資産を持つ大企業(PETメーカー)が、ライセンス契約や合弁事業契約を通じてPETの解重合技術資産を取得し始め、スケールアップを支配するようになるだろう。優れた資産を活用して急速に規模を拡大することで、BOO(Build, Own, Operate)ビジネスを追求する中小企業を追い抜き、戦略の変更を余儀なくされるでしょう。その場合、これらの企業は、低品質のPET廃棄物(または強力な輸送ネットワーク)へのアクセスがあり、解重合製品に適合する既存のPET製造資産があり、地方自治体の強力な支援がある場所を探すことになる。
加水分解:
かつて最も一般的だった解重合ルートである加水分解は、水酸化ナトリウムと水を利用してPETの酸化還元反応を引き起こし、テレフタル酸(TPA)と(モノ)エチレングリコール(MEG)モノマーに分解する。TPAとMEGは、現代のPET製造において最も一般的なモノマーであり、加水分解開発企業が製品を一般市場に販売することを可能にしている。加水分解は、他のルートに比べて有害な廃水を多く生成する傾向があり、これが人気低下の理由となっている。Gr3nリサイクルのような特定の開発会社は、液体を数回リサイクルできると主張しているが、Loop Industriesのような他の開発会社は、反応タイプを変更した後、より大きな成功を収めている。
メタノール分解:
最も一般的ではないが、おそらく最も有望な解重合ルートであるメタノリシスは、メタノールを利用してPETのトランスエステル化反応を誘導し、テレフタル酸ジメチル(DMT)とMEGモノマーに分解する。PET業界は、処理と環境上の利点から、過去10年間にDMTからTPAへとシフトしてきましたが、DMTベースのプロセスを使用する施設はまだ少数派であり、通常、開発者は適切なタイプのPETメーカーと川下での引取契約を確保する必要に迫られています。メタノール分解は通常、有害な廃水を発生させないが、経済的に実行可能な操業のためには、メタノールを高効率で回収する必要がある。
解糖:
最も一般的な解重合ルートである解糖は、MEGを利用してPETのトランスエステル化反応を誘導し、PETをビス(2-ヒドロキシエチル)テレフタレート(BHET)モノマーに分解する。BHETは、PET樹脂製造の途中で生成される化学中間体であり、プロセス改良後、PET製造のこのステップに直接添加することができる。BHETに水を加えると、TPAとMEGが生成される。BHETは、TPAベースのPET製造でもDMTベースのPET製造でも途中で添加することができるが、どのPETメーカーも直接使用しないため、開発者は、工程を変更しても構わないというPETメーカーと川下での引き取り契約を確保せざるを得ない。
#LuxTake
食品グレードの再生PETの必要性から、PET解重合プロセスに対する消費者包装商品の関心と資金調達が大きくなっている。 多くのPETメーカーは解重合開発業者と引取契約を結んでいるが、その所有権のレベルは、差し迫った大規模拡張の成功に大きく左右される。誰が最終的に解重合技術を所有するかにかかわらず、この技術は長期的な成功を収めると予想される。
大規模なPET解重合事業を支援するためには、廃棄物の利用可能性、既存資産との相乗効果、地方自治体の支援がすべて必要である。この技術は、プラスチックの熱分解のようにすべての状況に適合するわけではありませんが、開発は十分に始まったばかりであり、これらの相乗効果を持つ製造業の顧客は、この技術を検討する必要があります。企業は、解重合の大規模な実行可能性を示す重要な指標として、現在進行中のスケールアップの取り組みを注視すべきである。