積水化学工業とアメリカLanzaTechは2017年12月6日、未分別のごみをまるごとエタノールに変換する技術の開発に世界で初めて成功したと発表した。大量に存在しながら、有効活用の道がなく、焼却や埋め立てなどの手法で廃棄するしかなかったゴミを、化石資源に変わる資源として利用可能にする革新的技術だという。
日本で年間に発生する可燃性ゴミの量はおよそ6000万トン。カロリー換算でそのエネルギー量を計算するとおよそ200兆kcalにもなる。日本でプラスチック素材生産のために消費する化石資源の量は年間でおよそ3000万トン、そのエネルギー量は約150兆kcalだという。ゴミは、プラスチック素材生産に必要な化石資源を代替できるだけのエネルギー量を持ちながら、再利用する試みはごくわずかにとどまっている。
積水化学工業はこの原因をゴミの内容にあると考えている。雑多かつ不均質で、含有成分やその組成が大きく変動するため、工業製品としては扱いにくいというのだ。そこで、今回の技術を新たに開発した。この技術は「ゴミのガス化」「ガスの精製」「微生物触媒を利用したガスからエタノールへの変換」の3段階で成り立っている。
図 ゴミをエタノールに変換する技術の概要
出所 積水化学工業
「ガス化」では、まったく分別していないゴミをガス化炉に投入し、低酸素状態で分解する。この結果ゴミはCO（一酸化炭素）やH2（水素）などの分子単位まで分解でき、それらの分子を含有するガスを作り出せる。ゴミをガス化する技術はすでに確立済みで一般的なものだという。
ただし、ガス化の過程で発生するガスには、エタノール化に役立つ物質のほかに、およそ400種類の不要な物質（夾雑物質）が入っている。これを含有したままでは次の段階に進めることはできない。そこで夾雑物質すべてを特定、除去し、有効成分のみを含有するガスを精製する技術を新たに開発した。
夾雑物質を排除したガスを精製できたら、微生物触媒が入ったタンクに入れ、触媒反応でエタノールを生成する。この微生物触媒はLanzaTechが人工的に培養したもので、自然界に生息する微生物触媒に比べておよそ10倍の速度で触媒反応を起こす。この速度ならば工業生産の現場で十分に活用可能だという。
さらに、ゴミの含有成分やその組成が大きく変動することへの対策として、ゴミの成分、組成の変動を監視し、変化に応じて微生物触媒の生育状態を調整し、触媒としての活性を一定レベルに維持する技術も開発した。
ちなみに、この技術の開発過程で、オリックス資源循環が埼玉県寄居市に保有するごみ処理施設に試験用プラントを建設して、2014年4月から3年間運用している。その結果、ゴミを極めて高い効率でエタノールに転換できることを確認したとしている。
積水化学工業は、今回開発した技術を「ゴミを都市油田に変える技術」と表現しており、ゴミからプラスチック素材などの石油化学製品を生産できるようになれば、化石資源に依存しない社会の実現に近づくと期待している。
今後、積水化学工業は政府や自治体、ごみ処理業者などの関係各所に今回開発した技術を提案、説明し、ごみ処理関連企業や自治体などのパートナー候補を募り、この技術を活用した施設の事業化を目指すとしている。
