將垃圾處理設施和工廠廢氣中的碳作為化工原料進行再利用的「碳迴圈」（Carbon Recycle）技術正在向實用化走近。日本積水化學工業計劃於2022年度啟動實證工廠，運用美國初創企業的技術，以處理垃圾時産生的廢氣為原料生産塑膠原料。這將有望使垃圾變為「城市油田」，更不會因為焚燒而排放二氧化碳。對二氧化碳進行直接回收和再利用的舉措也取得進展，如果引入碳稅等相關環境不斷完善，將有可能與來源於石油的廉價産品展開競爭。

           

  

      日本和歐美提出了2050年實現溫室氣體凈零排放的目標。雖然引進可再生能源是減排溫室氣體的核心措施，但還將重視碳迴圈的推進。可吸收二氧化碳的混凝土等已達到實用水準，但仍需要能以低成本製造出高附加值再生産品的技術。

  

      積水化學將利用美國初創企業LanzaTech（伊利諾伊州）的技術。積水化學與INCJ（原日本産業革新機構）合資成立的積水Bio Refinery在岩手縣久慈市建設了利用垃圾處理設施的廢氣來製造乙醇的實證工廠。約20噸垃圾可生産2000升乙醇。20噸垃圾相當於標準垃圾處理設施每天處理的可燃垃圾的約10分之1。

       

  

      起到關鍵作用的是LanzaTech的微生物。這種微生物在兔子的糞便中發現，具有可提取一氧化碳和氫、製作乙醇的性質。乙醇則可用作塑膠的原料。焚燒垃圾會産生二氧化碳，但積水化學想辦法利用高溫使垃圾氣化，並在不排放二氧化碳的情況下産生一氧化碳和氫。垃圾中混雜著多種物質，很難使氣體成分保持恒定，但該公司採用了可根據氣體的狀態使微生物休眠的技術，從而實現了穩定的反應。

    

      積水化學表示「乙醇可以用來製造聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等塑膠，有助於實現資源迴圈」。據稱，全日本約有1200個候選垃圾處理設施，每年有30個設施會被更新。積水化學將推動擁有更新設施的日本地方政府等引進這項技術。積水化學的目標是2025年度使其形成業務，2030年代中期將業務規模擴大到1000億日元。

    

      新技術並不是直接重新利用廢氣，而是還原成塑膠原料，因此跟新産品具有相同的品質。積水化學表示「(日本)地方政府能以跟現在的焚燒處理相同的生命週期成本構建資源迴圈社會」。

  

      産量多的化學産品是乙烯及丙烯等基礎原料。據日本經濟産業省的數據，2017年全球乙烯産能大約為1.7億噸，用於製造塑膠、薄膜及橡膠。

     

      將二氧化碳作為化學原料進行再利用的舉措也不斷推進。二氧化碳具有比一氧化碳更難發生化學反應的性質，技術門檻很高。

     

  

      美國大型能源企業西方石油(Occidental Petroleum)的子公司Oxy Low Carbon Ventures（OLCV）與生物工程初創企業Cemvita Factory將使用微生物以二氧化碳和水為原料製造乙烯。4月已宣佈將在2022年建設生産規模為月産1噸的試驗工廠。

  

      製造方在微生物中添加製造乙烯合成酶的香蕉的基因。加入二氧化碳和水後用光照射，製造乙烯。計劃3～5年後開始向合成纖維廠商等供應乙烯。Cemvita Factory表示「希望通過商業化，每年使用170萬噸二氧化碳，生産約45萬噸乙烯」。

  

      日本重工企業IHI開發出了使用含鐵的催化劑，通過二氧化碳和氫氣製造乙烯及丙烯等的技術。在攝氏300度的環境下使二氧化碳和氫氣發生反應。據稱，生産速度跟使用石油的傳統方法相同，每天用大約1公斤二氧化碳可以合成幾十克乙烯及丙烯等。

  

      IHI技術開發本部的負責人鐮田博之自信地説「這將是全球最高級別的性能」。幾年後將製造實證試驗設備進行試産。首先，每天將處理幾十公斤的二氧化碳。目標是到2030年面向化學廠商銷售製造設備。

  

      利用石油製造的乙烯的日本國內銷售價格約為100日元/公斤。雖然現在還達不到這一價格水準，但「未來原料氫的價格將降至現在的三分之一以下，也就是20～30日元/立方米，如果引進碳稅等，則可以與利用石油製造的産品相競爭」。氫氣計劃利用太陽能及風力發電等可再生能源的電解水來製造。

        

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