せいてつじょには、せきたんを むしやきに する ろが あります。せきたんを くうきの ない ところで あつくして、かたくて つよい コークスを つくる ための ろです［1］。

この ろに、せきたんと いっしょに プラスチックを いれても、おなじ やりかたで あつくできます［1］。もともと ある せつびが つかえるので、ごみの ために あたらしい ろを つくらなくても よいのです。

ところで、くうきの ない ところで あつくすると、ものは もえるのでしょうか。

製鉄所には、石炭を蒸し焼きにして、強くて硬いコークスを作る「コークス炉」があります。石炭を空気のない状態で熱し、揮発する成分を飛ばして残すのがコークスです［1］。

日本製鉄の説明では、この設備があるので、同じ炉でプラスチックも処理できるといいます［1］。本来の仕事のために作った設備が、そのまま別の仕事にも使えるわけです。

ただ、プラスチックを炉に入れるのに「燃やさない」とはどういうことでしょうか。

製鉄所がプラスチックを受け入れられる理由は、設備の本来の仕事にある。コークス炉は、石炭を無酸素状態で熱分解して揮発分を除き、強固なコークスを作る設備である。日本製鉄は、この設備があるため、同じ炉でプラスチックも処理できると説明している［1］。

専用の焼却炉を新設したのではなく、石炭の処理という既存の工程に、原料の一部としてプラスチックを混ぜている。設備の働きとプラスチックの扱いが一致しているから成り立つ話で、どの工場の炉でも同じことができるわけではない。

では、燃やさずに処理するとは、炉の中で何が起きているのか。

ものが もえるには、くうきの なかの さんそが いります。ろの なかを ぴったり ふさいで、さんその ない ままで あつくすると、ものは もえずに、こまかく わかれて いきます［2］。これを ねつぶんかい と いいます。

ろに いれる まえには、プラスチックから かなものや ガラスや つちなどを、ほとんど ぜんぶ とりのぞきます。そのあと、やく 100どで ちいさく かためて、つぶに します［3］。この 100どは ろの おんどでは ありません。

つぶは せきたんと まぜて ろに いれ、レンガの かべごしに、やく 1200どまで あつく されます［3］。さて、わかれた プラスチックは、なにに なるのでしょう。

ものが燃えるには、空気中の酸素が必要です。コークス炉の「炭化室」は密閉されていて、プラスチックは酸素のない状態のまま加熱されます。すると燃えるのではなく、熱で細かい成分に分かれます。これが熱分解です［2］。

炉に入れる前の準備もあります。日本製鉄の室蘭地区の説明では、金属・ガラス・土砂などの異物をほぼ100％取り除き、約100℃で体積を小さく固めて粒にします［3］。この約100℃は、炉の温度ではありません。

粒は石炭と混ぜて炭化室に入れられ、レンガの壁ごしに、無酸素のまま約1200℃まで加熱されます［3］。熱分解でプラスチックは何に変わるのでしょうか。

燃焼には酸素が要る。炭化室は密閉されており、プラスチックは無酸素のまま加熱されるので、燃えずに熱分解する［2］。ごみを「焼く」と「熱分解する」は、見た目は似ていても、酸素があるかどうかで別の反応になる。

炉に入れる前の工程も重要である。日本製鉄室蘭地区の説明では、金属・ガラス・土砂などの異物をほぼ100％除去し、約100℃で減容成形して造粒物にする［3］。この約100℃は成形の温度で、炉の温度ではない点に注意したい。異物を除くのは、炉の中で石炭と混ざって加熱されるため、コークスや製品の質に影響しうるからだと考えられるが、資料はこの理由までは述べていない。

造粒物は石炭と混合して炭化室に装入され、レンガ壁ごしに、無酸素のまま約1200℃まで加熱される［3］。石炭の蒸し焼きと同じ条件の中で、プラスチックは何に分かれるのか。

にほんせいてつの せつめいでは、プラスチックは、やく 40パーセントが あぶら、やく 20パーセントが コークス、やく 40パーセントが ガスに なると されて います［4］。こども むけの ページにも、おなじ ことが ずつきで のって います［5］。

あぶらは、かがくの こうじょうで あたらしい プラスチックなどの もとに なります。コークスは てつを つくる ざいりょうに、ガスは せいてつじょの なかで でんきなどを つくる ちからに なります［4］［5］。ほとんど ぜんぶが つかわれると いわれます。

この わりあいが おもさの わりあいだと かりに かんがえると、かるい ようきが 10グラム あれば、あぶらは 4グラム、コークスは 2グラム、ガスは 4グラム くらい、という めやすです。

ところで、コークスは てつを つくる とき、なにを するのでしょう。

日本製鉄の発表では、プラスチックは炭化水素油が約40％、コークスが約20％、コークス炉ガスが約40％に分かれ、ほぼ全量が使われるとされます［4］。同じ内訳が、子ども向けのページにも図つきで書かれています［5］。

油は化学工場でプラスチックなどの原料になり、コークスは鉄の原料に、ガスは製鉄所の中の電気づくりなどのエネルギーになります［4］［5］。燃やして捨てるのではなく、3つの行き先がそれぞれ決まっているのが特徴です。

この割合は日本製鉄が公表した値で、重さの比かどうかは資料に書かれていません。重さの比だと仮定すると、10gの容器からは、油が約4g、コークスが約2g、ガスが約4gになる計算です。

コークスは、鉄づくりの中でどんな役をするのでしょうか。

熱分解の生成物は、炭化水素油約40％、コークス約20％、コークス炉ガス約40％で、日本製鉄は「ほぼ100％有効利用」としている［4］。同社の子ども向けページも同じ内訳を図で示しており［5］、同じ会社の資料なので、2つは独立した裏づけとは言えない。

用途は、油が化学工場でプラスチックなどの原料、コークスが鉄の原料、ガスが所内のエネルギー（電気づくりなど）である［4］［5］。つまり1つの投入物から、化学原料・鉄の原料・エネルギーという別々の使い道が生まれる。

割合の基準（重さか他の量か）は資料に明記がない。重さの比と仮定するなら、10gの容器で油約4g、コークス約2g、ガス約4gの目安になる。

20％がコークスなら、それは鉄づくりのどこで働くのか。製鉄所のもう一つの炉、高炉を見る必要がある。

こうろは、てつの もとに なる いし（てっこうせき）から てつを とりだす おおきな ろです。てつの もとの いしは、さんそと くっついて います。その さんそを とって あげる ひつようが あります。この やくめを する ものを かんげんざいと いい、ふつうは コークスが つとめます［6］。

ところが コークスの もとに なる せきたんは、ほりだせる りょうに かぎりが あり、ねだんが あがった ときも ありました［6］。

プラスチックは たんそと すいそで できて います。こうろに ふきこむと、あつさで たんそと すいそに わかれ、コークスと おなじように さんそを とる はたらきを します［6］。すいそは さんそと くっついて みずに なるので、にさんかたんその でかたが へります［6］。

ふきこむ プラスチックは、6〜8ミリくらいの つぶです。たかい いきおいの くうきと いっしょに、ろの よこの あなから ふきこみます。あなの さきは やく 2000どの ばしょです［6］。

では、こうした つかいかたは、いつ、どうして ひろがったのでしょう。

高炉は、鉄鉱石から鉄を取り出す大きな炉です。鉄鉱石は鉄と酸素が結びついたもので、酸素を取り去る必要があります。その役をする物質を還元剤といい、ふつうは石炭を蒸し焼きにしたコークスが担います［6］。

ところが、コークスの原料の原料炭は埋蔵量に限りがあり、価格が高騰した時期がありました［6］。

ここでプラスチックの出番です。プラスチックは炭素と水素でできた化合物で、高炉に吹き込むと、高温で炭素と水素に分かれます。炭素も水素も、コークスと同じく鉄鉱石の還元に使えます。水素は鉄鉱石の酸素と結びついて水になるため、二酸化炭素の発生が減るといいます［6］。燃料として燃やすのではなく、還元剤として使う点が資料でも区別されています。

吹き込むのは、粉砕して直径6〜8mmほどの粒にしたプラスチックです。羽口から高速の空気と一緒に吹き込まれ、先端の約2000℃の空間で分解します［6］。

この使い方は、いつ、どんなきっかけで広がったのでしょうか。

高炉では、鉄鉱石の酸素を取り去る還元の反応が起きる。鉄鉱石のほかに還元剤が必要で、通常は石炭を蒸し焼きにしたコークスが使われる［6］。ところがコークスの原料の原料炭は埋蔵量に限りがあり、価格が高騰した時期があった［6］。コークスの一部を、別の還元剤で置き換えたい事情がここにある。

プラスチックは炭素（C）と水素（H）でできた化合物で、高炉に吹き込むと高温で熱分解して炭素と水素になる。どちらも鉄鉱石の還元に使え、水素は酸素と結びついて水になるため、炭素だけを使う場合に比べてCO₂の発生が減る［6］。資料はこれを「燃料ではなく還元剤として」と区別している。

吹き込みの条件は、粉砕・造粒した粒径6〜8mm程度のプラスチックを、羽口から高速の空気と一緒に送る形である。羽口先のレースウェイは約2000℃の空間とされ、粒はそこで炭素と水素に分かれる［6］。約2000℃は技術者の談話中の記述なので、目安として読む。

コークス炉と高炉の2つの使い方が実用になったのは、いつ、何がきっかけだったのか。

1995ねんに、ようきや つつみを リサイクルする ための ほうりつが できました（ようきほうそう リサイクルほう）。2000ねん 4がつに ぜんぶ はじまりました。いえの プラスチックの ようきが、まちを とおして あつまり、せいてつじょは ほぼ いっていの りょうを うけとれるように なりました［6］。

コークスろの りようは 2000ねんに はじまり、2018ねんには ぜんぶで 300まんトンを こえました［4］。にほんせいてつの けいさんでは、にさんかたんそを やく 960まんトン へらし、うめたてる ごみを やく 1200まんりっぽうメートル さけられたと されます［4］。

でも、にほん ぜんたいの プラスチックの ごみの なかでは、どれくらいの わりあいなのでしょう。にほんせいてつの しりょうでは、1ねんに やく 900まんトンの うち、「ケミカルリサイクル」は 4パーセントです［7］。せいてつじょの やりかたは、ここに はいります。

きっかけの一つは、容器包装リサイクル法です。1995年に制定され、2000年4月に完全施行されました。家庭から出たプラスチックの容器包装が、自治体を通して集められるようになり、製鉄会社が比較的安定して一定量を入手できるようになりました［6］［7］。

コークス炉でのプラスチック処理は2000年に始まり、2018年11月に累計300万トンを超えました［4］。高炉への吹き込みは、日本鋼管（のちのJFEスチール）が1996年に産業廃棄物のプラスチックで始め、2000年に容器包装プラスチックの利用を始めています［6］。

日本製鉄は、累計300万トンの処理で二酸化炭素を約960万トン減らし、埋立てを約1200万立方メートル避けたと試算しています［4］。算定の条件は資料にないので、会社の試算として読みます。

では、日本全体の廃プラスチックの中で、製鉄所の方法はどのくらいなのでしょうか。日本製鉄の資料には、年間約900万トンのうち、熱回収が57％、材料リサイクルが23％、ケミカルリサイクルが4％とあります［7］。製鉄所の方法は、この4％の側に入ります。

製鉄所の利用は、制度に乗って広がった。容器包装リサイクル法は1995年に制定、2000年4月に完全施行され、家庭の容器包装プラスチックが一般廃棄物として自治体などを通じて集められる。製鉄会社から見れば、比較的安定して一定量を入手できる［6］［7］。

高炉側では、日本鋼管（のちのJFEスチール）が1996年に産業廃棄物のプラスチックの吹き込みを実用化し、2000年に容器包装プラスチックへ広げた。2007年にはAPRプラントが稼働し、取材時（2015年2月）の紹介値で年間約15,000トンのリサイクルにより、CO₂を約42,000トン削減したとされる［6］。コークス炉側は2000年開始で、2018年11月14日に累計300万トンを超えた。内訳は君津114万、名古屋57万、八幡53万、大分39万、室蘭37万トンで、合計は確かに300万トンになる［4］。

効果の試算は、累計300万トンでCO₂削減が約960万トン、埋立回避が約1200万m³である［4］。1トンあたりに直すと、CO₂が約3.2トン、埋立容積が約4m³になるが、これは日本製鉄の試算で、算定条件は資料にない。

全体の中の位置も押さえておく。日本製鉄の資料では、年間約900万トンの廃プラスチックのうち熱回収57％、単純焼却・埋立16％、材料リサイクル23％、ケミカルリサイクル4％（2019年時点の記載）で、製鉄所の方法は4％の側に入る［7］。900万トンの4％は約36万トンとなる。2000年から2018年までの累計300万トンを約19年で割ると年平均約16万トンで、36万トンとの差は、ケミカルリサイクルに製鉄所以外の方法も含まれ、年ごとに量が違うことから説明できそうだが、資料にこの対応は書かれていない。

うちで やって みよう

うちに ある プラスチックの ようきを ひとつ えらんで、ぱっと かるく あらい、かわかして、キッチンの はかりで おもさを はかって みましょう。わりあいが おもさの わりあいだと かりに かんがえて、その おもさの 4わり、2わり、4わりが いくつに なるか、けいさん して みます。ほんとうの かずでは なく、めやすです。ちいさな ふたや フィルムの ふちで ゆびを きらないように きを つけて ください。

よんで みたい もの

にほんせいてつの ホームページに、「プラスチックリサイクル」の えほんが あります。ようきの ひょうじを みると、ぶんべつの ヒントが かいて あるかも しれません。

家で計算してみる

家にあるプラスチックの容器を1つ選び、軽く洗って乾かし、台所のはかりで重さを量ります。割合が重さの比だと仮定して、その重さの4割・2割・4割がそれぞれ何gになるかを、計算してみましょう。あくまで目安です。ふたの縁などで指を切らないように気をつけてください。

調べるときの手がかり

お住まいの自治体のごみの出し方の案内に、容器包装プラスチックの分け方が載っています。日本製鉄の「プラスチックリサイクル」のページには、絵本の形での説明もあります。会社の発表した数字が多いので、環境省や業界団体の統計と見比べると、全体の様子がつかめます。

数字を検算する

手元の容器の重さを量り、40％・20％・40％で割ると、油・コークス・ガスの目安が出る。割合の基準が重さかどうかは資料にないため、結果は目安にとどめる。年間900万トンの4％が約36万トン、という計算も自分で確かめられる。

原典にあたる

日本製鉄の「プラスチックリサイクル」ページと、2018年・2019年のニュースリリースに、処理の仕組みと数字がある。高炉の側は、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）の「実用化ドキュメント」が、技術者の談話つきで読める。いずれも事業者の発表が中心なので、環境省などの最新の統計と比べる価値がある。