エネルギー転換における重要金属の循環性:白金族金属から学べること

Memory chips, collected from discarded electronic items, are pictured at Dowa Holdings Co's Eco-System Recycling Co, a recycling plant, in Honjo, north of Tokyo March 28, 2008. Thinking of throwing out your old cell phone? Think again. Maybe you should mine it first for gold, silver, copper and a host of other metals embedded in the electronics -- many of which are enjoying near-record prices. It's called "urban mining", scavenging through the scrap metal in old electronic products in search of such gems as iridium and gold, and it is a growth industry around the world as metal prices skyrocket. Picture taken March 28, 2008. To match feature JAPAN-METALS/RECYCLING. REUTERS/Yuriko Nakao (JAPAN)
Many renewable technologies rely on critical metals.Image: REUTERS/Yuriko Nakao
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  • エネルギー分野の温室効果ガス排出削減の4分の3は、再生可能技術の大規模展開によって実現します。その多くは重要金属に依存しています。

  • 希少であるにもかかわらず、重要金属のリサイクル率は非常に低く、リサイクルされた金属の総割合は現在、電池では約1%です。

  • ここでは、グリーン転換に使われる重要金属のリサイクルを促進する方法について、白金族金属業界の循環利用から得られる6つの教訓を紹介します。

エネルギー転換は温室効果ガス(GHG)排出削減に向けた最も重要な手段であり、エネルギー分野のGHG排出削減量の75%は、太陽光、風力、電気自動車(EV)などの再生可能技術の大規模展開によって実現します。これらはいずれも重要金属に依存しています。

こうした金属への需要の急増は供給不足を招き、エネルギー転換の実現を脅かすと予想されます。希少であるにもかかわらず、多くの重要金属のリサイクル率は5%未満で、リサイクルされた金属の総量は現在、電池では約1%、また、一部の希土類元素のリサイクル率はさらに低く、1%未満です。

2023年の白金族金属(PGM)の市場供給量。淡い青色はオープンループ・リサイクルによる二次供給を示す。Image: ジョンソン・マッセイ

これに対し、白金族金属(PGM)は数十年にわたり世界各地で工業利用され、その価値がリサイクルを促してきました。今日、PGMは成熟したリサイクル網と、世界各地に広がる大規模なリサイクル処理能力の恩恵を受けています。

では、白金族金属業界で培われた経験から、エネルギー転換に必要な重要金属の循環利用を最もうまく実現する方法について、何が分かるでしょうか。

1. オープンな循環経済を目指す

効率的なリサイクルには、一定の専門性と規模が必要です。PGMの処理は複雑なため、通常は専門の二次PGM精錬業者が、大規模な集中型施設から世界市場にサービスを提供しています。

世界各地のPGM精錬業者は、それぞれ異なる能力を最適化し、使用済み材料の異なる種類を対象としています。その結果、多数の個別企業が国内で必要な処理をすべて担う場合と比べ、世界的なPGMリサイクルははるかに効率よく機能しています。

そのような体制では、リサイクル施設がより多様な使用済み材料を少量ずつ処理する必要があり、効率が下がり、コストも増す可能性があります。一方、世界各地のPGM精錬業者は使用済み材料の獲得を競い合うため、顧客の選択肢が広がり、PGMリサイクル全体のレジリエンスも高まります。

PGMを含む使用済み材料を、処理のために別の地域へ輸送できることが、専門性、規模、競争を可能にしています。例外もあり、たとえば中国は閉鎖型のリサイクル市場ですが、世界の多くの地域では、白金族金属(PGM)のリサイクルはグローバルなネットワークの中で行われています。

重要材料に関する規制では国内に重点が置かれ、廃棄物の輸送もバーゼル条約の下で厳しく規制されていますが、「閉鎖型」の循環経済を義務づけないよう注意が必要です。オープンな循環経済の構築を目指す国際連携によって、PGM業界ですでに実現している成功を再現し、維持できるでしょう。

2. クローズドループはオープンループより効率的

PGMは通常、「オープンループ」と「クローズドループ」の2つの方法でリサイクルされます。オープンループではリサイクルされた金属が市場に戻される一方、クローズドループでは元の所有者に戻されます。

どちらのループも有効で、PGM市場の機能に不可欠です。ただし通常、クローズドループではオープンループより損失が少なくなります。これは、回収方法がより効率的であることを反映しています。その一因は、使用中にPGM含有材料があまり分散しない(または追跡しやすい)こと、もう一因は金属所有者が保持価値の最大化を目指していることです。

3. オープンループでは回収に注力する

リサイクルは回収と処理から成り、どちらにも注意を払う必要があります。専門のPGMリサイクル業者は、損失を最小限に抑え、新たな使用済み材料に対応するため、日常的にプロセスの革新と最適化を進めています。しかし、受け取っていない材料を処理することはできません。ここにオープンループの課題があります。

イリジウム製スパークプラグ先端部は、使用済み材料の処理自体は比較的容易であるにもかかわらず、リサイクル率が低い例です。これは、プラグ1本(および車両1台)あたりのイリジウムの価値が非常に小さい一方、取り外しには多くの労力がかかるためです。

この会社は、重要な金属を抽出する持続可能な方法を発明した。
この会社は、重要な金属を抽出する持続可能な方法を発明した。
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しかし、こうした少量が積み重なり、毎年かなりの量のイリジウムが埋立地で失われています。この問題には、使用済みイリジウム材料の回収に特化した政策で対処する必要があるかもしれません。

次に、このイリジウムを同じ用途、すなわちスパークプラグの点火先端部に再利用することを義務づけるのが妥当か、検討する必要があります。そうすることで、利益を得るために市場で販売できるイリジウムの回収をさらに妨げるおそれがあり、リサイクル金属が本来の用途に戻る道も閉ざされます。将来的には、火花点火エンジンではなく、再生可能水素を製造する電解の成長市場が、その自然な用途となる可能性があります。

金属のクローズドループ・リサイクルとオープンループ・リサイクルの比較。

4. サービスとしてのリサイクルを支援する

クローズドループでは、真の循環利用のために金属の所有権が維持されます。つまり、金属所有者に代わって二次精錬業者が処理するため、使用済み材料が輸入されることがあります。輸入者は、記録上の輸入者であっても、その材料を所有しているとは限らず、購入しているとも限りません。

オープンな循環経済の中でサービスとしてのリサイクルを促進するため、必要に応じて貿易・税制を調整すべきです。

5. リサイクルを供給として捉える

白金族金属が採掘可能な量で存在する場所は、世界でもごくわずかです。一方、数十年にわたり利用されてきたため、地上には今もリサイクル可能な形で相当量が存在しています。

PGMの供給源を多様化し、輸入依存を減らそうとする政策立案者は、追加採掘に乗り出す前に、回収時の損失を最小限に抑えて「都市鉱山」の恩恵を最大化する必要があります。

今日、オープンループによるPGMリサイクルは、米国、欧州、日本などですでにPGM供給源の多様化に貢献しています。しかし、「リサイクル」を「供給」とは別個の指標として扱う重要金属政策では、この貢献が見落とされるおそれがあります。リサイクル金属を適切に算入することは、循環経済を実現するうえで重要です。

6. 金属ごとに適した方法を検討する

すべての金属に共通する基本原則がある一方で、政策立案者が取り組むべき複雑な課題もあります。PGMの中だけを見ても、循環性を最大化するには、金属、技術、地域ごとに個別の対応が必要となる場合があることを、経験が示しています。

一度実現できたことは、再び実現できます。PGMリサイクルの成功は市場主導で進みましたが、オープンな循環経済の成長を支える適切な政策措置を通じて、ほかの重要金属にも広げることができます。

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