バイオプラスチックと従来プラスチックの違いと環境影響

バイオプラスチックとは

バイオプラスチックは、主にサトウキビやトウモロコシ、廃食油、セルロースなどの再生可能資源を原料として合成されたプラスチックです。
化学構造が従来プラスチックとほぼ同一でリサイクル可能な「バイオマス由来型」と、微生物や酵素の働きで水と二酸化炭素へ分解される「生分解性型」の大きく二つに分類されます。
国際標準化機構（ISO）は、原料にバイオマスを25％以上含むものをバイオプラスチックと定義しており、近年は各国の政策的支援も相まって市場が拡大しています。

従来プラスチックとは

従来プラスチック（石油系プラスチック）は、原油や天然ガスから得られるナフサをクラッキングし、エチレンやプロピレンなどのモノマーを重合させて製造されます。
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど用途別に多彩な樹脂があり、軽量で成形性が高く、コストが安いことが特徴です。
しかし化石資源の採掘、精製、焼却に伴う大量の温室効果ガス排出と、自然環境中で分解しにくい点が課題となっています。

原料の違い

再生可能資源から生まれるバイオプラスチック

バイオプラスチックは植物が光合成で取り込んだ大気中のCO₂を炭素源とするため、カーボンニュートラルに寄与すると期待されます。
例えばサトウキビ由来PE（バイオPE）は、ブラジルでさとうきび糖蜜からバイオエタノールを生成し、脱水反応でエチレンに転換、通常のPEと同じプロセスで重合します。
副産物のバガスは発電やバイオ肥料として再利用され、ライフサイクル全体でのGHG削減率は従来比最大70％と報告されています。

化石資源依存の従来プラスチック

一方、従来プラスチックはナフサ分解時に高温高圧のエネルギーを要し、1トン当たり平均2～3トンのCO₂を排出します。
また原油は埋蔵量に限りがあり、需給逼迫や価格変動に生産コストが左右されやすいという側面もあります。

製造プロセスの比較

バイオプラスチック生産では、発酵や酵素反応を多用するためプロセス温度が比較的低く、エネルギー強度が小さい傾向にあります。
ただし糖化や脱水工程に大規模な蒸気が必要となるケースもあり、再生可能エネルギーの導入状況によって環境優位性は変動します。
従来プラスチックは石油精製インフラが成熟し、設備償却が進んでいるため生産コストが低い一方、脱炭素要請から最新プラントでは電炉化やCCUSの試みが始まっています。

物性と機能の違い

バイオマス由来型PEやPETは分子構造が同一であるため、剛性、耐熱性、透明性など既存の設備で同等品質を得られます。
一方、生分解性プラスチックのPLAはガラス転移点が60℃前後と低く、高温環境では変形しやすい課題があります。
PBSやPBATは柔軟性に優れ、ストローやレジ袋に採用される一方、酸素バリア性は低いため食品包装では多層化が必要です。
従来プラスチックは用途ごとの添加剤技術が確立しており、難燃性や帯電防止など特殊機能を付与しやすい点で優勢です。

環境影響の評価

ライフサイクルアセスメントの結果

欧州委員会のLCA比較では、同重量当たりバイオPEは従来PEに対し、温室効果ガスを平均50％削減し、化石資源消費を約90％削減する一方、土地利用と水使用量は2～3倍に増加するとの結果が示されています。
PLAのLCAでは、生産段階での温室効果ガス削減率は60％超ですが、堆肥化施設がない地域で焼却処理されると、CO₂排出量は従来PPと同水準まで増加する事例も報告されています。

生分解性の有無と環境負荷

海洋流出時、PLAやPBSは温暖な海水では数か月から数年で分解が進み、マイクロプラスチック化リスクを低減できます。
しかし低温または塩分濃度が高い環境では分解速度が遅く、完全な解決策ではないとの指摘があります。
さらに分解過程でメタンが発生する可能性があり、適切な産業用コンポスト施設での処理が不可欠です。

リサイクルと廃棄の課題

バイオマス由来PETやPEは既存のメカニカルリサイクル工程にそのまま組み込めるため、リサイクル率向上に寄与します。
一方、PLAやPBATが従来系と混入すると物性劣化を招くため、識別・分別の仕組みが必要です。
ケミカルリサイクルでは、バイオプラスチックを含む混合廃プラをガス化し合成ガスへ転換後、再ポリマー化する技術開発が進んでおり、原料循環型社会の要となります。
焼却処理ではバイオプラスチック由来分のCO₂は再生可能扱いとなり、自治体の温室効果ガスインベントリで削減効果として計上可能です。

企業や自治体の導入事例

日本の大手飲料メーカーは、2025年までにペットボトルの30％を植物由来PETに置き換える目標を掲げています。
スーパーマーケットチェーンでは、青果売り場のトレーをサトウキビ残渣PEへ切替え、年間1,000トンの化石資源削減を達成しました。
自治体では、京都市が市営イベントで使用するカトラリーをPLA製に統一し、回収後に地元の産業コンポスト施設で堆肥化し、市内農地へ還元する循環モデルを構築しています。

今後の展望と私たちにできること

国際エネルギー機関（IEA）は、2050年までに全プラスチック生産量の20％をバイオプラスチックが占めると予測しています。
達成には、非可食バイオマスや都市ゴミ由来のセルロース、藻類など次世代フィードstockの確立と、リサイクルインフラの高度化が不可欠です。
個人レベルでも、認証ラベル（BiomassPla、OK compost）を確認して商品選択を行い、使用後は指定の分別ルールに従うことで環境効果を最大化できます。
またマイバッグやリユース容器を併用し、「必要なときに必要な量だけ」使用するシンプルな行動が、バイオプラスチックのメリットをより際立たせます。
今後、バイオと石油系のハイブリッド素材や、酵素分解を活用した分子設計など研究開発が加速しており、循環型社会の実現には多様な素材ポートフォリオが求められます。
バイオプラスチックと従来プラスチック、それぞれの特性と環境影響を正しく理解し、適材適所で活用する視点が、私たちの未来をよりサステナブルなものへ導く鍵となります。