脱プラスチック時代の製紙業 環境に配慮した人と紙の新しいつきあい方とは

脱プラスチック時代の製紙業 環境に配慮した人と紙の新しいつきあい方とは

製紙業と紙の利用は現在大きな転換期を迎えています。
ビジネス・行政のペーパーレス化やデジタルコンテンツの拡大などにより印刷用紙をはじめとする紙の消費が減少を続け、その一方で脱プラスチックの流れにより紙の新しい利用の形が広がろうとしているところです。

製紙業は大量のエネルギーを使って営まれる産業ですが、さまざまな取り組みによりここ数十年で大幅な省エネルギーが達成され、現在も新たな試みが続けられています。
また、紙や植物繊維をこれまでにない方法で活用する新技術の開発も進められています。

この記事では、製紙・紙利用と環境の関係について現在までの流れを整理し、将来に向けた国内外の動向をいくつかピックアップして紹介してきたいと思います。

製紙業と紙利用の現在

最初に、紙の製造と消費・利用のあり方について、データをもとにして近年の状況を概観してみましょう。

紙の生産量とエネルギーの推移

紙(印刷用紙・包装用紙など)と板紙(段ボール厚紙・紙器用板紙など)の生産量は1990年以降下図のように推移しています。
リーマンショック期を境に双方の生産量が大きく落ち込み、その後も紙の生産量は減少し続けている一方で、板紙の生産量は近年増加傾向にあります。
こうした傾向は次節で紹介する紙需要の推移と対応しています。


図1:紙・板紙の生産量の推移(1990年から2019年)
出所)日本製紙連合会「製紙産業の現状 紙・板紙」
https://www.jpa.gr.jp/states/paper/index.html

紙の生産に投入されるエネルギーの方は、省エネルギー対策が功を奏して80年代から2010年頃まで着実に減少しました(図2)。
2009年には1981年と比べて約3分の2のエネルギーとなっています。

バイオマス燃料を積極的に取り入れたり、製造工程で出た廃棄物を燃料として再利用したり、発電に伴って生じる蒸気のエネルギーを製造に利用したりする取り組みが、現在も進められています。

図2:紙・板紙を1トン生産するのに使用されるエネルギーの推移(1981年当時を100とした割合)
出所)製紙産業における省エネ対策の背景とこれから
https://www.jpa.gr.jp/env/energy-saving/feature/index.html

紙の需要の変化

下の図は1990年から2019年にいたる紙と板紙の国内需要の推移です。これを見ると次のような特徴が読み取れます。

(1)2010年辺り(リーマンショック期)を境に総需要が減少
(2)とくに新聞用紙、印刷・情報用紙、包装用紙は一貫して減少傾向にある
(3)衛生用紙(トイレットペーパーやペーパータオル等)は堅調
(4)段ボール厚紙は近年増加傾向にある


図3:紙・板紙の国内需要推移(1995年から2019年)
出所)日本製紙連合会「製紙産業の現状 紙・板紙」
https://www.jpa.gr.jp/states/paper/index.html

(2)の減少の背景としては、ICT導入によるペーパーレス化の流れや、紙媒体以外のコンテンツの拡大、包装の合理化(省資源・簡易包装の取り組み)などがあります*1。

衛生用紙は紙以外による代替が難しい生活必需品であり、訪日外国人の需要も高いことから、堅調が維持されているものと見られます。
また、段ボール厚紙の需要増加はインターネット通販の拡大が大きな要因とされます。

未来に目を転じると、紙需要の増加につながると予想されている大きな要因が存在します。それは脱プラスチックの流れです*2。

プラスチックは安価かつ加工が容易で、非常に幅広い用途に合わせて形・色・耐久性などを調節できるため、現代社会にはなくてはならない素材として大いに活用されてきました。
しかし、環境中に廃棄されると紙や天然繊維などと違い微生物によって分解されるまでに膨大な時間がかかるため、長期間にわたって環境に負荷を与えることになります。

それに対し、プラスチックの削減や再利用の推進が世界的な潮流となっています。
従来プラスチックが利用されてきた場面でそれ以外の素材に置き換えようという流れが広まっており、その中で注目を浴びているのが長い歴史を持つ紙という素材なのです。

印刷用紙などの需要は今後も減少していくものと見られますが、容器や包装、食器類などをプラスチックから紙へ置き換える動きがここ数年で本格化してきました。
さらには植物繊維のまったく新しい利用法の研究も進められています。
これらについて、後ほどいくつかの実例を紹介します。

紙のライフサイクルと環境問題

紙は木材や古紙を原料として製造されます。
製造された紙は消費後に一部が廃棄され、残りは古紙として回収されて、製紙などの用途に利用されます。

このような紙のライフサイクルにおいて、さまざまな物質・エネルギーが投入され、かつ排出されており、排出物のなかには製造のためのエネルギーとして利用できるものもあります。
現在の製紙産業における紙のライフサイクルを、環境とエネルギーの側面から整理してみることにします。

原料(木材)の調達

現代の製紙業では持続可能性を重視した森林利用が図られており、天然林の破壊を引き起こさないような方法で原料調達が行われています。

2019年に製紙に使われた木材の種類別構成比は次のようになっています*3。

図4:製紙原料木材の種類別構成比(2019年)
出所)日本製紙連合会「パルプ材」
https://www.jpa.gr.jp/states/pulpwood/index.html

製材残材とは、伐採した木を角材や板材などに加工(製材)した際に残る半端な部分のことです。
製紙用の国産材ではこれが大きな比率を占めています。
また、リサイクルされた古材もかなり使われています。

低質材とは、建築用の木材などには適さず、製紙以外の使い途があまりない木材を指します。
輸入材の9割以上は人工林(植林された林)の低質材で、もともと製紙用に植林された木が大半を占めます。
国産の人工林低質材は、人工林の効率的な育成のために間引かれる木が中心です。

天然林の低質材も使われていますが、これは森林の育成や保全のために計画的に伐採されたものがほとんどです。

上図の通り製紙原料となる木材の大半は人工林のものです。それに加え、植林そのものも環境に配慮した方法で行われています。

製紙のためだけを考えて植林を拡大してしまうと、天然林を浸食したり、地域の生態系に取り返しのつかないダメージを与えたりする可能性があります*4。
環境に配慮した持続可能な植林こそが求められるのです。
日本の製紙業界では原料の木は自分で育成するという動きが1990年代以降活発化し、各企業がおもに海外地域で持続可能性を重視した独自の植林活動を展開しています*5。

製造工程

紙はパルプ(木の繊維をほぐしてばらばらにしたもの)から作られます。パルプは大きく分けて化学パルプ・機械パルプ・古紙パルプの3つがあり、品質や環境負荷の面でそれぞれ一長一短があります*6。

紙の製造工程はパルプを作り出す工程とパルプを薄くのばして乾燥させる工程(抄紙工程)からなり、工程全体でエネルギーの有効活用が図られています(図5)。

図5:紙の製造とエネルギーの有効活用
出所)日本製紙グループ Environmental Report 2003「紙はどう作られ、届けられるのですか?【製造工程 1)製造工程について】【製造工程 2)エネルギーについて】」
https://www.nipponpapergroup.com/contents/000176159.pdf

3種類のパルプの製造方法と特徴

薬品を使って木材の繊維をほぐし、洗浄・漂白して作る化学パルプは品質が高く、製造工程で出る「黒液」と呼ばれる副産物が燃料として利用可能であるというメリットがあります。

しかし、木材から取れるパルプの量が機械パルプに比べて少ない(つまり無駄になる木材が多い)のが欠点です。
また、従来漂白に使われてきた塩素系薬剤はダイオキシンやクロロホルムを発生させやすいという問題があります。
近年ではそうした問題の少ない漂白剤への代替が進んでいます*7。

一方、機械を使って木材をすりつぶし漂白して仕上げるパルプ(機械パルプ)は、木材原料を無駄なく利用でき、有害物質を発生させる薬品も使われません。
しかし、これを使った紙は不透明度が高くて退色しやすく、機械を動かす際には多くの電力が消費されます。

古紙を原料とする場合、薬品をつかって古紙をほぐし、ひもやホチキスの針、糊などの異物を取り除き、インクを除去した後に漂白してパルプにします。
何といっても紙から紙へリサイクルできるのがメリットですが、異物・インクの処理に手間が掛かり、透明度の高い紙を作るためには大量の薬品を投入しなければなりません。

エネルギーの有効活用

化石燃料(石炭・重油)の利用を削減するため、古紙・廃プラスチックを原料とする固形燃料(RPF)や廃タイヤ、製造過程で生じる黒液、木くず、廃棄物(ペーパースラッジ)などが発電燃料として使われています。

さらに、発電の際に発生する蒸気を製造のためのエネルギーとして利用するコジェネレーションの取り組みも活発に進められています。

紙のリサイクル

日本の古紙回収率と古紙利用率(パルプ原料に占める古紙の割合)は世界的に見てトップレベルの水準にあります*8。

古紙回収率は79.5%(2019年)で、回収された古紙の8割以上が国内でパルプ原料として使われ、残りは輸出されています。

古紙利用率は64.4%(2019年)です。
紙に求められる品質との兼ね合いから、古紙利用率を現在のレベルから飛躍的に向上させるのは難しいのが現状ですが、製紙業界ではさらなる努力が続けられています。

今後脱プラスチックの流れにより新しい形の紙利用が広がれば、古紙の回収と利用にも何らかの変化が生じると考えられます。
消費者としても商品の選択やリサイクルに積極的な姿勢で臨むことが期待されます。

製紙と紙利用に関する海外の動向

次に、EU諸国の容器包装リサイクルに関する法制度と、脱プラスチック(紙への代替)の世界的な潮流について紹介します。

容器包装リサイクルに関する法制度

ドイツやフランス*9、オランダ*10などのEU諸国では、容器・包装を用いて商品を生産する企業がリサイクル費用を負担するという法制度が広まっています。

商品生産者が生産段階からリサイクルのコストに配慮するようになれば、より分別・回収しやすい商品が出回るようになります。
製紙企業や容器・包装製造企業もそうした商品に対応した紙製品を製造するようになると期待できます。
これにより、紙のライフサイクル全体にわたってより効果的な環境対策が実現できるというわけです。

ここではとくにドイツの事例*11を取り上げて紹介します。

ドイツの法律では、製品や商品に容器・包装を用いる生産者・販売者が容器包装廃棄物に関する責任を負うこととされています。
そうした生産者・販売者は環境に配慮した開発・生産・流通に務めるとともに、リサイクルや廃棄物回収の責任を果たさなければなりません。

容器包装の回収は生産者・販売者と契約した専門業者が担い、生ゴミなど容器包装以外のゴミは自治体が回収するという二本立てシステム(デュアルシステム)になっています。
専門業者にはリサイクル率などの目標が課され、これが達成できないと業者としての資格が剥奪されます。

2019年には、デュアルシステムの強化や目標リサイクル率の修正(紙や金属は90%、プラスチックは63%への引き上げ)などを盛り込んだ新法が施行されています*12。

脱プラスチックと紙製品への代替

2018年に欧州委員会は使い捨てされやすいプラスチック製品として10品目を定め、消費削減や販売禁止などを盛り込んだ包括的な規制案を提示しました。
翌2019年にはEU理事会により規制案が採択され、これを機に紙製品への代替の動きもいっそう進むものと見られます。

例えば以下のような品目について規制が課されています*13。

■ 代替物がすでに存在するため販売が禁止される品目
カトラリー・皿・マドラー・ストロー類、発泡スチロール製の食品・飲料容器など

■ EU各国が削減目標を設定し、代替品の普及などに努めるべき品目
食品・飲料容器、カップ類など

また、国際的な企業では近年脱プラスチックの流れのなかで紙への代替の取り組みを本格化させています*2_p9-10。

例えば、アディダスは2016年に店舗のビニール袋を紙袋に置き換えました。
スターバックスは2018年にプラスチック製使い捨てストローの全廃を決め、ストローの不要な容器への変更や紙製ストローの導入を開始しています。

2020年7月にイギリスの大手酒造企業ディアジオは100%紙製のスピリッツ用ボトルを開発したと発表しました。
2021年初頭から「ジョニー・ウォーカー」のボトルに使用される予定です*14。

製紙と紙利用に関する国内の動向

日本でも脱プラスチックの流れが動き出しており、商品の包装・容器をプラスチックから紙に置き換える例も目にするようになりました。
ここでは、紙や植物繊維に関する新技術の開発に焦点を当てて国内の動向を紹介します。

新しい紙製品の開発

紙製品の用途を広げる技術開発は日本でも盛んに行われています。

例えば、大王製紙はマドラーやナイフにも使える硬さを持つ厚紙や、硬さに加えて水や油にも強く、電子レンジ対応容器も作れる厚紙を開発しています*15。

凸版印刷はセルロースナノファイバー(CNF)と呼ばれる植物繊維素材で紙をコーティングすることで、食品の酸化による劣化を防ぐ機能を持った紙カップを開発しました*16(CNFについては後ほどくわしく紹介します)。

また、大日本印刷は紙とバイオマス由来のプラスチックを組み合わせたラミネートチューブを開発し、プラスチック使用量を通常のものから15%削減することに成功しています*17。

リサイクル技術の向上|紙おむつの再利用

日本の古紙利用技術は世界トップの水準にありますが、従来リサイクルが困難であった紙製品がいくつかあります。
そのひとつが紙おむつなどの衛生用品です。

そんななか、使用済み紙おむつから得られたパルプをオゾンで処理することにより紙おむつとして再生するというリサイクル技術が、ユニ・チャームによって開発されました*18。

こうした技術が進展すれば古紙回収・利用率のさらなる向上が期待できます。

植物繊維の新しい活用法|セルロースナノファイバー

植物の繊維を分子レベルで解きほぐすことで得られるセルロースナノファイバー(CNF)は、従来の製紙パルプとは比べものにならないほどの可能性を秘めた新素材です*19。

CNFは鉄の5分の1の軽さでありながら5倍以上の強度を持つと言われ、電化製品や建物、自動車、航空機など、非常に広範な分野に応用可能とされます。
軽量のため燃費の面でも大きなメリットがあります。
しかもCNFはプラスチックなどに比べて微生物による分解が容易で、燃やしてもCO2を排出しません。

CNF製造技術は2006年に東京大学が確立しました。
2007年からは東京大学と日本製紙などの共同プロジェクトで実用化が模索され、2015年に世界で初めてCNFを用いた商品として日本製紙クレシアから衛生用品が発売されました。

現在のところ実用化されているのは従来の紙製品に近いものですが、今後CNFがさまざま領域で活用されるようになれば、持続可能な文明の土台となってくれることでしょう。

まとめ ~これからの製紙と紙利用~

今後は脱プラスチックの流れにより従来とは違った形での紙の利用が広まっていくものと見られます。
プラスチックを別の素材に代替することでかえって環境負荷が増えてしまう可能性は否定できません*20。
そのため、紙をはじめとする代替素材のライフサイクルを環境の視点でトータルに捉えながら、持続可能な循環型社会への動きをよりいっそう促進していくことが望まれます。

消費者としても、紙だからと言って浪費したり無造作に廃棄したりすれば本末転倒となります。
環境保全に対する積極的な姿勢を持って新しい紙とのつきあい方を見極めていくことが大切です。

 

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参照・引用を見る

*1
出所)日本製紙連合会「2020年 紙・板紙内需試算報告」
https://www.jpa.gr.jp/file/release/20200117115855-1.pdf

*2
出所)環境省「プラスチックを取り巻く国内外の状況(平成30年8月)」
http://www.env.go.jp/council/03recycle/y0312-01/y031201-2x.pdf

*3
出所)日本製紙連合会「パルプ材」
https://www.jpa.gr.jp/states/pulpwood/index.html

*4
出所)WWFジャパン「森林保全と持続可能な紙利用」
https://www.wwf.or.jp/activities/basicinfo/1382.html

*5
出所)日本製紙連合会「木材調達に対する考え方|植林について」
https://www.jpa.gr.jp/env/proc/planting/index.html

*6
出所)日本製紙グループ Environmental Report 2003「紙はどう作られ、届けられるのですか?【製造工程 1)製造工程について】【製造工程 2)エネルギーについて】」
https://www.nipponpapergroup.com/contents/000176159.pdf

*7
出所)三菱製紙 印刷用紙「ECF(Elemental Chlorine Free)パルプについて」
https://www.mpm.co.jp/pp/ecf.html

*8
出所)日本製紙連合会「古紙」
https://www.jpa.gr.jp/states/used-paper/index.html

*9
出所)経済産業省「平成24年度環境問題対策調査等委託費 容器包装リサイクル推進調査

容器包装リサイクル制度を取り巻く情報調査・分析事業報告書 5.海外の容器包装リサイクル制度に関する調査」
https://www.meti.go.jp/policy/recycle/main/data/research/h24fy/h2503-yourimri/h2503-yourimri-05_01.pdf

*10
出所)環境イノベーション情報機構 環境ニュース「容器包装の回収・リサイクル費用を事業者に転嫁(オランダ)」
http://www.eic.or.jp/news/?act=view&serial=12303&oversea=1

*11
出所)経済産業省「平成24年度環境問題対策調査等委託費 容器包装リサイクル推進調査

容器包装リサイクル制度を取り巻く情報調査・分析事業報告書 5.2 ドイツにおける容器包装リサイクルシステム」
https://www.meti.go.jp/policy/recycle/main/data/research/h24fy/h2503-yourimri/h2503-yourimri-05_02.pdf

*12
出所)国立環境研究所 環境展望台 海外ニュース「ドイツ、新容器包装廃棄物法を2019年1月1日に施行」
https://tenbou.nies.go.jp/news/fnews/detail.php?i=26120

*13
出所)国立環境研究所 環境展望台 海外ニュース「EU理事会、使い捨てプラスチック削減への指令を採択」
https://tenbou.nies.go.jp/news/fnews/detail.php?i=26982

*14
出所)JETRO ビジネス短信「英酒造企業、2021年から紙ボトルを使用へ」
https://www.jetro.go.jp/biznews/2020/07/a4b68a4ef490b5d3.html

*15
出所)大王製紙、食品のテイクアウト容器などに使用できる高密度厚紙を開発
https://tenbou.nies.go.jp/news/jnews/detail.php?i=29586

*16
出所)国立環境研究所 環境展望台 国内ニュース「凸版印刷、セルロースナノファイバーを用いたバリア性を有する紙器を開発」
https://tenbou.nies.go.jp/news/jnews/detail.php?i=19974

*17
出所)国立環境研究所 環境展望台 国内ニュース「大日本印刷、紙の使用でプラスチックを削減したラミネートチューブを開発」
https://tenbou.nies.go.jp/news/jnews/detail.php?i=29035

*18
出所)国立環境研究所 環境展望台 国内ニュース「ユニ・チャーム、使用済み「紙おむつ」のリサイクル技術を開発」
https://tenbou.nies.go.jp/news/jnews/detail.php?i=28054

*19
出所)NEDO 実用化ドキュメント「東大が画期的なCNFの製法を開発 産学連携により実用化に成功」
https://www.nedo.go.jp/hyoukabu/articles/201905np/index.html

*20
PlasticsEurope・日本プラスチック工業連盟「プラスチック容器包装 : より効率的な資源活用に向けて」
http://www.jpif.gr.jp/5topics/conts/plaeuroc&p.pdf