石油化学製品、プラスチック、化石燃料。これらの産業がどのようにつながっているかご存知ですか?

知っていましたか？プラスチックの99%以上は化石燃料由来の化学物質から作られています。化石燃料とプラスチック産業の間には密接なつながりがあります。これらの産業間のつながりと、プラスチックの生産と投資を促進する上でのそれらの産業の役割を理解することは、拡大する世界的プラスチック汚染危機に対処し、その危機において企業主体が果たす役割を特定する上で非常に重要です。

この記事は、国際環境法センター (CIEL) の報告書「石油化学製品、プラスチック、化石燃料」から編集されたものです。プラスチック生産における化石燃料の役割、化石燃料からプラスチックまでのプロセスを紹介し、化石燃料とプラスチック産業およびその製品との深いつながりを明らかにします。

概要

• プラスチック製造に使用される化学物質は、ほぼすべて化石燃料から作られています。

• 化石燃料の生産プロセスは高度に地域化されているため、プラスチックの生産も化石燃料の生産量が多い地域（特に米国のメキシコ湾岸）に集中しています。

• プラスチック製造の主要原料である天然ガス液（NGL）は、長距離輸送が困難です。そのため、天然ガスコンデンセートやエタンを原料とする石油化学製品メーカーは、通常、天然ガスの生産地域周辺に集まる傾向があります。現在米国で起こっているシェールガスブームにより、メキシコ湾地域のプラスチック産業インフラの大規模な拡大が推進されています。

• ナフサはプラスチック生産におけるもう一つの重要な原材料です。精製製品であるため、その生産は精製能力を持つ大手石油会社に集中しています。実際、わずか 5 つの大企業 (BP、シェブロン、エクソンモービル、シェル、中国石油天然気集団) が世界のナフサ販売の半分以上を占めています。

• 化石燃料の採掘とプラスチックの生産が統合されているため、2つの産業の間には高度な垂直統合が存在します。多くの大手石油・ガス生産者はプラスチック会社を所有しています。同様に、多くの大手プラスチック製造会社も石油・ガス会社を所有しています。 DowDuPont、ExxonMobil、Shell、Chevron、BP はすべて、両方を行っている統合企業です。

プラスチックの発生源

プラスチックは私たちが毎日接触しているものですが、それがどこから来るのか、あるいは「プラスチック」の正確な定義が何であるかを知らない人がたくさんいます。広義では、プラスチックは有機ポリマーから形成された材料です。有機ポリマーは、複数の小さな分子（モノマーと呼ばれる）の重合によって形成される高分子の長い鎖です。しかし、サプライ チェーンのこれらの個々の要素は、ほとんどの場合、石油の井戸元、石油掘削装置、または炭鉱から始まり、それ自体がサプライ チェーンの製品です。プラスチックの99%以上は化石燃料由来の化学物質から作られています。プラスチックにはさまざまな種類がありますが、以下の 5 種類が全プラスチック生産量の 90% 以上 (重量ベース) を占めています。

• ポリエチレン（34.4％）

• ポリプロピレン（24.2%）

• ポリ塩化ビニル（16.5%）

• ポリエチレンテレフタレート（7.7%）

• ポリスチレン（7.3％）[1]

エチレンは、ポリエチレン (PE)、ポリ塩化ビニル (PVC)、ポリエチレンテレフタレート (PET)、ポリスチレン (PS) の製造に重要な原料です。これらのプラスチックは重量ベースで世界のプラスチック生産量の約 65% を占めています。プロピレンはポリプロピレン①の原料化合物です。その結果、プラスチックの大部分はエチレンとプロピレンという2つの工業用化学物質に由来することが判明しました[2]。

【注記】

① プラットフォーム化学品：プロピレン、ベンゼンなど、資源が豊富で、価格が安く、用途が広い基礎有機化合物のクラスを指します。これらを出発点として、巨大な市場と高付加価値の一連の製品を合成することができます。

エチレンとプロピレンはプラスチック包装の製造において重要な役割を果たします。プラスチック包装はプラスチック製品の中で最も急速に成長している分野であり、プラスチック汚染危機の最大の原因の 1 つです。米国では、プラスチックの約34%が包装に使用されています[3]が、欧州ではその数字は40%です[4]。さらに、プラスチック包装は、主にポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレンテレフタレート（PET）など、上記の5つの熱可塑性プラスチックでほぼ構成されています[5]。

スーパーマーケットのいたるところにプラスチック包装 | Pixabay

原材料の選択

米国では天然ガスが豊富に供給されているため、エチレン生産の原料として天然ガス液 (NGL) が選ばれています。米国では、エタンを多く含む天然ガス液がエチレン生産量の約90％を占めています[6]。さらに、エタンのほぼすべてとプロパンの3分の1はエチレンの製造に使用されます[7]。大手天然ガス生産者（最大手はエクソンモービル[8]）の天然ガス生産量は米国の天然ガス総生産量とほぼ等しいことが知られており、天然ガスの探査と生産に基づいて米国で生産されるエチレンの量を大まかに計算することが可能です[9]。

米国と同様に、中東ではエチレン生産に天然ガス液体を大量に使用しています[10]。対照的に、中国、ヨーロッパ、東南アジア、日本で生産されるエチレンは主にナフサから作られています[11]。ナフサは原油精製の産物です。現在、プラスチックの生産は世界の石油消費量の4％から8％を占めています[12]。しかし、石油消費とプラスチック生産の傾向が予想通りに続くと、「2050年までにプラスチック産業は石油消費全体の20％を占める可能性がある」[13]。

ナフサは原油ではなく精製製品であるため、ナフサ市場は高度に集中しています。 2014年には、業界を独占するBP、シェブロン、エクソンモービル、シェル、ペトロチャイナの5社が、業界の総収益の50％以上を占めた。 ” [14]

オレフィンは、プラスチックを含む幅広い石油化学製品の化学的構成要素です。現在までに、エチレンとプロピレンが最も重要なオレフィンであった[15]。オレフィンを生産するために NGL とナフサを使用する場合の重要な違いは、輸送性です。 NGL は国際輸送が困難ですが、ナフサ (原油市場の他の成分と同様) は輸送が容易です。ナフサ生産量の約30％は国際的に取引されている[16]。

天然ガス生産の急増により、米国は2020年までに中東を抜いてナフサの最大の輸出国になると予想されている（米国国内のナフサ需要が減少するにつれて、輸出可能なナフサが増える）[17]。世界の石油原料生産の増加により、2020年までにナフサの供給過剰が約1,400万トンに達すると予想されています[18]。

米国のナフサと天然ガス液の輸出増加は、世界の他の地域でのプラスチック生産を置き換えるのではなく、むしろ拡大させている。 21 世紀以前は、ヨーロッパがプラスチックの生産量で世界をリードしていました。それ以来、中国を筆頭にアジアは最大のプラスチック生産地域となった。中国ではプラスチック産業への投資は減速していない。ヨーロッパでは、化学会社INEOSが現在、2つのエチレン工場の拡張と、大陸での新たなプロピレン生産工場の建設を計画しており、これは近年のヨーロッパの化学生産能力への最初の大規模投資となる[19]。これらのプラントでは、製油所から出るナフサではなく、米国から輸送される天然ガス液を使用する予定である。[20]

業界の統合

プラスチックの生産は化石燃料のサプライチェーンの一部であるため、多くの化石燃料会社が直接または子会社を通じてプラスチック樹脂や製品を生産しています。たとえば、世界最大の民間化石燃料会社であるエクソンモービルは、化学会社であるエクソンケミカルカンパニーを所有しています。最近のプレスリリースでは、「エクソンモービルの化学生産能力の 90% 以上は、大規模な製油所または天然ガス処理プラントに統合されています。」と述べられています。 [21] シェル、シェブロン、フィリップス、トタル、シノペック（中国最大の国有石油会社の一つ）はいずれもプラスチックインフラを所有、運営、または投資している。

石油化学業界の大手 |シエル

逆に、大手プラスチック企業の中には化石燃料ビジネスに携わっているところもあります。世界最大の化学会社であるダウ・デュポンは炭化水素事業を展開している。同社の年次報告書によれば、この事業は「エチレンの世界最大の生産者の1つであり、生産者であるパフォーマンスプラスチックス（オハイオ州に拠点を置く）が社内消費用の社内原料として使用している」とのことである[22]。これにより、ダウ・デュポンは、天然ガス生産の新たな地域（例えば、アルゼンチンのバカ・ムエルタ地域）の開発において、予想外ではあるが大きな役割を果たすようになった。[23]世界第2位のプラスチック製造会社であるLyondellBassellも、米国のメキシコ湾岸地域で製油所を運営している。

企業にとって、この統合は便利で収益の大幅な増加をもたらすだけでなく、化石燃料価格の変動によるリスクに対するヘッジとしても機能します。原油価格が下落すると、同社の上流事業の利益は減少するが、化学部門の利益率は上昇し、同社は利益の一部を回復することができる[24]。 2015年、エクソンモービルの化学部門は同社の収益の10％を占めたが、利益の25％以上を生み出した。[25]

エチレンとプロピレン

エチレン生産に影響を与える市場動向は、プロピレン生産にも影響を与えます。化学製品としてのプロピレンは、主にエチレン製造工程の副産物として生産されます。エタンをエチレンに変換する同じクラッキングユニットで、プロパンもプロピレンに変換されます。しかし、2 つの傾向により、世界のプロピレン生産の状況は変化しています。まず、原材料の変化により、米国でのプロピレン生産は減少しています。第二に、中国は膨大な化石燃料の埋蔵量を利用してプロピレンを生産しています。

異なるクラッキングプロセスによって、生成されるプロピレンの量は異なります。天然ガスブームにより、米国の多くのエチレン生産者は、プロピレンを生産するためにナフサのクラッキングから天然ガスコンデンセートのクラッキングに切り替えましたが、新しいプロセスではプロピレンの生産量は減少しました[26]。さらに、純粋なエタンストリームを生成するクラッキングユニット（エタン、プロパン、ブタン、イソブチレン、ペンタンを含む混合天然ガス液とは対照的に）はプロピレンをほとんどまたは全く生成しません[27]。この変化が徐々に定着するにつれ、生産者はプロパンを副産物としてではなく、意図的にプロピレンを生産するための原料として利用し、「指向性」プロピレンを生産する施設を建設し、運営し始めました。[28]この変更により、エチレンとプロピレンの生産間の明確なつながりが切り離される可能性がある一方で、米国のプロピレン生産はより分散化され、追跡可能になる可能性があります。

プロピレンはもはや副産物としてのみ生産されるのではありません | Pixabay

世界のプロピレン生産の発展に影響を与えるさらに重要な要因は、中国が新しいプロピレン生産施設に多額の投資をするという決定です。中国はすでに世界最大のプロピレン生産国である。中国のプロピレン生産は世界のどの国よりも速いペースで成長すると予想されており、2025年までに世界の市場シェアの半分以上を占める可能性がある[29]。その時までに、世界のプロピレン生産の大部分と中国のエチレン生産は国有企業によって管理されることになるだろう[30]。

結論は

プラスチックの製造にすべての化石燃料が使用されるわけではありませんが、ほぼすべてのプラスチックは化石燃料から作られています。さらに、化石燃料産業とプラスチック産業の両方で最大の企業であるダウ・デュポン、エクソンモービル、シェル、シェブロン、BP、シノペックは、すべて化石燃料とプラスチックの両方を生産する総合企業です。これらの産業間のつながりと、プラスチックの生産と投資を促進する上でのそれらの産業の役割を理解することは、拡大する世界的プラスチック汚染危機に対処し、その危機において企業主体が果たす役割を特定する上で非常に重要です。

注釈

[1] PlasticsEurope「プラスチック産業3」https://committee.iso.org/files/live/sites/tc61/files/ The%20Plastic%20Industry%20Berlin%20 Aug%202016%20-%20Copy.pdf（最終アクセス日2017年7月11日）を参照。

[2] PlasticsEurope、「ポリエチレンテレフタレート（PET）：ボトルグレード（2008年）」を参照。http://www.plasticseurope.org/Documents/Document/20100312112214-FINAL_EPD_PET_BottleGrade_270409-20081215-016EN-v1.pdfで入手可能。石油技術の歴史 パート 2 – 精製副産物、http://www.greatachievements.org/?id=3679 (最終アクセス日 2017 年 7 月 12 日)。

[3] アメリカ化学協会「2012年プラスチック樹脂販売分布と専有使用（2013年）」を参照。https://plastics.americanchemistry.com/resin-reportsubscriptions/Major-Markets-2012-Report.pdfで入手可能。

[4] PlasticsEurope、「プラスチック – 事実 2016」（2016 年）を参照。http://www.plasticseurope.org/documents/ document/20161014113313-plastics_the_ facts_2016_final_version.pdf

[5] 同上参照。アメリカ化学協会、前掲注3。

[6] プラスチックの製造にはどのくらいの石油が使われているのか？、エネルギー情報局（最終更新日2017年5月17日）、https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=34&t=6;三菱ケミカルテクノリサーチ、「LPGを原料とする石油化学製品の世界需給動向」（2017年3月7日）、http://www.lpgc.or.jp/corporate/information/program5_Japan2.pdf [以下、三菱プレゼンテーション] で入手可能。 Jan H. Schut、「シェールガスがプロピレンをどのように変えているか」、Plastics Engineering (2013 年 2 月 20 日)、https://plasticsengineeringblog。 com/2013/02/20/how-shale-gas-is-changingprovince/.

[5] 同上参照。アメリカ化学協会、前掲注3。

[6] プラスチックの製造にはどのくらいの石油が使われているのか？、エネルギー情報局（最終更新日2017年5月17日）、https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=34&t=6;三菱ケミカルテクノリサーチ、「LPGを原料とする石油化学製品の世界需給動向」（2017年3月7日）、http://www.lpgc.or.jp/corporate/information/program5_Japan2.pdf [以下、三菱プレゼンテーション] で入手可能。 Jan H. Schut、「シェールガスがプロピレンをどのように変えているか」、Plastics Engineering (2013 年 2 月 20 日)、https://plasticsengineeringblog。 com/2013/02/20/how-shale-gas-is-changingprovince/.

[7] https://www.brookings.edu/wpcontent/uploads/2016/06/Natural-Gas-Liquids で入手可能な Charles K. Ebinger & Govinda Avasarala、Natural Gas Liquids 7 (2013) を参照してください。 pdf

[8] 天然ガス供給協会の上位40生産者を参照、http://www.ngsa.org/download/analysis_studies/Top%2040%202015%20 2nd%20quarter.pdf。

[9] しかし、この配分は正確ではないことを強調しておくことが重要です。米国における天然ガス1立方メートルあたりのNGLの比率は、「ドライ天然ガス」では約10％、「ウェット天然ガス」では30％の間で変動します。 Kinder Morgan 著「アメリカの石油化学ブームにおける天然ガス液体 (NGL) の役割 2」(2017 年) を参照してください。https://www.kindermorgan.com/content/docs/White_Natural_Gas_Liquids.pdf で入手可能。

[10] 三菱のプレゼンテーション、前掲注6、9頁を参照。

[11] 同上

[12] 「新しいプラスチック経済：プラスチックの未来を再考する」世界経済フォーラム7（2016年）を参照、http://www3で入手可能。 weforum.org/docs/WEF_The_New_Plastics_ Economy.pdf をご覧ください。

[13] 同上

[14] ナフサ市場分析（化学、エネルギー、燃料）および2022年までのセグメント予測、Grand View Research（2015年3月）を参照。http://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/naphtha-market [以下、ナフサ市場分析]。

[15] 製品と技術：オレフィン、アメリカ化学協会、https://www. americanchemistry.com/ProductsTechnology/ Olefins/ (最終アクセス日 2017 年 9 月 11 日)。

[16] HIS Markitのニュースリリース「2020年までに米国はガソリンや化学品の生産に不可欠な軽質ナフサの最大輸出国となる」（2015年4月21日）を参照。http://news.ihsmarkit.com/press-release/chemicals/2020-us-emerge-largest-exporterlight-naphtha-essential-production-gasoline-。

[17] 同上参照。

[18] 同上参照。

[19]プレスリリース、INEOS、「INEOS、大規模な欧州拡張プログラムを計画」（2017年6月12日）を参照、https://www.ineos.com/news/ineosgroup/ineos-plans-massive-european-expansionprogramme/。

[20] 同上参照。

[21] エクソンモービルのニュースリリース「エクソンモービル、世界最大級の芳香族工場の一つを買収」（2017年5月10日）を参照。http://news.exxonmobil.com/press-release/exxonmobilacquire-one-worlds-largest-aromatics-plants。

[22] ダウ・ケミカル・カンパニー、年次報告書Form 10-K、13ページ、EDGARに2017年2月9日に提出、https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/29915/000002991516000066/dow201510k.htmで閲覧可能。

[23] ロイター通信スタッフ「アルゼンチン、今年のバカ・ムエルタ投資は80億ドルに達すると予想」ロイター（2017年4月26日午後3時55分）

http://www.reuters.com/article/us-argentina-energyvaca-muerta/argentina-sees-vaca-muertainvestment-reaching-up-to-8-billion-this-yearidUSKBN17S2Q5.

[24] アダム・レヴィン・ワインバーグ著「2016年に石油大手が直面する大きな問題」モトリーフール（2015年12月20日午後2時30分）https://www.fool.com/investing/general/2015/12/20/big-problemsahead-for-big-oil-in-2016.aspx。

[25] Jtender Miglani著「エクソンモービルはどうやって儲けるのか？」を参照ExxonMobil のビジネスモデルを理解する、Revenuesandprofits.com (2016 年 3 月 31 日)、http://revenuesandprofits.com/howexxonmobil-makes-money/。

[26] Jeffrey S. Plotkin、「プロピレンギャップ：それをどう埋めるか？」アメリカ化学会（2015年9月14日）https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/cutting-edge-chemistry/thesteroid-gap-how-can-it-be-filled.htmlを参照。

[27] 同上参照。

[28] Schut、前掲注6を参照。

[29] 三菱プレゼンテーション、前掲注6、11頁を参照。

[30] 中国焦点：中国のエチレン生産は新たな拡大の時代を迎える、新華社金融社（2017年1月4日午前9時55分）http://en.xfafinance.com/html/Industries/Materials/2015/34311.shtmlを参照。

この記事は、「プラスチックの燃料」シリーズの最初のレポート「石油化学製品、プラスチック、化石燃料」から編集されています。国際環境法センター（CIEL）が発行するこのシリーズは、化石燃料とプラスチック産業の関係を明らかにし、プラスチック危機の原因と根本に対処するためにプラスチックのライフサイクル全体の研究を提唱しています。

- 終わり -

編纂者：陸嘉、舒燕宇

レビュアー: 周俊

校正：シュ・ヤンユ、シェリー