工場における水酸化ナトリウム1kg生産のライフサイクルアセスメント

化学品にライフサイクル視点が必要な理由

同じ用途を果たす2つの化学品でも、環境フットプリントは大きく異なることがあります。その差は、原材料の種類、製造工程で必要となるエネルギー量、そして過程で大気・水・土壌に排出されるものなど、それぞれの製造方法に起因します。.

ライフサイクルアセスメント（LCA）は、これらを数値で示します。ISO 14040および14044に基づき、原材料の採取から生産、使用、廃棄まで製品を追跡し、使用エネルギー、排出量、それらがもたらす環境影響を集計します。.

LCAで化学品メーカーができること

• 製造ルートの比較 — 同一製品について、どの合成ルート、サプライヤー、拠点のフットプリントが小さいかを確認できます。.
• ホットスポットの特定 — 影響の大部分を生む燃料、投入物、工程を特定します。.
• 変更を事前にシミュレーション — 投資前に、エネルギー源や原材料の切替えをモデル化できます。.
• 顧客からの問合せへの対応 — ⟦0⟧を求める購買担当者に、 製品カーボンフットプリント データまで追跡可能な数値を提供します。.

水酸化ナトリウムの概要

純粋な水酸化ナトリウムは白色固体です。水に容易に溶解してナトリウムイオン（Na⁺）と水酸化物イオン（OH⁻）に分かれ、開放状態では空気中の水分と二酸化炭素を吸収します。12.3～61.8°Cでは、水溶液は一水和物NaOH·H₂Oとして結晶化し、市販される「水酸化ナトリウム」の多くは実際にはこの一水和物です。.

実務上、ほとんどの使用者は固体ではなく水溶液として購入します。輸送コストが低く、ポンプ移送、定量供給、混合もはるかに容易です。.

水酸化ナトリウムの製造方法

ほぼすべてがクロルアルカリ法で生産されます。食塩水に電流を流すと、同時に3つの製品へと分解されます。.

この比率は変わりません。塩素1トン当たり、工場では苛性ソーダ約1.1トンと水素0.03トンが生産されます。業界では、この組合せを電気化学ユニット、すなわちECUと呼びます。.

• 電力 — イオン交換膜法プラントではECU当たり約2.8MWhを使用し、その大半は電解槽自体で消費されます。旧式の水銀法電解槽では約3.6MWhが必要です。.
• 蒸気 — イオン交換膜法電解槽は電力を節約できますが、苛性ソーダを標準的な50%の商業グレードまで濃縮するために追加の蒸気を必要とします。.
• 技術 —膜法電解槽は83を占めました。9% 2024年のEU導入容量のうち、隔膜法電解槽は9。7%。.

水酸化ナトリウムの用途

苛性ソーダを直接扱う人は多くありませんが、ほとんどの人がサプライチェーンのどこかでこれを必要とした製品を使用しています。以下の割合は世界全体のおおよその数値であり、情報源や地域によって異なります。.

本ケーススタディの対象範囲

本評価では、製造所出荷時の水酸化ナトリウムの生産ミックスを、製品1kgを機能単位としてモデル化しています。4つのサプライチェーンがこれを構成しており、それぞれページ上部の製品システム図に工程として示しています。.

1. 塩化ナトリウム塩の原料。生産には、産業用ボイラーで燃焼するディーゼル、瀝青炭、天然ガスに加え、系統電力（US）を使用します。.
2. 産業用ボイラーで燃焼する瀝青炭石炭採掘、設備で使用するガソリン、連結トラックおよびディーゼル機関車による輸送。.
3. 産業用ボイラーで燃焼する天然ガスガスは製造所で処理された後、連結トラックとディーゼル機関車で輸送されます。.
4. 産業用ボイラーで燃焼する残渣燃料油製油所由来の燃料油を、はしけ、ディーゼル機関車、連結トラックで輸送します。.

上記数値の出典

• Euro Chlor、塩素産業レビュー： 2024年の生産量および技術別シェア
• Euro Chlor： 電力多消費部門である欧州クロールアルカリ産業
• IndexBox： 世界の苛性ソーダ市場概要、2024年
• IMARC Group： 苛性ソーダ市場規模、2024年
• Istay Kimya： 苛性ソーダの用途別シェア、2025～2030年見通し