世界中で持続可能なライフスタイルへの追求が高まる中、資源の回収と再利用はますます重要になっています。
電動モーターは家電製品、産業機械、電気自動車において不可欠な部品であり、その回収利用は電子廃棄物の削減に貢献するだけでなく、資源とエネルギーの節約にも繋がります。本稿では、電動モーターの回収可能性、回収方法、以及その環境保護に対する重要な意義について探討します。
電動モーターは通常、銅(コイル線材)、鉄(筐体・回転子コア)、アルミニウム(一部筐体・端面板)などの金属で構成されています。これらの金属はいずれも回収価値が高く、特に銅は導電性に優れるため再生利用の需要が旺盛で、市場で安定した価格が形成されています。例えば、1 台の中型産業用モーター(出力 5kW)からは約 15kg の銅と 30kg の鉄を回収でき、経済的なメリットが明確です。
回収技術の進歩に伴い、電動モーターの拆解と材料分離が大幅に高効率化しています。従来は手作業で行われていた拆解工程が、近年では「自動拆解ロボット」(多関節アームに工具を装着)によって自動化され、1 台あたりの拆解時間を従来の 1/3 以下に短縮するケースもあります。また、材料分離では「高磁力磁選機」(鉄系金属の選別)や「渦電流選別機」(非鉄金属の分離)などが普及し、金属の分離精度を 95% 以上に高めています。
電動モーターを回収することで、新しい金属資源(銅鉱石、鉄鉱石)の採掘量を削減でき、採掘過程で発生する森林破壊や土壌侵食を抑制します。同時に、金属の精錬工程で消費される大量のエネルギーを節約し、二酸化炭素(CO₂)などの温室効果ガス排出量を削減できます。日本鉄鋼連盟のデータによれば、再生鉄を使用する場合、鉱石から新たに鉄を精錬する場合に比べて約 75% のエネルギーを節約し、CO₂排出量も約 80% 削減できるとされています。
まず、回収した電動モーターの表面を湿布で清掃し、ホコリや油汚れを除去します。その後、専門の検査員がモーターの外観(筐体の破損、ケーブルの断線)や動作状態(簡易通電試験)を確認し、「再使用可能(リユース可能)」か「拆解が必要」かを判断します。例えば、使用年数が短く故障がないモーターは、点検・整備後に中古部品として再販売することができます。
拆解が必要と判断されたモーターは、以下の工程で部品分離を行います:
- ケーブルカッターで電源ケーブルを切断・取り外し;
- 自動拆解ロボットまたはレンチで筐体のボルトを外し、固定子(ステータ)と回転子(ローター)を分離;
- プレス機または専用工具で固定子から銅線コイルを抜き取り;
- 軸受けプラーで回転軸に取り付けられた軸受け、ギアなどの機械部品を取り外し;
最終的に、筐体(鉄 / アルミ)、銅コイル、回転子(鉄コア + 軸)、軸受け(鋼鉄 + 潤滑油)の 4~5 種類の部品 / 材料に分類します。
拆解で分類された部品 / 材料は、物理的または化学的方法で更に精緻に分離します:
- 物理的方法:磁選機で鉄系材料(筐体、回転子コア)を選別;渦電流選別機でアルミニウム(一部筐体)を分離;風力選別機で銅コイルの表面に付着した絶縁紙(樹脂製)を除去;
- 化学的方法:軸受けやコイルの絶縁層に含まれる樹脂成分を、低温焙焼(300~400℃)で燃焼除去し、純粋な金属材料を得る(有害ガスは集塵装置で処理);
これにより、銅、鉄、アルミニウム、鋼鉄などの単一金属材料を分離回収します。
拆解過程で得られた部品のうち、使用価値が残存するもの(例:正常に動作する軸受け、外観が良好な筐体、巻線が intact なコイル)は、以下の手順で再利用します:
- 部品を洗浄・乾燥し、損耗箇所を補修(例:軸受けに新しい潤滑油を注入);
- 性能試験(例:コイルの絶縁抵抗試験、軸受けの回転抵抗試験)を実施;
- 合格した部品を「中古モーター部品」として分類保管し、モーター修理工場や中古部品販売業者に供給します。
再利用できない材料(例:酸化した銅コイル、変形した鉄筐体)は、専門の金属回収施設に搬送して処理します:
- 銅材料:熔解炉で 1,085℃の高温で溶解し、不純物を除去した後、銅インゴット(銅地金)に鋳造し、新しい銅線や銅部品の原料として再利用;
- 鉄・アルミ材料:それぞれ専用熔解炉で溶解精製し、再生鉄(鉄スクラップ)や再生アルミニウムとして、建設資材や他の機械部品の製造に使用します。
電動モーターの回収により、銅、鉄、アルミニウムなどの新しい金属資源の需要を削減でき、有限な天然資源の使用寿命を延ばします。例えば、全世界の電動モーター回収率を現在の 50% から 80% に向上させると、年間約 100 万トンの銅鉱石採掘量を削減でき、銅資源の枯渇リスクを低減することができます。
金属の再生利用は、原鉱石からの精錬に比べて大幅にエネルギーを節約できます。国際再生金属協会(BIR)のデータによれば、再生銅の製造に必要なエネルギーは原鉱石からの精錬の約 10% に過ぎず、再生アルミニウムは約 5% に抑えられます。この節約されたエネルギーは、他の生産活動(例:電子製品製造、住宅建設)に活用でき、社会全体のエネルギー消費量を削減します。
電動モーターを廃棄せずに回収することで、廃棄モーターが土壌や水源に与える汚染を防ぎます。例えば、モーターの絶縁層に含まれるフタル酸エステル(可塑剤)や、軸受けの潤滑油が雨水に溶出して地下水を汚染するリスクを回避できます。同時に、金属精錬過程で発生する亜硫酸ガス(SO₂)や重金属排出も削減され、大気汚染や生態系への負荷を軽減します。
電動モーターの回収は循環経済の重要な構成要素で、「資源採掘→製品製造→使用→回収→再利用」の閉じた資源循環システムを構築するのに役立ちます。これにより、「大量生産・大量消費・大量廃棄」の従来型経済モデルを転換し、経済成長と環境保護の両立を実現し、社会の持続可能な発展を推進します。
電動モーターの回収は経済的価値を持つだけでなく、環境保護に対しても重要な意義を有しています。電動モーター回収の重要性に対する国民の認識を高めることで、私たちは共に努力し、よりグリーンで持続可能な未来を実現するための貢献をすることができます。
- 核心用語の産業適合性
- 固定子 / 回転子(ステータ / ローター):「定子 / 转子」の日本電気機械産業用語で、日本電気機械工業会(JEMA)「電動機設計基準」において「モーターの固定部分(ステータ)と回転部分(ローター)」と定義され、拆解工程で最も重要な分離対象部品です。
- 渦電流選別機(うずでんりゅうせんべつき):「涡流分选机」の日本産業用語で、日本リサイクル技術協会「非鉄金属選別技術マニュアル」において「磁界中の金属に渦電流を発生させ、その反発力で非鉄金属を選別する装置」と定義され、電動モーターのアルミ・銅分離に不可欠な設備です。
- 文脈の実践適合性
- 「预处理」を「前処理(ぜんしょり)」、「促进循环经济」を「循環経済の促進(じゅんかんけいざいのそくしん)」と訳すことで、日本の環境行政・リサイクル産業の用語习惯に合わせています。また、回収方法や環境意義で具体的な数値(エネルギー節約率、金属回収量)や機器名を挙げることで、産業現場での実践性を明確にし、企業やリサイクル事業者の理解を助けています。