松八重 一代

本プロジェクトにおいて、リソースロジスティクス可視化を基盤として、我が国が戦略的に推進すべき科学技術イノベーションの浮揚、牽引、導入、実装につなげる方法論を提案する。 そのために本提案プロジェクトは大きく分けて以下の３つの成果を創出する。 1) リソースロジスティクス可視化手法の提案 2) 事例研究を通じて、これまでに行われてきた科学技術イノベーション推進、浮揚、実装に係わるステークホルダーの抽出と、それぞれの役割についての整理 3) 成功事例についての暗黙知の体系化、進行形事例については、その議論の場に係わりながら提案システム・方法論の検証を行いつつ、リソースロジスティクス可視化に立脚したマルチステークホルダー連携による科学技術イノベーション戦略策定支援のマニュアルを作成 リソースロジスティクスの可視化は以下の３つの手法で、科学技術イノベーションの浮揚と実装に伴う資源の流れを明らかにし、関連するステークホルダーの抽出支援を行う。 A) マテリアルフロー解析 B) 総物質関与総量（Total Materials Requirement：TMR) C) 産業連関表を用いたサプライチェーン分析

自動車には、多様な物質を利用した部品が組み込まれており、使用済自動車の再資源化等を行う際には、そのような多様な物質を生かすことが望ましい。しかし、使用済自動車由来のスクラップは電炉に投入して利用されているところ、スクラップに含まれるクロムやニッケル、マンガン、タングステン等のレアメタルは回収されることなくスラグに移行したり、あるいは鋼材に含まれる不純物質として蓄積したりしている。 本業務では、現実的な解体の可能性も踏まえ、自動車に用いられている部品中の物質組成を分析し、使用済自動車由来のスクラップの電炉での利用の際に、スクラップに含まれる物質の挙動を把握する。また、多様な物質を生かした再資源化等を実現するための手法の提案を行う。

乾式製錬プロセスにおけるスクラップ利用を介したレアメタルフローについて熱力学解析から解析を行う

リン肥料の施肥は農業生産に関わる重要な要素であり、また高純度赤リンは半導体生産等に用いられるなど、リンは我が国の経済に重要な資源である。しかしリン鉱石産出国の一部では自国の資源を守るために輸出規制を行うなど、世界的に需給逼迫が懸念されている。 家畜糞尿、汚泥等に含まれるリンの回収については、これまでにも水環境の富栄養化防止の観点からも積極的に技術開発がなされてきた。しかしながらリンはその純度や形態等で用途が限られており、廃棄物から回収されるリンがすべての用途で用いることができるわけではない。このようなことから、本研究では、リンの形態別、純度別のマテリアルフローを整備し、さらにリン資源フロー分析用WIO-MFA（Waste Input Output Material Flow Analysis）表を整備することで、我が国におけるリン資源有効活用の観点から見た廃棄物処理・再資源化技術のあり方を考察する。

JST研究開発プログラム「地域に根ざした脱温暖化・環境共生社会」に採択されたテーマで、地域のエネルギー・資源を地域のために最大限利活用するエネルギーシステム・社会システムを実現するための社会技術として、東北地域を対象にして、その歴史、風土を踏まえた、現代風入会山・現代風結い、再生可能エネルギー・コミュニティビジネスについて研究開発を行う。さらに、それらの社会技術を地域に実装したエコミュージアムを実現し、低炭素社会に向けた人々の意識転換、他地域への波及を目指す。

物質ストック勘定体系の構築とその適用による廃棄物・資源管理戦略研究

水素冷水器を用いた農業・水産業・食品産業における冷熱供給の技術開発ならびに、それに伴う環境負荷発生および経済影響評価手法の開発を行う。

循環型社会の構築において、材料のリサイクル推進はすでに大きな関心を集めている。しかし、製品の高機能化に伴う材料の複合化や異種材料の組み合わせはリサイクルの段階で大きな問題となりうる。トランプエレメントと呼ばれる難除去性金属不純物の存在は水平リサイクルを阻害し、資源循環を考える上で重要な問題である。たとえば鉄スクラップ中に混入する銅は、鋼材に対して熱間で脆化の原因となるため、鋼材への混入量について厳しく管理をされている。例えば薄板鋼材においては銅濃度を0.05%程度以下に管理しなければならないとされているが、冷鉄源として自動車スクラップを用いる場合、配線やモーター起源の銅が混入することから、製鋼プロセスにおいてはこれらの銅の除去が大きな問題となっている。再資源化によって生産工程に戻ってきた原材料は、バージン材から生産された材料に比べ不純物の含有の意味で品位が落ちる。不純物含有率の高い再資源化原材料の大きな受け入れ先として建築・土木産業が挙げられる。一方で特殊鋼に含まれるレアメタルや、ステンレスに含まれるクロムやニッケルの一部は再資源化される際には回収されることなくスラグに移行したり、あるいは鋼材に含まれる不純物質として含有されたりしている。大量に消費・蓄積されるベースメタルやセメント等はこれらの重要な媒体となっており、枯渇が危惧される希少資源管理の観点から、これらの媒体に混入する不純物質の流れを追うことは重要であると考える。さらに不純物含有スクラップを受け入れて資源の水平循環を目指す場合、将来発生する廃棄物の質と量の予測と、どの産業部門でどのような品質の再資源化原材料の引き受けが行われるのかについて経済システム全体で把握をする必要がある。また水平循環を阻害する要因を取り除くとするならば、どのような環境負荷が発生し、費用効果が経済全体にどの程度波及するのか雇用や付加価値に焦点をあてて考える必要がある。 このような社会情勢を背景に、本研究課題は動的鉄資源循環におけるトランプエレメントの混入を考慮した廃棄物産業連関動学モデルの構築と応用を目的とする。

物質ストック勘定体系の構築とその適用による廃棄物・資源管理戦略研究

消費と生産に伴い排出される廃棄物は、適正処理を受けた後、多くの場合、埋立処分を行うことで環境に放出される。しかし埋立処分で消費される最終処分場は，適地の減少等に加えて地域住民の理解が得られにくいことなどにより，新規処分場の設置が困難な状況であることから残余量が逼迫してきている。そのため最終処分量の更なる減量が求められるが、既存の処理による対応だけでは限界がある。このような背景のもと、最終処分場再生がいくつかの地方自治体および素材産業を中心としてとりくまれており、その成果が日本環境衛生センター等で報告されている。最終処分場再生とは、処分場に蓄積された鉄、非鉄金属、プラスチック等を再資源化することで最終処分場消費量抑制と資源回収を目的とするものである。このような取り組みに対して分析手法に目を向けると、多くの環境評価手法は、最終処分場に蓄積された資源の掘り起こしおよび資源回収のオプションは考慮していない。 本研究は動学的拡張WIOモデルを用いた掘り起こし資源回収WIOモデルを提案し、最終処分場再生に伴う再資源化活動の環境・経済影響評価を行う。

・平成19年度日本学術振興会科学研究費基盤研究(C)（研究代表者：中村愼一郎 早稲田大学教授) 廃棄物産業連関分析に基づく動的資源循環モデルの開発とその応用研究

大量生産・消費・廃棄に象徴されるフロー型社会に対するものとしてストック型社会が提示されているが、既存の物質ストックを有効に活用するためには、具体的にどのような物質がどの程度社会に蓄積され、活用され、将来にわたって廃棄物として発生し、また、資源としての再活用が可能で、もしくは有害性を有するのかを明らかにすることが必要である。このようなことから、本研究では、物質フローの勘定体系と整合した物質ストックの勘定体系を構築してこれを適用し、いくつかの製品や素材を対象として近未来のシナリオ分析を行うことで、ストックに関わる廃棄物・資源管理戦略について検討する。フローとストックを整合的に取り扱う勘定体系の構築には学術的な貢献が期待できる。また、その適用から得られる物質ストックに関する情報は、ストック型社会に向けた廃棄物・資源管理戦略構築の基礎情報となることから、社会的な貢献が期待できる。

消費と生産に伴い排出される廃棄物は、適正処理を受けた後、多くの場合、埋立処分を行うことで環境に放出される。しかし埋立処分で消費される最終処分場は，適地の減少等に加えて地域住民の理解が得られにくいことなどにより，新規処分場の設置が困難な状況であることから残余量が逼迫してきている。そのため最終処分量の更なる減量が求められるが、既存の処理による対応だけでは限界がある。このような背景のもと、最終処分場再生がいくつかの地方自治体および素材産業を中心としてとりくまれており、その成果が日本環境衛生センター等で報告されている。最終処分場再生とは、処分場に蓄積された鉄、非鉄金属、プラスチック等を再資源化することで最終処分場消費量抑制と資源回収を目的とするものである。このような取り組みに対して分析手法に目を向けると、多くの環境評価手法は、最終処分場に蓄積された資源の掘り起こしおよび資源回収のオプションは考慮していない。 本研究は動学的拡張WIOモデルを用いた掘り起こし資源回収WIOモデルを提案し、最終処分場再生に伴う再資源化活動の環境・経済影響評価を行う。

【概要】 G水素モデル社会実現に伴う環境負荷発生および経済影響評価手法の開発を行う。 【目的】 本研究は、G水素モデル社会実現に伴う環境負荷発生および経済影響評価手法の開発とする。 【ポイント】 本評価手法開発のポイントは、以下のとおりである。 ①水素生産段階におけるプロセスデータの収集・整備 ②水素燃料使用段階におけるプロセスデータの収集・整備 ③実用段階における環境・経済影響評価手法の整備と試算

年間約30万トン国内で生産されるルチル（TiO2）は、従来の金属チタン製錬原料や白色顔料としての用途以外に、光触媒、抗菌材料や熱電素子等、高機能材料としての新たな利用が注目されている。従来、ルチルは天然ルチル鉱石を精錬して製造されてきたが、天然ルチル鉱石は高価かつ枯渇傾向にあり、近年では、豊富に安価で存在するイルメナイト鉱石（FeTiO3）から、チタンスラグ法あるいは硫酸浸出法によって人工ルチルを製造するのが一般的である。しかしチタンスラグ法は、1700℃もの高温強還元雰囲気が必要であり、エネルギー消費が極めて大きく、また硫酸浸出法においては、大量の化学薬品の使用と浸出残渣の処理が問題になっている。本研究は従来の高温強還元とは全く逆、すなわち、低温でイルメナイト鉱石を空気酸化するとルチルとシュードブルッカイトに変化し、ルチルが安定相の１つに変わる相平衡を利用して、新しいルチル製造法およびチタン資源の開発を提案しようとするものであり、製造時の投入エネルギー・資源および環境負荷のほぼ半減を目標として、１．流動層を用いたイルメナイト鉱石の酸化挙動解析、２．酸化鉱石の酸浸出機構の解明を行い、並行して、３．従来のチタンスラグ法や硫酸法との比較の観点からインベントリーを精査し、環境影響と経済効果を評価することを目的とする。

本研究の目的は、年間1千万トン以上発生している製鉄副産物である製鋼スラグから磁場によって燐酸カルシウムを分離・回収し、廃棄物から新たな燐資源を得ると同時に、残分を製鋼工程にリサイクルし、製鋼スラグの発生量を大幅に削減しようというものである。申請者は、スラグ中で燐は主に燐酸カルシウムの形態で著しく偏析して存在していることを明らかにした。また、両者が極端に異なる磁気的性質を有することを明らかにし、強磁場を用いて両者を分離する方法を考案した（特願2004－325665）。実際に超伝導磁石を用いて模擬スラグからの燐回収を試み、分離・回収率として約60％を達成した。このように、本法の基本原理は既に確認されている。しかしながら、本法の実用化を志向した場合、最大の問題は２～５テスラの強磁場が必要であるということであり、コストおよびスケールアップ上の問題があった。そこで本研究では、永久磁石レベルの弱い磁場でスラグからの燐酸カルシウムの分離・回収を達成し、設備・運転コストの大幅な削減を可能にすることで、本法の実用化を目指す。具体的には、スラグをCO2のような酸化性雰囲気下で冷却させてスラグのマトリックス相を強磁性体のマグネタイト固溶体に転化させ、永久磁石レベルの磁場によって燐酸カルシウムを分離・回収する。また本法の経済波及効果、環境負荷低減効果をLCA、廃棄物産業連関分析法によって評価する。

古紙やペットボトル、あるいは鉄スクラップのような資源は「循環資源」といわれるが、これらの資源のリサイクル・システムと国際貿易の関係を理論的・実証的・政策的に研究する。問題意識としては、循環資源の途上国への輸出拡大が、一国だけの閉じた世界を前提として考えてきた循環型社会の成立を危ぶませているのではないかということがある。具体的には、循環資源の中でも特にペットボトルを中心にして、わが国から中国への循環資源の輸出増加の要因とその影響を明らかにして、グローバル化の下で最適なリサイクル・システムを設計することを研究の目的とする。この目的のために、次の三つの具体的な課題を設定して、各メンバーが分担して取り組む。 （Ａ）循環資源貿易の実態調査とデータ収集： （大東、横山） （Ｂ）循環資源の貿易モデルの構築と経済厚生への影響：（東田、柳瀬） （Ｃ）循環資源貿易のリサイクル・システムへの影響：（佐竹、斉藤） ただし、メンバーの役割分担は固定的なものではなく、全員がどの課題にも参加するものと考える。

製品の高機能化に伴う材料の複合化や異種材料の組み合わせは、リサイクルの段階でトランプエレメントと呼ばれる難除去性金属不純物の存在を回避困難なものとする。 このことは水平リサイクルを阻害し、鉄スクラップの循環を考える上で重要な問題である。不純物含有スクラップの受け入れたまま循環を行う場合、また取り除くとするならば、どのような環境負荷が発生し、雇用その他の経済効果が他産業にどの程度波及するのか。本研究は生産から廃棄まで時間差を伴って発生するスクラップの質と量を把握し、その時系列的資源循環と経済効果を考えることを目的とする。

本研究は，地域分散型再生可能エネルギーシステムを社会へ組み込み機能させるための基礎的知見を得ることを目的とし，東アフリカ地域(ケニア，タンザニア)の農村部，山間部を対象に，(a)エネルギーに注目した地域社会・地域経済システムの現状調査，(b)化石燃料の導入による地域のエネルギー・社会・経済システムの反応の調査，(c)対象地域における伝統的エネルギー技術とそれらの社会システムへの組込および経済効果の調査，を実施する。