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Consumer Behavior and Policy Simulation for the Diffusion of Product-Service Systems towards a Circular Economy

Research Project

Project/Area Number 21K12374
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64060:Environmental policy and social systems-related
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

Koide Ryu  国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 主任研究員 (60781987)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsサーキュラーエコノミー / サーキュラリティ評価 / ライフサイクル評価 / 社会シミュレーション / エージェントベースモデル / 耐久消費財 / 消費者行動 / 温室効果ガス排出量 / 気候変動緩和 / ライフサイクルアセスメント / エージェントベースシミュレーション / 循環経済 / 製品サービスシステム
Outline of Research at the Start

循環経済への転換に向けて、レンタル、シェアリング、サブスクなどの「製品サービスシステム」(PSS)が注目されている。本研究では、新たな製品利用・資源循環形態の普及へ向け、消費者行動の転換に着目した政策介入の効果を事前評価する手法を開発する。「ライフサイクルアセスメント」(LCA)と「エージェントベースモデル」(ABM)による社会シミュレーションを組み合わせることで、行動変容、製品の供給形態、環境負荷を一貫して評価できる手法とする。耐久消費財に関するケーススタディを通じ、実証データに基づく行動シミュレーションを行い、持続可能な製品サービスシステム普及のための条件と効果的な施策を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Towards diffusion of a sustainable circular economy, we developed a method for ex-ante evaluation of circular business models and interventions to improve environmental impacts and circularity along life cycles of consumer durables by combining life cycle assessment (LCA) and agent-based modeling (ABM). The challenges of the existing assessment method and risks of backfire effects were identified through a systematic literature review of existing LCA studies. Simulation experiments focusing on product acquisition, repair, and discharge behavior and their consequences on product flow and stock were conducted using home appliances as a case study. As a result, effective circular business models and their diffusion strategies were identified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

循環経済への転換には、循環経済戦略(リユース、シェアリング等)が消費者に広く普及し、製品ライフサイクルにおける環境負荷の低減と循環性の改善が必要であるが、従来手法では消費者行動を十分に考慮した評価を行うことは困難であった。本研究で開発したシミュレーションモデルを活用することで、製品サービスシステムの導入がもたらす消費者の行動変容および製品のフロー・ストックの変化を考慮し、環境負荷(温室効果ガス排出量)および循環性(廃棄台数、リユース率など)を動的に定量評価することが可能となった。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Agent-based model for assessment of multiple circular economy strategies: Quantifying product-service diffusion, circularity, and sustainability2023

    • Author(s)
      Koide Ryu、Yamamoto Haruhisa、Nansai Keisuke、Murakami Shinsuke
    • Journal Title

      Resources, Conservation and Recycling

      Volume: 199 Pages: 107216-107216

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2023.107216

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Circular business cannibalization: A hierarchical Bayes conjoint analysis on reuse, refurbishment, and subscription of home appliances2023

    • Author(s)
      Koide Ryu、Yamamoto Haruhisa、Kimita Koji、Nishino Nariaki、Murakami Shinsuke
    • Journal Title

      Journal of Cleaner Production

      Volume: 422 Pages: 138580-138580

    • DOI

      10.1016/j.jclepro.2023.138580

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Assessing the environmental impacts of product service systems in the digital-devices market: An application of attributional and consequential life cycle assessment2023

    • Author(s)
      Sai Enoku、Koide Ryu、Murakami Shinsuke
    • Journal Title

      Sustainable Production and Consumption

      Volume: 38 Pages: 331-340

    • DOI

      10.1016/j.spc.2023.04.021

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prioritising low-risk and high-potential circular economy strategies for decarbonisation: A meta-analysis on consumer-oriented product-service systems2022

    • Author(s)
      Koide R.、Murakami S.、Nansai K.
    • Journal Title

      Renewable and Sustainable Energy Reviews

      Volume: 155 Pages: 111858-111858

    • DOI

      10.1016/j.rser.2021.111858

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exploring carbon footprint reduction pathways through urban lifestyle changes: a practical approach applied to Japanese cities2021

    • Author(s)
      Koide Ryu、Kojima Satoshi、Nansai Keisuke、Lettenmeier Michael、Asakawa Kenji、Liu Chen、Murakami Shinsuke
    • Journal Title

      Environmental Research Letters

      Volume: 16 Issue: 8 Pages: 084001-084001

    • DOI

      10.1088/1748-9326/ac0e64

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] サーキュラーエコノミーの普及へ向けた消費者行動(製品入手・修理・排出)の選択実験2024

    • Author(s)
      小出瑠, 山本悠久, 天沢逸里, 木見田康治, 西野成昭, 南齋規介, 村上進亮
    • Organizer
      第19回日本LCA学会研究発表会
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  • [Presentation] サーキュラーエコノミー施策による行動変容と環境影響を事前評価するエージェントベースシミュレーション手法開発2024

    • Author(s)
      小出瑠, 山本悠久, 南齋規介, 村上進亮
    • Organizer
      SATテクノロジー・ショーケース2024
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  • [Presentation] Empirically-grounded agent-based simulation of circular economy: Exploring scenarios towards sustainability2023

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      Koide R., Yamamoto H., Nansai K., Murakami S.
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      Social Simulation Conference 2023
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  • [Presentation] Empirically grounded agent-based simulation of circular economy strategies: product circularity, consumer behavior, and environmental consequences2023

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      Koide R., Yamamoto H., Nansai K., Murakami S.
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      11th International Conference on Industrial Ecology (ISIE2023)
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  • [Presentation] Hierarchical Bayesian analysis of consumer preferences for data-driven agent-based simulation of Circular Economy2023

    • Author(s)
      Koide R., Yamamoto H., Kimita K., Nishino N., Nansai K., Murakami S.
    • Organizer
      11th International Conference on Industrial Ecology (ISIE2023)
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      11th International Conference on Industrial Ecology (ISIE2023)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サーキュラーエコノミーにおける製品入手選択の階層ベイズ選択型コンジョイント分析2023

    • Author(s)
      小出瑠, 山本悠久, 木見田康治, 西野成昭, 村上進亮
    • Organizer
      日本マーケティング・サイエンス学会第113回研究大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Agent-based simulation for circularity assessment of consumer durables: consequential environmental impacts, product flow and stock, and user behaviours2023

    • Author(s)
      Koide R., Yamamoto H., Nansai K., Murakami S.
    • Organizer
      The 5th International Product Lifetimes and the Environment (PLATE) Conference
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Backfire risk and decarbonization potential of 10 circular economy strategies: a meta-analysis of LCA studies on product-service systems2023

    • Author(s)
      Koide R., Murakami S., Nansai K
    • Organizer
      The 5th International Product Lifetimes and the Environment (PLATE) Conference
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サーキュラーエコノミーにおける消費者行動のエージェントベースシミュレーション2023

    • Author(s)
      小出瑠
    • Organizer
      精密工学会 ライフサイクルエンジニアリング専門委員会 講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] サーキュラーエコノミーにおける耐久消費財の製品循環と消費者行動のエージェントベースモデル開発2023

    • Author(s)
      小出瑠, 山本悠久, 南齋規介, 村上進亮
    • Organizer
      計測自動制御学会 第31回社会システム部会研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] エージェント・ベース・シミュレーションを用いたサーキュラーエコノミー戦略の帰結的環境影響・循環性評価2023

    • Author(s)
      小出瑠, 山本悠久, 南齋規介, 村上進亮
    • Organizer
      第18回日本LCA学会研究発表会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Consumer Behavior and Product Circulation Simulation of Emerging Circular Economy Strategies: An Agent-Based Model for Sustainability and Circularity Assessment2022

    • Author(s)
      Koide R., Murakami S., Yamamoto H., Nansai K.
    • Organizer
      Social Simulation Conference 2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Agent-based modeling of consumer behavior and product circulation for ex-ante assessment of emerging circular economy strategies2022

    • Author(s)
      Koide R., Murakami S., Yamamoto H., Nansai K.
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      The 15th Biennial International Conference on EcoBalance
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 持続可能なサーキュラーエコノミー戦略をどのように導入するか? 温室効果ガス削減のリバウンド効果とエージェントベースシミュレーションによる事前評価2022

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      小出瑠, 山本悠久, 村上進亮, 南齋規介
    • Organizer
      エコデザイン・プロダクツ&サービスシンポジウム 2022
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  • [Presentation] サーキュラーエコノミーにおける製品サービスの選択行動のコンジョイント分析とエージェントベースシミュレーション2022

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      小出瑠, 山本悠久, 村上進亮
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      日本マーケティング・サイエンス学会 第112回研究大会
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  • [Presentation] 耐久消費財の製品サービスシステムを通じたサーキュラーエコノミーのもたらす温室効果ガス削減効果とLCA手法の系統的文献レビュー2021

    • Author(s)
      小出瑠, 村上進亮, 南齋規介
    • Organizer
      第17回日本LCA学会研究発表会
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  • [Presentation] Climate change mitigation potentials from circular economy strategies: A systematic review of consumer-oriented product-service systems2021

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      Koide R., Murakami S., Nansai K.
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      World Resources Forum 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Carbon Footprint Reduction Potentials by Urban Lifestyle Changes: Comparison of 52 Japanese Cities and 65 Lifestyle Change Options2021

    • Author(s)
      Koide R., Kojima S., Nansai K., Lettenmeier M., Asakawa K., Liu C., Murakami S.
    • Organizer
      The International Industrial Ecology Day 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] サーキュラーエコノミー(循環経済)の取り組みを事前評価する消費者行動シミュレーションモデルを開発

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/2023/20231002/20231002.html

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  • [Remarks] サーキュラーエコノミーを 脱炭素化につなげるための必須条件を解明

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/20211215/20211215.html

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  • [Remarks] 国内52都市における脱炭素型 ライフスタイルの効果を定量化

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/20210719/20210719.html

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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