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2013 Fiscal Year Annual Research Report

自動車リサイクルを介したレアメタル循環利用モデルの開発とその影響評価

Research Project

Project/Area Number 13J08801
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大野 肇  東北大学, 大学院環境科学研究科, 特別研究員(DC2)

Keywords鉄鋼台金元素 / マテリアルフロー解析 / 産業連関分析 / 線形計画法
Research Abstract

当該年度は廃棄物産業関連マテリアルフロー分析モデル(WIO-MFAモデル)を用いて鉄鋼及びその合金元素に関して包括的なフロー分析を行うことにより、これまでのMFA研究では扱われて来なかったリサイクル材の質を考慮した、より具体的な有効利用法の検討及び提案を可能にした。
その結果より、廃自動車(ELV)由来の鉄スクラップに随伴する合金元素は電気炉製鋼における年間合金元素一次資源消費量の9.3%に匹敵すると推計されることから、ELV由来鉄スクラップが持つ合金元素のリサイクルポテンシャルが非常に大きいことが示唆された。しかし現状では、合金元素が多く含まれる自動車パーツとそうでないパーツを一様に破砕し、さらに合金元素成分を多くは必要としない普通鋼の生産にそのスクラップが投入されていることから、ELV由来の鉄スクラップのリサイクルを介して大量の合金元素が散逸している可能性があることが示唆された。
そこで、ELV由来鉄スクラップ中に含まている合金元素を最大限に生かすELV由来鉄スクラップと再生鋼材のマッチングを線形計画法(LP)を産業連関分析に応用し最適化した。結果として、ELV由来鉄スクラップ中の合金元素の最大88%を有効利用することが可能なマッチングを得ることができた。
合金元素は採掘や精錬に伴う環境負荷が高いものが多いため、リサイクルによる負荷低減の重要性が高まっている。本研究は日本だけでなく世界全体における合金元素の循理利用システム構築へ向けた先駆けとなると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

1年目の予定はすべて達成し、2年目に予定していた内容も半分以上達成できたため。また、新たなモデルの応用可能性も示唆され、今後の発展が期待できる。

Strategy for Future Research Activity

今回は廃自動車リサイクルにおいて合金元素の有効利用が可能なマッチングを得ることができた。しかし、これはあくまで合金元素の有効利用率を最大化する目的関数において達成されたものであり、現実のプロセスに応用する際は、環境性やコスト面についても最適でなければならない。そこで、線形計画法による最適化の目的関数として、それらをパラメータとして組み込むことによってより現実に近い実現可能なプロセスの提案を目指す。

  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 自動車由来鉄鋼スクラップ再資源化における鉄鋼合金元素分配傾向2014

    • Author(s)
      松八重 一代、飯塚 陽祐、大野 肇、平木岳人、三木貴博、中島謙一、長坂 徹也
    • Journal Title

      鉄と鋼

      Volume: 100 Pages: 788-793

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.2355/tetsutohagane.100.788

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Unintentional Flow of Alloying Elements in Steel during Recycling of End-of-Life Vehicles2014

    • Author(s)
      H. Ohno, K. Matsubae, K. Nakai ima, S. Nakamura, T. Nagasaka
    • Journal Title

      Journal of Industrial Ecology

      Volume: 18 Pages: 242-253

    • DOI

      10.1111/jiec.12095

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 廃自動車由来の鉄鋼スクラップソーティングのコストベネフィット解析2014

    • Author(s)
      松八重一代、飯塚陽祐、長村弘樹、大野肇、中島謙一、長坂徹也
    • Journal Title

      鉄と鋼

      Volume: 100(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 鉄鋼合金元素に着目したELVスクラップソーティングと電炉鋼生産マッチング2014

    • Author(s)
      大野肇, 松八重一代, 中島謙一, 近藤康之, 中村愼一郎, 長坂徹也
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第167回春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大, 東京
    • Year and Date
      2014-03-22
    • Invited
  • [Presentation] WIO-MFAモデルによる鉄鋼合金元素有効利用に向けた鉄スクラップリサイクルシステムの構築2014

    • Author(s)
      大野肇, 松八重一代, 中島謙一, 近藤康之, 中村愼一郎, 長坂徹也
    • Organizer
      第9回日本LCA学会研究発表会
    • Place of Presentation
      芝浦工大, 東京
    • Year and Date
      2014-03-04
  • [Presentation] 鉄鋼合金元素有効利用に向けた鉄スクラップリサイクルの最適化2014

    • Author(s)
      大野肇, 松八重一代, 中島謙一, 近藤康之, 中村愼一郎, 長坂徹也
    • Organizer
      第6回廃棄物資源環学会東北支部研究発会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-02-04
  • [Presentation] 鉄鋼合金元素有効利用に向けたELVスクラップリサイクルルートの最適化2013

    • Author(s)
      大野肇, 松八重一代, 中島謙一, 近藤康之, 村愼一郎, 長坂徹也
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第166回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      金沢大学, 石川
    • Year and Date
      2013-09-11
  • [Presentation] Input-Output approach for development of appropriate recycling system of end of life vehicles aimed at efficient utilization of steel alloying elements2013

    • Author(s)
      H. Ohno, K. Matsubae, K. Nakajima, S. Nakamura, T. Nagasaka
    • Organizer
      21st International Input-Output Conference
    • Place of Presentation
      北九州市
    • Year and Date
      2013-07-12
  • [Presentation] Impact Assessment of End of Life Vehicles Scrap Treatment System for Efficient Use of Steel Alloying Elements on CO2emission2013

    • Author(s)
      H. Ohno, K. Matsubae, K. Nakajima, S. Nakamura, T. Nagasaka
    • Organizer
      7th International Conference of Industrial Ecology
    • Place of Presentation
      Ulsan, Korea
    • Year and Date
      2013-06-27

URL: 

Published: 2015-06-25  

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