Development of models for material stock and flow analysis toward advanced recycling of scarce alloying elements

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04328
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 64050:Sound material-cycle social systems-related
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: KONDO Yasushi 早稲田大学, 政治経済学術院, 教授 (80313584)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 愼一郎 早稲田大学, 政治経済学術院, 教授 (20180367) ; 中島 謙一 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 主幹研究員 (90400457) ; 大野 肇 東北大学, 工学研究科, 助教 (20769749) ; 武山 健太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (10882649)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 循環経済 / サーキュラーエコノミー / 廃棄物産業連関 / オープンループリサイクル / 循環型社会

Outline of Final Research Achievements

We developed a mathematical model and databases for material flow and stock analysis (MFSA) and conducted an empirical analysis to promote efficient recycling, that is, to effectively use alloy elements and avoid mixing with contaminant. Elemental metals are differentiated from alloys, and multiple materials and elements are simultaneously considered in the developed model, by which we can quantitatively analyze effective use of alloy elements and mixing. Material flow databases which extended the Japanese input-output tables were elaborated. The empirical analysis showed a simultaneous flow and stock dynamics of seven metal species at a global scale.

Free Research Field

産業エコロジー、廃棄物資源循環分野における産業連関分析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SDGsの達成や循環経済（サーキュラーエコノミー）の進展のためには、高効率リサイクルを実現することが重要である。高効率リサイクルを推進するためには、多物質・多元素を同時に考慮できる、かつ施策の事前評価に利用できる物質フロー・ストック解析の実施が求められる。本研究は、この社会的要請に応えられる数理モデルを、世界に先駆けて国際共同研究により開発し、7種の金属元素のフロー・ストックに関する全球規模の分析に応用して、その結果を示した。