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2021 Fiscal Year Research-status Report

Science-based targets for material use in line with the Earth's carrying capacity

Research Project

Project/Area Number 21K12344
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

渡 卓磨  国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 研究員 (10845811)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords物質フロー / 脱炭素 / 科学的目標
Outline of Annual Research Achievements

地球の環境容量と整合的な資源フロー・ストック・生産性目標の開発に向けて、本年度は6種の主要金属(鉄鋼・アルミニウム・亜鉛・鉛・ニッケル)を対象とした世界規模でのシミュレーションモデルを開発した。
開発したモデルを用いて、世界各国・地域における過去110年間(1900~2010年)の金属利用の実態を解析し、日本を含む高所得国の経済活動は、現在、一人当たり約12トンの金属ストックに支えられている一方、世界平均は約4トン、低所得国は1トンにも満たないことを明らかにした。これは、金属利用における国際的不均衡性を意味し、本研究によってその具体的レベルが定量化された。
加えて、脱炭素社会への移行に伴うGHG排出制約と整合的な素材生産・利用量の同定を試みた。これにより、生産側技術の開発と並行して、現在よりも少ない素材生産・利用量で、住居や移動、通信といった基本的ニーズを充足するための脱物質化の必要性を確認すると共に、その具体的なレベルとタイミングを明らかにした。本年度に確立した手法は、今後複数の環境容量・素材を加味したモデル構築の基礎となるものである。
研究成果は、学術論文としての発表に加えて、一般向けの動画としても発表することで、研究成果の新たな発信・社会対話方法を模索した。また、複数の企業・団体との議論を通して、研究成果の直接的な発信と活用の基礎を構築することに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

モデル開発・解析・論文発表の全てにおいて概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

今後は水や土地、大気汚染等の複数の環境容量を加味したモデルへの拡張を実施すると共に、コンクリートや木材、プラスチックといった複数素材への適用を行う予定である。

Causes of Carryover

研究成果の発信(オープンアクセス費)に利用する。

  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] University of technology Sydney(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of technology Sydney
  • [Int'l Joint Research] University of Antwerp(ベルギー)

    • Country Name
      BELGIUM
    • Counterpart Institution
      University of Antwerp
  • [Journal Article] Global copper cycles and greenhouse gas emissions in a 1.5 °C world2022

    • Author(s)
      Takuma Watari, Stephen Northey, Damien Giurco, Sho Hata, Ryosuke Yokoi, Keisuke Nansai, and Kenichi Nakajima
    • Journal Title

      Resource Conservation and Recycling

      Volume: 179 Pages: 106118

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2021.106118

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Future greenhouse gas emissions from metal production: gaps and opportunities towards climate goals2022

    • Author(s)
      Ryosuke Yokoi, Takuma Watari, and Masaharu Motoshita
    • Journal Title

      Energy and Environmental Science

      Volume: 15 Pages: 146-157

    • DOI

      10.1039/D1EE02165F

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 物質利用の革新的変化からカーボンニュートラル社会の実現に迫る2022

    • Author(s)
      南齋 規介, 渡 卓磨
    • Journal Title

      廃棄物資源循環学会誌

      Volume: 33 Pages: 17-24

  • [Journal Article] Contraction and convergence of in-use metal stocks to meet climate goals2021

    • Author(s)
      Takuma Watari, Keisuke Nansai and Kenichi Nakajima
    • Journal Title

      Global Environmental Change

      Volume: 69 Pages: 102284

    • DOI

      10.1016/j.gloenvcha.2021.102284

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sustainable energy transitions require enhanced resource governance2021

    • Author(s)
      Takuma Watari, Keisuke Nansai, Kenichi Nakajima, and Damien Giurco
    • Journal Title

      Journal of Cleaner Production

      Volume: 312 Pages: 127698

    • DOI

      10.1016/j.jclepro.2021.127698

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Critical material risks in the global energy transition2022

    • Author(s)
      Takuma Watari
    • Organizer
      9th Japan-U.S. Bilateral Meeting on Rare Metals
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カーボンニュートラル社会と整合的なセメント・コンクリート循環構造の解明2022

    • Author(s)
      渡卓磨, Zhi Cao
    • Organizer
      第17回日本LCA学会研究発表会
  • [Presentation] 金属生産に伴う将来の温室効果ガス排出量と気候変動目標との関係2022

    • Author(s)
      横井崚佑, 渡卓磨, 本下晶晴
    • Organizer
      第17回日本LCA学会研究発表会
  • [Presentation] 次世代自動車の普及に伴う資源使用量の変化2022

    • Author(s)
      滝本響, 光斎翔貴, 渡卓磨, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • Organizer
      第17回日本LCA学会研究発表会
  • [Presentation] 世界金属資源循環システムモデルの開発と脱炭素シナリオへの適用2022

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      第38回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • [Presentation] 金属ストックの節減と収斂2021

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 サステナブルシステム部会 グリーンエネルギーフォーラム
    • Invited
  • [Presentation] Future projection of greenhouse gas emissions associated with metal production based on shared socio-economic pathways2021

    • Author(s)
      Ryosuke Yokoi, Takuma Watari, and Masaharu Motoshita
    • Organizer
      he 10th International Conference on Life Cycle Management
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Global plastic production and use in a carbon-constrained world2021

    • Author(s)
      Takuma Watari, Keisuke Nansai, Masahiro Oguchi
    • Organizer
      International Industrial Ecology Day 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Responsibility of Consumers for Pressure on Mining Capacity: Decomposition Analysis of Scarcity-weighted Metal Footprints in Japan2021

    • Author(s)
      Ryosuke Yokoi, Keisuke Nansai, Kenichi Nakajima, Takuma Watari, Masaharu Motoshita
    • Organizer
      2021 International Conference on Resource Sustainability
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Responsibility of Consuming Countries for Mining Capacity - Decomposition Analysis of Scarcity - weighted Metal Footprints in the Case of Japan -2021

    • Author(s)
      Ryosuke Yokoi, Keisuke Nansai, Kenichi Nakajima, Takuma Watari, Masaharu Motoshita
    • Organizer
      SETAC Europe 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The role of critical minerals and resource governance in sustainable energy transitions2021

    • Author(s)
      Takuma Watari
    • Organizer
      Australia Japan Symposium: Critical minerals for climate change mitigation; Reducing risks in lithium supply chains
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カーボンニュートラル社会における金属生産・利用・循環システム2021

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      一般社団法人日本メタル経済研究所「カーボンニュートラルとメタル」セミナー
    • Invited
  • [Presentation] The future of plastic use in a carbon-constrained world2021

    • Author(s)
      Takuma Watari
    • Organizer
      World Resources Forum 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日本の消費活動が世界の採掘容量へ及ぼす影響の低減:希少性メタルフットプリントの要因分解分析2021

    • Author(s)
      横井崚佑, 南齋規介, 中島謙一, 渡卓磨, 本下晶晴
    • Organizer
      第49回環境システム研究論文発表会

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Published: 2022-12-28  

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