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2023 Fiscal Year Annual Research 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コンクリート / 鉄鋼 / 脱炭素 / 資源効率
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、全世界における鉄鋼・セメント産業を対象としたシミュレーションモデルを構築し、世界的なカーボンニュートラル達成に向けた将来像を検討した。その結果、気温上昇を1.5℃から2℃未満に抑制するためのCO2排出許容量内で供給可能な鉄鋼とセメントは、将来の世界的需要に対して不足する可能性が高いことが明らかとなった。これは、我々の社会基盤を支える材料が豊富で安価に手に入る時代の終わりを示唆するとともに、同じ量の材料でより多くのサービスを提供するための資源効率性向上の取り組みの必要性を強調するものである。必要な資源効率性のレベルは技術開発やインフラ整備の進展度合いに依存するが、本研究では製造業で約40%、建設業で約60%の資源効率性向上を1.5℃目標と整合的なベンチマークとして科学的に提案することに成功した。これらの結果は、鉄鋼やセメントが安価に入手可能な材料ではなくなる可能性を社会全体で共有し、産業間連携や政策的支援、社会システムそのもののあり方を早急に議論することの必要性を強調するものである。本課題の研究機関全体を通して得られた成果は、Nature Sustainability誌やNature Climate Change 誌、Nature Communications誌等の注目度の高い学術誌に複数掲載されたことで、複数の報道機関から問い合わせを受けるとともに、関係者との議論の場形成にも繋がった。

  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 9 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Cambridge/University College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Cambridge/University College London
  • [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 California, Santa Barbara(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, Santa Barbara
  • [Int'l Joint Research] Chinese Academy of Science(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Chinese Academy of Science
  • [Journal Article] Net-Zero Embodied Carbon in Buildings with Today’s Available Technologies2024

    • Author(s)
      Takuma Watari, Naho Yamashita, Andre Cabrera Serrenho
    • Journal Title

      Environmental Science & Technology

      Volume: 58 Pages: 1793~1801

    • DOI

      10.1021/acs.est.3c04618

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Feasible supply of steel and cement within a carbon budget is likely to fall short of expected global demand2023

    • Author(s)
      Takuma Watari, Andre Cabrera Serrenho, Lukas Gast, Jonathan Cullen, Julian Allwood
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 7895

    • DOI

      10.1038/s41467-023-43684-3

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Scrap endowment and inequalities in global steel decarbonization2023

    • Author(s)
      Takuma Watari, Damien Giurco, Jonathan Cullen
    • Journal Title

      Journal of Cleaner Production

      Volume: 425 Pages: 139041~139041

    • DOI

      10.1016/j.jclepro.2023.139041

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] China’s bulk material loops can be closed but deep decarbonization requires demand reduction2023

    • Author(s)
      Lulu Song , Stijn van Ewijk, Eric Masanet, Takuma Watari, Fanran Meng, Jonathan M. Cullen, Zhi Cao, Wei-Qiang Chen
    • Journal Title

      Nature Climate Change

      Volume: 13 Pages: 1136~1143

    • DOI

      10.1038/s41558-023-01782-6

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decarbonising the global steel industry in a resource-constrained future2024

    • Author(s)
      Takuma Watari
    • Organizer
      The Royal Society Scientific Meeting (Sustainable metals: science and systems)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 資源循環経済戦略は自動車産業における天然資源投入量を削減できるか?2024

    • Author(s)
      光斎翔貴、滝本響、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] 産業エコロジーから脱炭素を考える2023

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      土木学会 構造工学委員会 技術融合による新たな土木技術検討小委員会
    • Invited
  • [Presentation] Limited quantity and quality of steel supply in a zero-emission future2023

    • Author(s)
      Takuma Watari
    • Organizer
      IOP Publishing Environmental Research 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 資源利用とカーボンニュートラル2023

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      プラネタリーヘルスに向けた物質利用の未来戦略と目標を皆で考えるセミナー/ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] カーボンニュートラルの実現に向けた素材利用の将来像2023

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      土木学会「コンクリート技術を活用したカーボンニュートラルの実現に向けて」に関する講習会
    • Invited
  • [Presentation] 脱炭素社会において我々は素材をいかに使うべきか?2023

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      京都大学大学院エネルギー科学研究科IAESRECサイエンスカフェ
    • Invited
  • [Presentation] 日本と世界の鉄鋼フロー構造2023

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      CEN(気候非常事態ネットワーク)設立3周年記念シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] カーボンニュートラル社会への移行は日本の鉄鋼生産/鉄スクラップ利用をどのように変えるのか2023

    • Author(s)
      渡卓磨
    • Organizer
      株式会社JEMSセミナー
    • Invited
  • [Presentation] Materials Systems in a Zero-Emission World2023

    • Author(s)
      Takuma Watari
    • Organizer
      University of Cambridge FIBES Lunchtime Seminar
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Future greenhouse gas emissions from metal production with implication for climate goals2023

    • Author(s)
      Ryosuke Yokoi, Takuma Watari, Masaharu Motoshita
    • Organizer
      The 11th Australian Conference on Life Cycle Assessment
  • [Presentation] Exploring demand reduction and circular economy strategies for bulk materials in China2023

    • Author(s)
      Lulu Song , Stijn van Ewijk, Eric Masanet、Takuma Watari, Fanran Meng, Jonathan M. Cullen, Zhi Cao, Wei-Qiang Chen
    • Organizer
      11th International Conference on Industrial Ecology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bulk Materials Supply in a Zero-Emission Future with Uncertain Technology Adoption2023

    • Author(s)
      Takuma Watari, Lukas Gast, Andre Cabrera Serrenho
    • Organizer
      11th International Conference on Industrial Ecology
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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