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社会基盤金属素材の水平リサイクルに向けたダイナミック物質フローモデル解析

Research Project

Project/Area Number 17J05298
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental policy and social systems
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

武山 健太郎  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords基盤材料 / リサイクル / 動的マテリアルフロー分析 / マテリアルフロー分析 / 資源循環 / 鉄鋼材 / 合金元素
Outline of Annual Research Achievements

金属資源はその埋蔵量が有限であり、その採掘においては様々な環境負荷や社会的影響を生じる可能性があり、資源の循環利用への関心が高まっている。その一方で、先行研究においては人間の経済活動に伴う資源循環においては、多くの金属資源が散逸している事が指摘されている。本研究においては最大の生産量を誇る金属材料である鉄鋼材に着目する。鉄鋼材は様々な元素が特性発現のために添加されている。そのため、二次資源の利用による天然資源の消費削減に大きな効果が期待できると考えられる。一方で、鉄鋼循環利用においてはトランプエレメントであるCu等の混入によって鉄鋼材の性能の低下が懸念されている。本研究においては、動的マテリアルフロー分析モデルを構築し、合金元素と不純物元素を考慮した鉄鋼材の動的マテリアルフロー分析を実施し、鉄鋼材およびそれに随伴するNi, Cr, Cuの蓄積状態の時系列変化を推計する。動的マテリアルフロー分析モデルはMaTraceモデルに基づき構築した。MaTraceモデルは単年に生産された製品・素材の蓄積状態を明らかにするモデルであったものを複数年の生産に拡張する事によって、鉄鋼材に蓄積する各種元素の濃度を明らかにする事が出来、不純物元素の影響をより明確に評価する事が可能である。また、不純物元素であるCuの混入については、Cu素材の鉄スクラップへの混入率を用いて考慮した。このモデルを用いる事によって、鉄鋼循環における各プロセスにおける技術パラメータの変化に伴う各種元素の濃度を変化を明らかにする事が可能であり、ライフサイクルの異なる技術を同じ基準で比較する事が可能であり、鉄鋼循環の持続可能性向上に寄与する技術開発・導入への指針を与える事が可能である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Dynamic material flow analysis of nickel and chromium associated with steel materials by using matrace2017

    • Author(s)
      Kentaro Takeyama, Hajime Ohno, Kazuyo Matsubae, Kenichi Nakajima, Yasushi Kondo and Tetsuya Nagasaka
    • Journal Title

      Materiaux & Techniques

      Volume: 104 Issue: 6-7 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1051/mattech/2017012

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 動的マテリアルフロー分析を用いた鉄鋼循環における非鉄金属元素の蓄積量推計2020

    • Author(s)
      ○武山健太郎、大野肇、松八重一代、中島謙一、近藤康之、長坂徹也
    • Organizer
      第15回日本LCA学会研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的マテリアルフロー分析を用いた自動車解体技術の資源循環に与える影響の評価2019

    • Author(s)
      武山健太郎, 大野肇, 松八重一代, 中島謙一, 近藤康之, 長坂徹也
    • Organizer
      第14回日本LCA学会研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的マテリアルフロー分析を用いた鉄鋼資源循環に与える異材混入の影響評価2019

    • Author(s)
      武山健太郎, 松八重一代, 中島謙一, 長坂徹也
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第177回春季講演大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimation of inflow and outflow of domestic accumulation using dynamic MFA model2018

    • Author(s)
      Kentaro Takeyama, Hajime Ohno, Kazuyo Matsubae, Kenichi Nakajima, Yasushi Kondo, Tetsuya Nagasaka
    • Organizer
      EcoBalance 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 動的マテリアルフロー解析に基づく鉄鋼資源循環システムの評価手法の検討2018

    • Author(s)
      武山健太郎
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第176回秋季講演大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimation of quality loss of Cr and Ni associated with steel during steel recycling using material flow analysis2018

    • Author(s)
      Kentaro Takeyama, Hajime Ohno, Kazuyo Matsubae, Kenichi Nakajima, Yasushi Kondo, Tetsuya Nagasaka
    • Organizer
      Sino-Japan Seminar for Industrial Ecology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 動的MFAモデルを用いた都市鉱山入出量の推計2017

    • Author(s)
      武山健太郎, 大野肇, 松八重一代, 中島謙一, 近藤康之, 長坂徹也
    • Organizer
      第13回日本LCA学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimation of potential of steel scrap as secondary resource of alloy elements using dynamic input-output model based material flow analysis2017

    • Author(s)
      Kentaro Takeyama, Hajime Ohno, Kazuyo Matsubae, Kenichi Nakajima, Yasushi Kondo and Tetsuya Nagasaka
    • Organizer
      2017 Joint Conference ISIE and ISSST
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of possibility of steel scrap as secondary resource of Ni and Cr2017

    • Author(s)
      Kentaro Takeyama, Hajime Ohno, Kazuyo Matsubae, Kenichi Nakajima, Yasushi Kondo and Tetsuya Nagasaka
    • Organizer
      1st International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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