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グローバル経済の成長に潜む資源利用の不平等・格差の計測と可視化

研究課題

研究課題/領域番号 22K18433
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

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)

研究分担者 村上 進亮  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40414388)
山野 博哉  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 領域長 (60332243)
山末 英嗣  立命館大学, 理工学部, 教授 (90324673)
佐久間 東陽  木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助教 (10909451)
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)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
2024年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2023年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2022年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード持続可能性 / 公平性 / 資源 / マテリアルフロー分析 / 衛星画像解析 / カーボンニュートラル / 生物多様性 / 鉱山 / リモートセンシング / マテリアルフロー / 土地改変 / サプライチェーン
研究開始時の研究の概要

本研究では、資源利用の格差是正と持続可能性強化に資する指針・科学的目標の設計に取り組む。この達成の為に、【課題1】グローバル経済の成長が生み出す資源利用の不平等・格差の計測、生産や消費の高度化・抑制化に資する対策の定量的検証に取り組む。また、解析の為に、【課題2】経済活動・資源利用・影響の連鎖の統合的解析を実現する物質フロー・ネクサスモデルの開発、及び、各種の活動量・影響量等の計測に取り組む。

研究実績の概要

2023年度は、[課題1]資源利用の持続可能性の検証として、事例解析に取り組むと共に、前年度より継続して、[課題2]解析モデルの開発と共に、解析用に各種の活動量・影響量に関するデータ整備に取り組んだ。
具体的には、全世界における鉄鋼・セメント産業を対象に、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素材量は、将来の世界的需要に対して不足する可能性が高いと得られた。この結果は、公平な分配を実現する為には、特に高所得国の資源効率性を高める事で、限られた資源の占有等を抑制する必要がある事を示唆している。
また、資源利用に伴う影響の把握の為に、土地改変・生物多様性損失の評価に向けて、1990年から2013年までのニッケル鉱山の年次採掘領域ポリゴンを,Landsat時系列画像の解析によって整備した。しかし、土地被覆の種類により精度が異なる為、得られた結果を1次スクリーニングとし、目視判読によって高精度な採掘領域ポリゴンを整備した。この採掘領域ポリゴンの面積集計によって得られた採掘面積データと鉱山操業データを元に土地改変強度を算出した。さらに、生物多様性損失への影響を評価するために,IUCNの絶滅危惧種の空間分布データを収集した。
加えて、鉄鋼材料やプラスチック,繊維材料,種々の食材等を対象として素材生産に伴うTMR係数の推定・整備、更には、資源産出国における経済状況に関して情報源情報の収集に努めた。また,金を事例に、サプライチェーンリスク評価手法についての既存研究レビューを行った.加えて、社会システムの変化が資源保有国、特に発展途上国においてどのような影響を及ぼすか、そしてそれがデータとして捕捉可能かを検証する目的で、中央アフリカ諸国の紛争、経済等のデータを収集した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

鉄鋼・セメントの利用に関する格差・不平等の計測に加えて、ニッケルを事例に、資源利用に伴う土地改変・生態系影響の全球的解析が進んだ。関連する研究成果についても準備が整ったものから論文化を実現している。また、社会的事情などにより、着任が遅れていた特別研究員が着任したことにより、二次資源の有効利用を含むCE等による資源利用の緩和策に関する議論などにも着手することができた。これにより、最終年度は、資源利用に伴う影響や不平等・格差の是正の為の議論などに注力する準備が整った。

今後の研究の推進方策

資源利用の持続可能性の検証として、種々の統計や産業レポートを解析することで、過去から現在にかけて鉄鋼とセメント利用の不平等・格差がいかに変遷してきたのかを同定すると共に、対話型ダッシュボードとしての可視化を進める。また、ニッケルを事例に、採掘活動に伴う生態系影響の解析と格差・不平等の可視化に取り組む。ニッケルは、生態系豊かな国・地域での採掘活動の拡大が懸念されている資源の1つである。解析に際しては、対象期間を1990年から2023年に設定し、Landsat衛星画像の解析から得られたニッケル鉱山の土地改変面積とIUCNの絶滅危惧種数の空間分布データを用いて、種数面積関係に基づいて鉱山毎に採掘に伴う土地改変による絶滅危惧種の損失数を見積もり、ニッケ採掘に伴う生物多様性への影響評価を実施する。さらに、既存手法では推定が困難な疎植生域における採掘面積推定手法の開発に向けて、深層学習によるインスタンスセグメンテーションの適用を試みる。加えて、鉱山業界の商用データベースから、主要鉱種の上位鉱山の保有企業の関係をネットワークとして可視化し、ここから得られる売り上げがどのように配分されているかについての分析を行うことで、鉱山国とそれ以外の権益保有国の間でどの程度の利益配分がなされているのかについての検証を行う。更にこれがどのように雇用に結びついているのか、それ以外の社会情勢も含め検討する。金をケーススタディとして取り上げ,そのサプライチェーンリスク分析手法の開発を試みる.具体的にはビブリオメトリクス法(Bibliometric analysis)をベースとしてリスク要因を抽出し,その評価のためのフレームワークと最適な指標の構築を試みる。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 審査結果の所見   実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 8件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Net-zero embodied carbon in buildings with today’s available technologies2024

    • 著者名/発表者名
      Watari T., Yamashita N., Serrenho A.
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 58 号: 4 ページ: 1793-1801

    • DOI

      10.1021/acs.est.3c04618

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Resource intensity analysis of 21 types of plastic production in terms of mining activity2024

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Umesaki, Shoki Kosai, Shunsuke Kashiwakura, Eiji Yamasue
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 16 号: 7 ページ: 2715-2715

    • DOI

      10.3390/su16072715

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Feasible supply of steel and cement within a carbon budget is likely to fall short of expected global demand2023

    • 著者名/発表者名
      Watari T., Serrenho A., Gast L., Cullen J., Allwood J.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 7895-7895

    • DOI

      10.1038/s41467-023-43684-3

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Scrap Endowment and inequalities in global steel decarbonization2023

    • 著者名/発表者名
      Watari T., Giurco D., Cullen J.
    • 雑誌名

      Journal of Cleaner Production

      巻: 425 ページ: 139041-139041

    • DOI

      10.1016/j.jclepro.2023.139041

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Growing role of concrete in sand and climate crises2023

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watari, Zhi Cao, Andre Cabrera Serrenho, and Jonathan Cullen
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 5 ページ: 106782-106782

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106782

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Limited quantity and quality of steel supply in a zero-emission future2023

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watari, Sho Hata, Keisuke Nansai, and Kenichi Nakajima
    • 雑誌名

      Nature Sustainability

      巻: 6 号: 3 ページ: 336-336

    • DOI

      10.1038/s41893-022-01025-0

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic review of circular economy strategy outcomes in the automobile industry2023

    • 著者名/発表者名
      He Z., Sun L., Hijioka Y., Nakajima K., Fujii M
    • 雑誌名

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 198 ページ: 107203-107203

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2023.107203

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Supply Chain Factors Contributing to Improved Material Flow Indicators but Increased Carbon Footprint2023

    • 著者名/発表者名
      Hata S., Nansai K., Nakajima K
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 57 号: 34 ページ: 12713-12721

    • DOI

      10.1021/acs.est.3c00859

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Environmental Sustainability of Bricks in an Emerging Economy : Current Environmental Hotspots and Mitigation Potentials for the Future2023

    • 著者名/発表者名
      Islam, K., Motoshita, M., & Murakami, S.
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 15 号: 6 ページ: 5228-5228

    • DOI

      10.3390/su15065228

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Potential for Increased Use of Secondary Raw Materials in the Copper Industry as a Countermeasure Against Climate Change in Japan.2023

    • 著者名/発表者名
      Sugimura, Y., Kawasaki, T., & Murakami, S.
    • 雑誌名

      Sustainable Production and Consumption

      巻: 35 ページ: 275-286

    • DOI

      10.1016/j.spc.2022.11.007

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A review of gold production, mercury consumption, and emission in artisanal and small-scale gold mining (ASGM)2022

    • 著者名/発表者名
      Cheng Y., Watari T., Seccatore J., Nakajima K., Nansai K., Takaoka M.
    • 雑誌名

      Resources Policy

      巻: 81 ページ: 103370-103370

    • DOI

      10.1016/j.resourpol.2023.103370

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Trade Restrictive Provisions with Due-diligence on Bilateral Trade Flows: The case of the US regulation on conflict minerals2022

    • 著者名/発表者名
      Higashida, K. Murakami, S. Shinkuma, T.
    • 雑誌名

      RIETI Discussion Paper Series

      巻: 22-E-054

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 持続可能な資源利用に向けた衛星リモートセンシングによる土地改変モニタリング2022

    • 著者名/発表者名
      佐久間東陽, 山野博哉, 中島謙一
    • 雑誌名

      日本LCA学会誌

      巻: 18 号: 4 ページ: 213-219

    • DOI

      10.3370/lca.18.213

    • ISSN
      1880-2761, 1881-0519
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 衛星リモートセンシングによるニッケル採掘に伴う土地改変量の時系列推定と生態系影響評価2024

    • 著者名/発表者名
      佐久間東陽,山野博哉,中島謙一
    • 学会等名
      第19回日本LCA学会研究発表会 2024年3月8日
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎植生域における採掘領域推定へのLandsat衛星画像と深層学習の適用可能性の評価2024

    • 著者名/発表者名
      廣田琳治,佐久間東陽,山野博哉,中島謙一
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会第76回(令和6年度春季)学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Decarbonising the global steel industry in a resource-constrained future ? a systems perspective2024

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watari
    • 学会等名
      The Royal Society Scientific Meeting (Sustainable metals: science and systems)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 採掘活動から見た持続可能な航空機の評価2024

    • 著者名/発表者名
      谷中大樹, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] アンモニア技術を用いた水素製鉄における温室効果ガスと反応性窒素排出量分析2024

    • 著者名/発表者名
      加藤春希, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣 松八重 一代
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of Carbon Emissions of Air Conditioners in China Based on Dynamic-LCA2024

    • 著者名/発表者名
      白舒宇, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Life-cycle Assessment of Environmental Impact of Hydrogen Production with Different Fuel Pathways2024

    • 著者名/発表者名
      趙幹博, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ASGMがもたらす金のサプライチェーンリスク評価2024

    • 著者名/発表者名
      山尾清音, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣 中島 謙一
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動車のレストアに関わるライフサイクル評価2024

    • 著者名/発表者名
      梅﨑泰介, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 谷川寛樹 山末英嗣
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 採掘活動からみたアルミニウム合金の資源強度評価2024

    • 著者名/発表者名
      中田ゆうり, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] プリント基板の電子部品におけるTMR/CFP2024

    • 著者名/発表者名
      小谷歩夢, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マレーシアの無電化地帯のライフスタイルにおける温室効果ガス排出量推計2024

    • 著者名/発表者名
      光斎翔貴, W. Jorinda, Y. Ru, W. J. Ying, 香川泰誠, 山末英嗣, T. ChiaKwang
    • 学会等名
      第19回LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Driving Towards Net-Zero: Assessing GHG Emission Reduction Potential Through Low-carbon Energy Technology and Circular Economy Strategies in China and Japan's Passenger Vehicle Sector2024

    • 著者名/発表者名
      He Z., Hijioka Y., Fujii M., Nakajima K.
    • 学会等名
      第19回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Driving Towards Net-Zero: Assessing GHG Emission Reduction Potential Through Circular Economy Strategies in China and Japan's Passenger Vehicle Sector2024

    • 著者名/発表者名
      He Z., Fujii M., Hijioka Y., Nakajima K.
    • 学会等名
      The 3R International Scientific Conference on Material Cycles and Waste Management, 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating dematerialization pathways towards a carbon-neutral society2024

    • 著者名/発表者名
      Hata S., Nansai K., Nakajima K.
    • 学会等名
      The 3R International Scientific Conference on Material Cycles and Waste Management 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mercury Legacy: Use, Trade, and Anthropogenic Emission2024

    • 著者名/発表者名
      中島謙一
    • 学会等名
      International Forum for Sustainable Asia and the Pacific 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 資源利用の光と影2024

    • 著者名/発表者名
      中島謙一
    • 学会等名
      日本工学アカデミー東北支部・秋田大学グローバルリソース研究機構 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Limited quantity and quality of steel supply in a zero-emission future2023

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watari
    • 学会等名
      IOP Publishing Environmental Research 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 産業エコロジーから脱炭素を考える2023

    • 著者名/発表者名
      渡 卓磨
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 日本と世界の鉄鋼フロー構造2023

    • 著者名/発表者名
      渡 卓磨
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Resource Intensity Analysis of Plastics in Terms of Mining Activity2023

    • 著者名/発表者名
      T. Umesaki, S.Kosai,S.Kashiwakura,E.Yamasue
    • 学会等名
      EcoDesign2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gold Traceability in Artisanal and Small-Scale Gold Mining for the Mitigation of Supply Chain Risk2023

    • 著者名/発表者名
      S. Yamao, S.Kosai,S.Kashiwakura,E.Yamasue
    • 学会等名
      EcoDesign2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of the Impact of Mercury in Coal on Future Projections of Global and Life-Cycle Mercury Emissions Towards 2050 from Steel Production2023

    • 著者名/発表者名
      S.Kashiwakura, S.Kosai, E.Yamasue
    • 学会等名
      EcoDesign2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluating energy consumption in distributed recycling system for plastic wastes using home-based 3-D printers in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      H. Mizoguchi, S. Kashiwakura, S.Kosai, E. Yamasue
    • 学会等名
      Care Innovation 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 採掘活動量の観点からみた合成樹脂の資源強度分析2023

    • 著者名/発表者名
      梅崎泰介, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      日本LCA学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 持続可能な冷却枠組みの構築及びその定量評価2023

    • 著者名/発表者名
      中尾竜也, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      日本LCA学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本におけるインフラまで考慮した輸送機関の資源強度2023

    • 著者名/発表者名
      原口直亨, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      日本LCA学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動車産業における 2050 年に向けて資源使用量の削減戦略効果分析2023

    • 著者名/発表者名
      滝本響, 光斎翔貴, 柏倉俊介, 山末英嗣
    • 学会等名
      日本LCA学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星画像解析から見る資源利用と環境攪乱2023

    • 著者名/発表者名
      佐久間東陽, 山野博哉, 中島謙一
    • 学会等名
      日本LCA学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 世界の生態系で何がおきているのか?-リモートセンシングで探る世界の問題生態系-:採掘による土地荒廃は防げるのか?-鉱山採掘活動による陸域生態系の劣化-2024

    • 著者名/発表者名
      佐久間東陽,山野博哉,中島謙一
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      日本リモートセンシング学会 問題生態系計測研究会
    • ISBN
      9784600013882
    • 関連する報告書
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公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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