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2017 年度 実績報告書

未利用資源有効活用に向けた窒素・リン・カリウムの社会・環境技術選択システム設計

研究課題

研究課題/領域番号 17H00794
研究機関東北大学

研究代表者

松八重 一代  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50374997)

研究分担者 金本 圭一朗  信州大学, 学術研究院社会科学系, 講師 (20736350)
福島 康裕  東北大学, 工学研究科, 准教授 (40345096)
長坂 徹也  東北大学, 工学研究科, 教授 (30180467)
大野 肇  東北大学, 工学研究科, 助教 (20769749)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード農業用栄養塩 / リン / 窒素 / カリウム / 産業連関分析
研究実績の概要

本研究課題は、NPKに着目して、そのリサイクルを含む国内外のサプライチェーン全体を対象として、未利用資源の有効活用技術を導入した際に、上流では一次資源の需要量にどのような変化があり、下流では環境負荷排出がどの程度軽減されるのかを、地理情報とともにその変化を詳細に解析することを目指す。そのために図で示すように4つのグループにより以下[A]~[E]のステップで解析をすすめた。
[A]貿易統計・経済統計に基づく、1990~2015年のリン・窒素・カリウムのマテリアルフロー解析(国内・国際貿易)[B] 日本のNPKフロー解析用産業連関マテリアルフローモデル(NPK-IO-MFA)の整備 [C][A]で整備するリン・窒素・カリウムの国際フローと、環境拡張型多地域間産業連関モデル(EE-MRIO)の接続 [D] 各国の①廃棄物発生量、②再資源化率、③排水処理技術・リサイクル技術の普及についてサーベイを行い、[C]のEE-MRIOに組み込み、NPK循環解析用EE-MRIOを構築する。[E] [A,B,C,D]で整理した2つのモデルを用いて、我が国ならびに諸外国での未利用NPK資源の活用技術・省資源化技術導入のNPK資源の国際フローに与える影響の解析。
今年度は主に[A][B][C]について、研究を進めるとともに、その成果は日本LCA学会誌「食料を支える資源と環境」特集号の編集ならびに投稿、書籍「リンの事典」朝倉書店、"Phosphorus Recovery and Recycling" Springer社近日発刊の原稿として出版した。また本研究課題で得られた知見に基づき第3回持続的リン利用シンポジウムならびに日本lCA学会での発表を行った。

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

本課題は3年間で、1. リン・窒素・カリウムのマテリアルフロー解析を行い、2. それらを含む未利用資源の活用技術導入のインベントリ分析をすすめ、3. 1.2. に基づく産業連関ライフサイクル分析を行うことを予定している。出力結果に基づき、再資源化技術の導入が国内外のサプライチェーンを介してどのように影響を与えるのかを考察し、将来に向けた適切な再資源化システム構築・NPK 資源保全に向けた戦略的な提言につなげる。本年度は1. について国内フロー解析を終了し、2. 3. についても順調に研究を進めている。

今後の研究の推進方策

次年度以降は1.のマテリアルフロー解析の精緻化を行うとともに、2.リン・窒素・カリウムを含む未利用資源の活用技術導入のインベントリ分析をすすめ、3. 1.2. に基づく産業連関ライフサイクル分析を行うことを予定している。出力結果に基づき、再資源化技術の導入が国内外のサプライチェーンを介してどのように影響を与えるのかを考察し、将来に向けた適切な再資源化システム構築・NPK 資源保全に向けた戦略的な提言につなげる予定である。
また、将来の人口動態や食料消費構造変化が、リンや窒素のフローにどのような影響を与えるのかについても、考察を行う予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] NTNU(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      NTNU
  • [国際共同研究] University of Delaware(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Delaware
  • [国際共同研究] University of Queensland(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      University of Queensland
  • [雑誌論文] 食料生産における関与物質総量の枠組の提案と評価, ~国産食材のTMR係数~,2018

    • 著者名/発表者名
      山末 英嗣,光斎 翔貴,マクレラン ベンジャミン,松八重 一代
    • 雑誌名

      日本LCA学会誌, (2018) 14(2)

      巻: 14 ページ: 146-158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 責任ある資源利用を目指した社会における未利用資源の活用2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代・長坂徹也
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 65 ページ: 4-7

  • [雑誌論文] リンの資源と持続可能性2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代、長坂徹也
    • 雑誌名

      エネルギー・資源

      巻: 38 ページ: 43-45

  • [学会発表] 滋賀県におけるリンのマテリアルフロー分析2018

    • 著者名/発表者名
      間野由布子、松八重一代
    • 学会等名
      第13回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 日本国内窒素フローの経時変化2018

    • 著者名/発表者名
      片桐究、松八重一代、長坂徹也
    • 学会等名
      第13回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] リンの未利用二次資源2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      日本技術士会平成28年度第139回CPD中央講座
    • 招待講演
  • [学会発表] リンのリサイクル(社会的視点から)2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      第3回持続的リン利用シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Fertilizers, yields and resource depletion: phosphates and the need for productive agriculture in Europe2017

    • 著者名/発表者名
      K.Matsubae
    • 学会等名
      Strategic Materials for a Low-Carbon Future: From Resource Scarcity to Availability, Oxford Martin School, United Kingdom
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 産業連関分析の工学系研究への応用2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      PAPAIOS 2017年度 第2回 産業連関分析セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Nitrogen flow analysis in semiconductor industry2017

    • 著者名/発表者名
      K. Katagiri, K. Matsubae, T. Nagasaka
    • 学会等名
      The 9th biennial conference of the International Society for Industrial Ecology
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrogen flow analysis focused on by-product ammonia from steel industry2017

    • 著者名/発表者名
      K. Katagiri, K. Matsubae, T. Nagasaka
    • 学会等名
      1st International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry
    • 国際学会
  • [図書] リンの事典2017

    • 著者名/発表者名
      大竹久夫編著
    • 総ページ数
      330
    • 出版者
      朝倉書店

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公開日: 2018-12-17  

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