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2019 年度 実施状況報告書

資源消費が誘発する地球改変量:影響の原因者である消費国が果たすべき役割

研究課題

研究課題/領域番号 18KT0010
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・廃棄物研究センター, 主任研究員 (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), 准教授 (40414388)
松八重 一代  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50374997)
山野 博哉  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 研究センター長 (60332243)
南齋 規介  国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 室長 (80391134)
山末 英嗣  立命館大学, 理工学部, 教授 (90324673)
富田 誠  東海大学, 教養学部, 准教授 (50631826)
研究期間 (年度) 2018-07-18 – 2021-03-31
キーワード物質フロー / サプライチェーン / 衛星画像解析 / 資源 / 土地改変 / 関与物質総量 / LCA / 産業連関分析
研究実績の概要

本研究では、『影響の原因者と影響を被る主体との空間的乖離』の解明と視覚化、資源利用の持続可能性の強化の為の管理方策の検討に取り組み、2019年度は、以下の研究実績を得た。
はじめに、リソースロジスティクスの解析について、国際貿易に伴う鉄・銅、ニッケルの国際マテリアルフローデータの年次更新(2016年までの推計を完了)を実施した。その結果、アジア地域の需給拡大に伴って、フロー量・見掛け消費量・ストック量のいずれも2010年より増大していること、その結果、特定の国・地域への集中が顕著になっていると得られた。また、リン・窒素等のフットプリント解析を実施した。
次に、採掘等に起因する地球改変量の把握として、衛星画像を用いて様々な土地被覆タイプ(裸地帯・農地帯・草本植生帯・森林帯)に位置する採掘領域の面積推定手法を検討した。衛星画像解析にあたっては,採掘領域における雲マスクの修正方法および地形効果による推定誤差の低減方法について議論した。また、TMRを計測指標として、鉱山別の特性情報等をもとに、鉄、銅、ニッケルおよび石炭等のエネルギー資源の生産に関わる採掘活動量を定量化した。定量化にあたっては鉱山毎の品位、剥土比情報を用い、それらの分布の形式について議論を行った。
更に、土地改変とそれ以外の環境負荷の比較・検討として、ラオス人民民主共和国にあるPhu Kham鉱山を対象に、エネルギー消費量、地球温暖化ガス排出量と土地改変面積を比較した。また、採鉱現場であるピットだけではなく、その付帯設備である尾鉱ダムの面積の定量化を実施、ある程度の定量化が可能であることを確認した。また、インドネシアにおける石炭採掘に伴うリハビリテーションのインベントリ分析を行った。

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

・国際貿易に伴う鉄・銅、ニッケルの国際マテリアルフローデータの年次更新を完了。
・いくつかの土地被覆タイプにおいて開発手法の採掘推定の分類精度にはばらつきがあるものの,植生帯に位置する採掘領域については安定した面積推定が可能なことが示された。
・主要な金属種について採掘活動量を定量化できた。また、エネルギー資源についても定量化に成功した。
・ラオスのPhu Kham鉱山のケーススタディでピット以外の土地改変にも目処をつけることができた。

今後の研究の推進方策

前年度に引き続いて、操業実態の反映や精緻化に向けて、国・地域ごとの傾向や鉱山ごとの傾向を反映できるように物質フロー・サプライチェーンモデルの改良、および、土地利用強度指標の精緻化・精査を進める。鉱山の衛星画像解析については、非植生である裸地帯および植生・非植生が混在する農地帯における採掘領域の面積推定手法について検討する。加えて、分析事例を拡充しつつ、更なる効率的な研究実施のために、衛星画像解析を支援するプログラム開発などを進める。また、各解析における解析事例の拡充に際しては、鉱山操業と環境負荷という観点についても踏まえて、注視すべきケーススタディの選定・拡充に取り組む。
更に、各国・各地域における資源採掘や資源採掘に伴う地球改変が引き起こしている社会的問題や環境問題を、定性的情報および定量的な情報を含めて整理・可視化すると共に、確立した手法をもとに、リサイクルを含む技術イノベーション等が採掘活動量等に与える影響の評価にも取り組む。加えて、可視化の際には、公開用のツール作成を含めてインフォグラフィック等の手法を活用することで効果的な情報発信に努める。
加えて、資源利用の持続可能性を強化する為の管理方策の検討を進める。また、上記を通じて、最終年度である事を意識して、プロジェクトおよび各事例解析の取り纏めに注力する。

次年度使用額が生じた理由

鉱山活動の把握が可能な全鉱山を対象として、操業状況および環境問題への懸念等を踏まえて、約200鉱山の選定および画像検索・選定を完了した。その結果、懸念されていた高額な衛星画像(SPOT)の活用を極力控えることが可能であると判断できたため画像の購入を見送った。この費用は、専門家集団の助力のもとで、衛星画像解析の支援用プログラムの開発用に活用することで、解析対象となる鉱山の拡充を進める予定である。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 13件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Review of critical metal dynamics to 2050 for 48 elements2020

    • 著者名/発表者名
      Watari Takuma、Nansai Keisuke、Nakajima Kenichi
    • 雑誌名

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 155 ページ: 104669~104669

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2019.104669

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Integrating remote sensing and life cycle assessment to quantify the environmental impacts of copper-silver-gold mining: A case study from Laos2020

    • 著者名/発表者名
      Islam Kamrul、Vilaysouk Xaysackda、Murakami Shinsuke
    • 雑誌名

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 154 ページ: 104630~104630

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2019.104630

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 都市鉱山の利用と資源の“重さ”2020

    • 著者名/発表者名
      中島謙一
    • 雑誌名

      生活と環境

      巻: 65 ページ: 13-18

  • [雑誌論文] Trends in the food nitrogen and phosphorus footprints for Asia's giants: China, India, and Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Oita Azusa、Wirasenjaya Farah、Liu Jiarui、Webeck Elizabeth、Matsubae Kazuyo
    • 雑誌名

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 157 ページ: 104752~104752

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.104752

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Integrating Circular Economy Strategies with Low-Carbon Scenarios: Lithium Use in Electric Vehicles2019

    • 著者名/発表者名
      Watari Takuma、Nansai Keisuke、Nakajima Kenichi、McLellan Benjamin C.、Dominish Elsa、Giurco Damien
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 53 ページ: 11657~11665

    • DOI

      10.1021/acs.est.9b02872

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mining, land restoration and sustainable development in isolated islands: An industrial ecology perspective on extractive transitions on Nauru2019

    • 著者名/発表者名
      Clifford, M.J., Ali, S.H. & Matsubae, K.
    • 雑誌名

      Ambio

      巻: 48 ページ: 397-408

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s13280-018-1075-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 共創の場における視覚的対話手法の比較2019

    • 著者名/発表者名
      富田 誠
    • 雑誌名

      芸術学研究

      巻: 24 ページ: 31-39

    • DOI

      http://doi.org/10.15068/00159514

    • 査読あり
  • [学会発表] Environmental impact monitoring of (underground) mining: Case study from copper-uranium mine.2020

    • 著者名/発表者名
      Islam, K., and Murakami, S.
    • 学会等名
      9th SETAC Young Environmental Scientists Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽電池の資源強度評価2020

    • 著者名/発表者名
      小原成勝,光斎翔貴,山末英嗣
    • 学会等名
      第15回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 関与物質総量を通じた自動車用リチウムイオン電池の資源強度評価2020

    • 著者名/発表者名
      鷹田祐京,光斎翔貴,山末英嗣
    • 学会等名
      第15回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 水素製造の関与物質総量~燃料電池自動車の評価~2020

    • 著者名/発表者名
      大西祐輝,光斎翔貴,山末英嗣
    • 学会等名
      第15回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] Mining Activity Evaluation for Beverages in Terms of TMR Beverages are some of indispensable elements for our daily lives2020

    • 著者名/発表者名
      Nik Nurul Hasina Binti Nik Abdul Razak,光斎翔貴,山末英嗣
    • 学会等名
      第15回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 電源構成を考慮した電力の関与物質総量2020

    • 著者名/発表者名
      中川奈那美,光斎翔貴,山末英嗣
    • 学会等名
      第15回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] Mining Activities of Illuminations in terms of Total Material Requirement2020

    • 著者名/発表者名
      Arnidah Badin,光斎翔貴,Yang Qiu,Sangwon Suh,山末英嗣
    • 学会等名
      第15回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 研究内容の視覚化ワークショップ2 -Visualize Your Research-2020

    • 著者名/発表者名
      富田誠
    • 学会等名
      若手研究者育成・支援プログラム 「アーリーバード」
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental impacts of copper mining in Laos: Application of remote sensing and life cycle assessment2019

    • 著者名/発表者名
      Islam, K., Vilaysouk, X., and Murakami, S.
    • 学会等名
      第16回「資源・素材・環境」技術と研究の交流会
  • [学会発表] Exploring the relationship between total in-use stock and satellite nighttime light data: A case study from Lao PDR2019

    • 著者名/発表者名
      Islam, K., Vilaysouk, X., and Murakami, S.
    • 学会等名
      (一社)日本リモートセンシング学会, 第66回(令和元年度春季)学術講演会
  • [学会発表] Integrating remote sensing and life cycle assessment to quantify the environmental impacts of mining: The case of Lao PDR2019

    • 著者名/発表者名
      Islam, K., Vilaysouk, X., and Murakami, S
    • 学会等名
      10th International Conference on Industrial Ecology
    • 国際学会
  • [学会発表] Landsat画像を用いた様々な土地被覆タイプに対する鉱山の採掘面積推定法の開発2019

    • 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67回日本リモートセンシング学会学術講演会
  • [学会発表] Evaluation of Resource Intensity of Lithium-ion Battery for Vehicle in terms of Total Material Requirement2019

    • 著者名/発表者名
      Ukyo Takata, Shoki Kosai, Eiji Yamasue
    • 学会等名
      13th Conference of the International Society for Industrial Ecology (ISIE) - Socio-Economic Metabolism Section
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of electricity mix transition on resource intensity in terms of mining activities2019

    • 著者名/発表者名
      Nanami Nakagawa, Shoki Kosai, Eiji Yamasue
    • 学会等名
      13th Conference of the International Society for Industrial Ecology (ISIE) - Socio-Economic Metabolism Section
    • 国際学会
  • [学会発表] Resource Paradox Problem revealed by Total Material Requirement2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yamasue, Shoki Kosai, Benjamin C McLellan, Shinsuke Murakami and Seiji Hashimoto
    • 学会等名
      13th Society And Materials, International Conference (SAM13)
    • 国際学会
  • [学会発表] Economy-wide material flow analysis and its projection: DMI vs TMR in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Kosai Shoki and Yamasue Eiji
    • 学会等名
      11th International Symposium on Evironmentally Consciousnes Design and Inverse Manufactureing (EcoDesign2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Resources issues as a trade-off of clean energy2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yamasue
    • 学会等名
      5th International Workshop on Clean Energy Development in Asian Cities
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Toward environmentally sustainable patterns of resource consumption and production2019

    • 著者名/発表者名
      Nakajima K., Nansai K., Takayanagi W.
    • 学会等名
      13th Society And Materials International Conference (SAM13)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Trends and international trade’s impact on food Nitrogen and Phosphorus footprints2019

    • 著者名/発表者名
      Azusa Oita, Elizabeth Webeck, Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      ISIE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Forward sustainable and responsible sourcing, Global Value Chain2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      ISIE2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] リンのマテリアルフローから読み解くサプライチェーンリスク2019

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      第4 回 持続的リン利用シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Resource Use, Recycle, and Energy Emissions in Japanese System from Nitrogen Perspective2019

    • 著者名/発表者名
      Azusa Oita, Kiwamu Katagiri, Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      FinalSink2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Water Use for Copper Procurement2019

    • 著者名/発表者名
      Aoi Oashi, Kazuyo Matsubae, Kenichi Nakajima, Tetsuya Nagasaka
    • 学会等名
      FinalSink2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracing the Ever-Changing Global Supply Chain of Natural Resources2019

    • 著者名/発表者名
      Nakajima K., Nansai K., Takayanagi W.
    • 学会等名
      FinalSink2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 資源の需給構造の同定と可視化を目指して2019

    • 著者名/発表者名
      中島謙一
    • 学会等名
      資源生産性に優れた豊かな循環社会研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] デザイン思考による視覚的対話「諏訪市の公共施設の利用」のワークショップ2019

    • 著者名/発表者名
      富田誠
    • 学会等名
      諏訪市, JTB総合研究所
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualize Your Research─新たな研究連携の可能性を探る視覚的対話法2019

    • 著者名/発表者名
      富田誠
    • 学会等名
      ダイバーシティセミナーIII, 筑波大学ダイバーシティ・アクセシビリティ・キャリアセンター
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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