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2020 年度 実績報告書

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
キーワード資源 / フットプリント / サプライチェーン / 関与物質総量 / 土地改変 / マテリアルフロー分析 / 衛星画像解析
研究実績の概要

本年度は、これまで実施してきた経済活動が誘発する土地改変量の解析を踏まえて、1)資源の需給構造の将来展望の可視化、2)衛星画像解析による採掘領域の定量化と解析用の衛星画像データの整備、3)鉱山開発に起因する各種の影響量の評価に取り組んだ。これにより、拡大を続ける資源利用とその影響の定量化が進んだ。
はじめに、資源の需給構造の将来展望の可視化については、長期将来予測に関する150本を超える既存論文の体系的レビューを実施し、希少金属を含む26鉱種の将来需要データベースを構築した。これにより、金属需要量の長期将来展望が可視化され、2100年に向けた急激な需要増大傾向を確認した。また、鉄・銅・ニッケルを含む6種の汎用金属(鉄・アルミニウム・銅・亜鉛・鉛・ニッケル)を対象に、世界231の国・地域における過去110年間の物質フロー・ストックの変遷を定量化することで、金属利用の国際的不均衡性を解明した。
次に、上記2)については、鉄・銅・ニッケルを産出する主要な94個の鉱山を対象に衛星画像解析による土地改変面積の定量化に取り組んだ。加えて、ニッケルを事例として、これまでは熱帯林等の密な森林帯における採掘領域の抽出に制約があった衛星画像を用いた抽出アルゴリズムを,全球におけるニッケル鉱山をモニタリングするために多時期NDVI画像と制約条件付き適応型閾値判別法を用いたアルゴリズムの改良に取り組んだ。
更に、上記3)については、鉱山開発の土地改変面積を定量化した上で、Water Footprint, Ecological Footprint, CO2排出量計算に際して鉱山地域での緑地の裸地化のもたらす影響の定量化に取り組んだ。また、関与物質総量(TMR)に関するデータベースの開発に取り組むと共に、銅などの事例解析を通じて指標としての有効性を評価に取り組んだ。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Major metals demand, supply, and environmental impacts to 2100: A critical review2021

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

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 164 ページ: 105107~105107

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2020.105107

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Natural resource use of a traction lithium-ion battery production based on land disturbances through mining activities2021

    • 著者名/発表者名
      Kosai Shoki、Takata Ukyo、Yamasue Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Cleaner Production

      巻: 280 ページ: 124871~124871

    • DOI

      10.1016/j.jclepro.2020.124871

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Accounting for Water Footprint of an Open-Pit Copper Mine2020

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

      Sustainability

      巻: 12 ページ: 9660~9660

    • DOI

      10.3390/su12229660

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ecological footprint and total material requirement as environmental indicators of mining activities: Case studies of copper mines2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami Shinsuke、Takasu Taiga、Islam Kamrul、Yamasue Eiji、Adachi Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Environmental and Sustainability Indicators

      巻: 8 ページ: 100082~100082

    • DOI

      10.1016/j.indic.2020.100082

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global Metal Use Targets in Line with Climate Goals2020

    • 著者名/発表者名
      Watari Takuma、Nansai Keisuke、Giurco Damien、Nakajima Kenichi、McLellan Benjamin、Helbig Christoph
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 54 ページ: 12476~12483

    • DOI

      10.1021/acs.est.0c02471

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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] 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] 鉱山採掘活動による陸域生態系の劣化2020

    • 著者名/発表者名
      佐久間 東陽、山野 博哉、中島 謙一
    • 雑誌名

      日本リモートセンシング学会誌

      巻: 40 ページ: 271~274

    • DOI

      10.11440/rssj.40.271

    • オープンアクセス
  • [学会発表] TOTAL MATERIAL REQUIREMENT FOR TRACTION LITHIUM-ION BATTERIES BASED ON LIFE CYCLE SIMULATION2021

    • 著者名/発表者名
      SHOKI KOSAI, UKYO TAKATA, EIJI YAMASUE
    • 学会等名
      The 14th Biennial International Conference on Ecobalance
    • 国際学会
  • [学会発表] 再生可能エネルギーの利用における他国への土地改変影響の評価2021

    • 著者名/発表者名
      不破幹仁,光斎翔貴,柏倉俊介,山末英嗣
    • 学会等名
      第16回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] ライフサイクルシミュレーションによる車載用LiBの採掘活動から見た資源効率評価2021

    • 著者名/発表者名
      光斎翔貴,鷹田 祐京,山末英嗣
    • 学会等名
      第16回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 採掘活動を考慮した電力の関与物質総量2021

    • 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16回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 固定資本内生化モデルを用いた日本のマテリアルフットプリント分析2021

    • 著者名/発表者名
      畑奬, 南齋規介, 中島謙一
    • 学会等名
      第16回日本LCA学会研究発表会
  • [学会発表] 原子力発電の採掘活動から見た資源効率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31回 廃棄物資源循環学会 研究発表会
  • [学会発表] ライフサイクルシミュレーションによる車載用LiBの採掘活動から見た資源効率最適化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31回 廃棄物資源循環学会 研究発表会
  • [学会発表] 資源利用と素材の社会的価値2020

    • 著者名/発表者名
      中島謙一, 醍醐市朗, 南齋規介, 渡卓磨, 高柳航
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第180回秋季講演大会 「革新的LCAによる鉄鋼材料の社会的価値の見える化」研究会 最終報告会 「鉄鋼材料のライフサイクル価値を考慮したLCA手法の開発」シンポジウム
  • [学会発表] 素材と社会:資源利用の変遷、創出される価値 Materials and Society: Resource Use Transition and Created Value2020

    • 著者名/発表者名
      中島謙一
    • 学会等名
      2020ニッケル・オンライン・セミナー:「ライフサイクル評価とニッケル」 2020 NICKEL WEBINAR:LIFE CYCLE ASSESSMENT AND NICKEL
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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