サプライチェーンを通じた資源利用と環境影響の解析と資源利用の高度化・高効率化研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26281059
• 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: 林 英男 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部地域技術支援部城南支所, 主任研究員 (10385536) ; 藤森 崇 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (20583248) ; 三木 貴博 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30312606) ; 松八重 一代 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50374997) ; 富田 誠 東海大学, 教養学部, 講師 (50631826) ; 竹田 修 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60447141)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ライフサイクル評価 / 物質フロー分析 / リサイクルとLCA / 金属 / 資源 / サプライチェーン

研究実績の概要

本研究は、『サプライチェーンを通じた資源利用と環境影響の計測・解析方法』の確立を目的として、枠組み設計に加えて、事例研究を通じて、持続可能な資源管理のための技術開発課題、システム開発課題の抽出に取り組んだ。事例研究では、世界各国での更なる需要拡大が予想される鉄、銅、ニッケル等とその随伴元素を含めて物質管理を論じた。平成28年度の研究実績の概略は以下である。

・統括：　事例解析から得られた特性情報を踏まえて資源利用の高度化・高効率化のための検討を進めた。特に、ニッケルのライフサイクルに係るステークホルダーとの意見交換と情報発信、更には、散逸が懸念されるめっきスラッジ等の劣質な静脈資源の有効利用にむけた技術検討に注力した。また、効果的な情報発信のために物質フロー・サプライチェーン情報の動的可視化ツールの開発、更には、インフォグラフィクスの技法を活用した成果の発信に努めた。
・物質・プロセス解析Gr.：　フェロニッケル製造工程を対象に熱力学解析による元素の分配挙動の解析に加えて、化学分析により入出力物質の化学状態(結晶構造や化学形態)を明らかにした。また、資源の有効利用にむけた提言として、脱りん能の付与・制御によるフェロニッケル製造工程におけるめっきスラッジ等の劣質な静脈資源の利用可能性の提示、めっき剥離スラッジの事前分離と目的成分の濃化の可能性を示した。
・物質フロー・サプライチェーン解析Gr.：　鉄・銅・ニッケルなどを対象として、サプライチェーン構造および需給量の時間的変化を明らかにした。これにより、インドやアフリカ地域などの新興国では依然として需要拡大の可能性がある事が示唆された。また、ニッケル等を事例として、サプライチェーンに内在する環境問題・社会問題等の整理、更には、日本の経済活動がサプライチェーンを通じて誘引する誘発採掘量と土地改変量を定量化した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Global land-use change hidden behind nickel consumption (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K., Nansai K., Matsubae K., Tomita M., Takayanagi W., Nagasaka T.
  • 雑誌名: Science of the Total Environment 巻: 586 ページ: 730-737
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.02.049
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regional distribution and losses of end-of-life steel throughout multiple product life cycles―Insights from the global multiregional MaTrace model (2017)
  • 著者名/発表者名: Pauliuk S., Kondo Y., Nakamura S., Nakajima K.
  • 雑誌名: Resources, Conservation and Recycling 巻: 116 ページ: 84-93
  • DOI: 10.1016/j.resconrec.2016.09.029
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 責任あるサプライチェーンの実現に向けたニッケル資源利用に関わるリスク要因の整理と解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翔, 松八重一代, 中島謙一, 村上進亮, 長坂徹也
  • 雑誌名: 日本LCA学会誌 巻: 13 ページ: 2-11
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Activity coefficients of NiO and CoO in CaO-Al2O3-SiO2 slag and their application to the recycling of Ni-Co-Fe-based end-of-life superalloys via remelting (2017)
  • 著者名/発表者名: Lu, X., Miki, T., Nagasaka, T.
  • 雑誌名: International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials 巻: 24 ページ: 25-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bottlenecks in material cycle of nickel (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K., Daigo I., Okada K., Koike S., Nansai K., Matsubae K., Takeda O., Miki T.
  • 雑誌名: Mat´eriaux & Techniques 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1051/mattech/2017011
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermodynamic Considerations of Contamination by Alloying Elements of Remelted End-of-Life Nickel- and Cobalt-Based Superalloys (2016)
  • 著者名/発表者名: Lu X., Matsubae K., Nakajima K., Nakamura S., Nagasaka T.
  • 雑誌名: Metallurgical and Materials Transactions B 巻: 47 ページ: 1785-1795
  • DOI: 10.1007/s11663-016-0665-2
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of Al2O3 and MgO on Softening, Melting, and Permeation Properties of CaO-FeO-SiO2 on a Coke Bed (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueda, S., Kon, T., Miki, T., Kim, S.-J., Nogami, H.
  • 雑誌名: Metallurgical and Materials Transactions B 巻: 47 ページ: 2371-2377
  • DOI: 10.1007/s11663-016-0683-0
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 責任あるニッケル資源利用に向けたサプライチェーンリスク要因解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翔, 松八重一代, 中島謙一, 村上進亮, 長坂徹也
  • 学会等名: 第12回日本LCA学会研究発表会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター (茨城県)
  • 年月日: 2017-03-01 – 2017-03-01
• [学会発表] 動的 MFAを用いた鉄鋼循環に伴うNiおよびCrの散逸削減可能性の推算 (2017)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第12回日本LCA学会研究発表会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター (茨城県)
  • 年月日: 2017-03-01 – 2017-03-01
• [学会発表] 包括的なリスク要因抽出に基づいた銅のサプライチェーンリスク解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎裕貴, 松八重一代, 中島謙一, 村上進亮, 長坂徹也
  • 学会等名: 第12回日本LCA学会研究発表会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター (茨城県)
  • 年月日: 2017-03-01 – 2017-03-01
• [学会発表] 持続可能かつ継続可能な資源調達にむけて (2017)
  • 著者名/発表者名: 中島謙一
  • 学会等名: 平成28年度LCA日本フォーラム・日本LCA学会共催セミナー
  • 発表場所: 大手町ファーストスクエアカンファレンス (東京都)
  • 年月日: 2017-01-30 – 2017-01-30
  • 招待講演
• [学会発表] Global distribution of material consumption: Nickel, Copper, and Iron. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K., Daigo I., Nansai K., Matsubae K., Takayanagi W., Tomita M., Matsuno Y.
  • 学会等名: The 12th Biennial International Conference on Ecobalance (Ecobalance 2016)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-10-05 – 2016-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] Extraction of Risk Factors behind the International Supply Chain of Nickel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sasaki S., Matsubae K., Nakajima K., Nagasaka T.
  • 学会等名: The 12th Biennial International Conference on Ecobalance (Ecobalance 2016)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-10-05 – 2016-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] Elemental distribution thermodynamically evaluated in an electric furnace for ferronickel production (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeda O., Miki T., Nakajima K.
  • 学会等名: The 12th Biennial International Conference on Ecobalance (Ecobalance 2016)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-10-05 – 2016-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic material flow analysis of Cr and Ni associated with steel materials by using MaTrace model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeyama K., Ohno H., Matsubae K., Nakajima K., Kondo Y., Nagasaka T.
  • 学会等名: The 12th Biennial International Conference on Ecobalance (Ecobalance 2016)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-10-05 – 2016-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] Recent global trends in flows and apparent consumptions of nickel copper and iron. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K., Daigo I., Nansai K., Matsubae K., Takayanagi W., Tomita M., Matsuno Y.
  • 学会等名: The joint 12th International Society for Industrial Ecology (ISIE) Socio-Economic Metabolism section conference and the 5th ISIE Asia Pasific conference
  • 発表場所: Nagoya University (Nagoya, Japan)
  • 年月日: 2016-09-30 – 2016-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis on Risk Factors behind the International Supply Chain of Nickel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sasaki S., Matsubae K., Nakajima K., Nagasaka T.
  • 学会等名: The joint 12th International Society for Industrial Ecology (ISIE) Socio-Economic Metabolism section conference and the 5th ISIE Asia Pasific conference
  • 発表場所: Nagoya University (Nagoya, Japan)
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic material flow analysis of Cr and Ni in steel alloys by using MaTrace (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeyama K., Ohno H., Matsubae K., Nakajima K., Kondo Y., Nakamura S., Nagasaka T.
  • 学会等名: The joint 12th International Society for Industrial Ecology (ISIE) Socio-Economic Metabolism section conference and the 5th ISIE Asia Pasific conference
  • 発表場所: Nagoya University (Nagoya, Japan)
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] ニッケル鉱石、フェロニッケルスラグ等に含まれるNi及びCoの化学状態分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林英男，藤森崇，李キテイ，中島謙一
  • 学会等名: 日本分析化学会第65年会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2016-09-16 – 2016-09-16
• [学会発表] LA-ICP-TOFMSによる材料分析と元素イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 林英男
  • 学会等名: レーザーアブレーションワークショップ2016
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • 年月日: 2016-09-07 – 2016-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] Bottlenecks in material cycle of nickel (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K., Daigo I., Okada K., Koike S., Nansai K. Matsubae K. Takeda O.
  • 学会等名: 10th International Conference on Society & Materials (SAM10)
  • 発表場所: CNR, National Research Council of Italy (Rome, Italy)
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-10
  • 国際学会
• [図書] Recycling and Dissipation of Metals: Distribution of Elements in the Metal, Slag, and Gas Phases During Metallurgical Processing. In: Izatt ReeD M. (Edit), Metall Sustainability (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K., Takeda O., Miki T., Matsubae K., Nagasaka T.
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: WILEY
• [学会・シンポジウム開催] Pre EcoBalance WS on Urban Mining Utilization of secondary metal resources in our society advancing Circular Economy (2016)
  • 発表場所: Kyoto TERRSA (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-10-03 – 2016-10-03