日本建築学会土木学会連携 タスクフォース・脱炭素ＷＧ オンラインワークショップ, 2024. 3.29

ストック型社会の観点からみたカーボンマネジメント
Carbon Management and Stock-type society

谷川寛樹 Hiroki TANIKAWA（名古屋大学 環境学研究科

sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

国 立 大 学 法 人

名古屋大学教授）

Key messages
EnSAP Lab

建設ストックは長期間利用することを念頭に、カーボンマネジメントを行う。

建設ストックのカーボンマネジメントは、TMR（関与物質総量）を考慮することで、背後の環境影響を考慮できる。

Well-beingへ導くストックマネジメントは、長期的にTMR/CO2を減らし、適切なリサイクルを含む理想的なCEとなる。

Material Stock (buildings, infrastructure, etc)
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/2

国 立 大 学 法 人

名古屋大学

Key messages
EnSAP Lab

Design for generations, Use for generations.

Material Stock (buildings, infrastructure, etc)
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

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国 立 大 学 法 人

名古屋大学“Every kilogram of material we use
comes with an environmental impact.”(私達が使っているすべての物質の重さには環境影響が伴う)

Professor. Dr. Stefan Bringezu, Universität Kassel

www.nagoya-u.ac.jp/

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国 立 大 学 法 人

名古屋大学

Stock and Service:“How much material needs for our life?”

EnSAP Lab

Energy(Joule, CO2)

Life(Population, Human Time)

MaterialIndustry(Production, GDP)

(ton)

Service
Material Stock (buildings, infrastructure, etc)
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

国 立 大 学 法 人

名古屋大学

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Nickel Mining (Butuan Philippine)
EnSAP Labsd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

6国 立 大 学 法 人

名古屋大学

Nickel Mining (Butuan Philippine)
EnSAP Labsd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

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Lifecycle CO2 and TMR (Total Material Requirement) of Steel
国 立 大 学 法 人

名古屋大学

鉱山 Iron mine

EnSAP Lab

採掘・輸送

鉄鉱石 Iron ore
Fe2O3, Fe3O4

コークス還元/reduction (CO2)
スラグslag→土石系材料

Fe (+C, Si, Mn, P, S)

鉄鋼材 Steel

都市構造物・耐久財 Structures
長期滞留 stocked
解体 demolition

スクラップ Scraped Steel
電炉 electric furnace

カスケードリサイクル recycle

棒鋼（鉄筋） Bar Steel
解体 demolition

コンクリート構造物 RC structures
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

8Lifecycle CO2 and TMR (Total Material Requirement) of Cement
国 立 大 学 法 人

名古屋大学

鉱山 limestone mine
採掘

石灰岩 limestone、粘土、珪石、酸化鉄、石膏
CaCO3, MgCO3

0.84

焼成 (>1450℃ , CO2)
CaO + CO2

クリンカ clinker
粉砕

セメント cement＋砂 sand＋砂利 gravel＋水 water
練り合わせ

生コン raw concrete

水和反応 hydration reaction

Ca(OH)2

戻りコン

コンクリート構造物

5.8 t-TMR

経年変化

CaCO3

炭酸化（CO2吸収）*解体・粒度調整
カスケードリサイクル

道路基層、建築基礎
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

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名古屋大学

Source: Adriaanse et al (1997), Bringezu et al (2004), Harada (2006), Nakajima (2006), Wuppertal Institute for Climate (2011)三重県太平洋セメント工場全景（谷川撮影） 9

Material Stock per capita overtime
社会を支える資源量はいかほどか？世界の一人あたり物質ストック量

EnSAP Lab

DOI:10.1073/pnas.1613773114

23-fold over the 20th century!
全世界の物質ストックは20世紀中に 23倍に！

Krausmann, F., D. Wiedenhofer, C. Lauk, W. Haas, H. Tanikawa, T. Fishman, A. Miatto, H. Schandl, H. Haberl, 2017. Global socioeconomic material stocks rise 23-fold over the 20th century and require half of annual resource use. PNAS,

sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

10国 立 大 学 法 人

名古屋大学

What maybe the future stock? 将来の物質ストック量は？
EnSAP Lab

Global speed of accumulation ofmaterial stock, 1970−2030, with
forecast intervals of 80% and 95%.
The areas below the trend line are thetotal accumulated material
1970−2010 and the forecasted total
accumulation 2010−2030.

Global stock growth
assuming current trends
DOI:10.1021/
acs.est.5b05790

Read our study:
doi:10.1016/j.jclepro.2020.125450
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

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Material Stock and Flow Japan’s material ﬂows and stocks 1990-2015…but outflow

Read our study:
doi:10.1016/
j.jclepro.2020.125450

www.nagoya-u.ac.jp/

Reducedconsumption,
mostly of DE…

Total outflows
remain similar…

streams haveshifted torecycling…Thanks to less new
additions to stock…

..but stocks keepincreasing because ofnet additions

140 ton/cap(1990) → 250 ton/cap(2015)
Slide made by Prof.T.Fishman

12国 立 大 学 法 人

名古屋大学

MS Distribution of Building and Infrastructure(Thousand ton)
0 - 500
500 – 1,000
1,000 – 1,500
1,500 – 2,000
2,500 –

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名古屋大学

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Distribution: MS of Building and Infrastructure

sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

14国 立 大 学 法 人

Stock [Mt]

名古屋大学

40
30
20
100

4d-GIS database
Nagoya City Centre, Japan, 1960 - 2020

Concrete

1960 1980 1997 2009 2020

sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

国 立 大 学 法 人

名古屋大学

0.3
0.23
0.15
0.08
0Wood

1960 1980 1997 2009 2020

21.5
10.5
0

2.8
2.11.40.70Steel1960 1980 1997 2009 2020

Sand Gravel

1960 1980 1997 2009 2020

15MSFA by using 4d-GIS, Urban Mine
Distribution by Material

Cement Concrete

Steel

Speed of Metabolism
WoodCunoi
itrveol

DemynsitInte- age of accumulation- amount with quality- possibilities for recycling, Urban Mining
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

Tanikawa and Hashimoto(2009), Yamasue and Tanikawa (2013)16

国 立 大 学 法 人

名古屋大学

物質フロー指標をサポートする物質ストック指標の必要性
物質フローと物質ストックはお互い影響あり。分母部分の物質投入を抑えつつ、分子の人間活動行うためには、物質ストック側から影響要因も考慮する必要がある。循環型社会構築に資する物質ストックの質を「物質の入れ替わり」、「サービス容量」、「稼働率・利用度」で評価した。

資源生産性の向上
人間活動量(GDPDMI

DMI)

物質投入量（物質フロー）
あたりの経済活動。

物質の入れ替わり• 建築、インフラ、耐久財の長寿命化• 実寿命、期待寿命

Read our study:
doi:10.1016/
j.jclepro.2020.125450
GDP• 物質/素材としての滞留時間

=

DMI+R

×

MS(total)

サービス容量

稼働率・利用度
建築、インフラ、耐久財• 小型化、軽量化、省資源化• 稼働率、空家問題（技術革新）• 年間退役量• 高機能化、技術革新による機能向• 退蔵量
上サービス（潜在）サービス（実際）
GDP•× リサイクルや二次資源としての性××サービス（実際）
能 MS(total)
サービス（潜在）

DMI

DMI

DMI+R

資源生産性

循環利用

物質の入れ替わり

サービス容量

稼働率・利用度DMI: 直接物質投入量

R: 循環利用量

MS(total)：

サービス(潜在)：サービス(実際)：

総物質ストック量

設計サービス量実サービスあたりのGDP

サービス利用量

物質ストック指標群
www.nagoya-u.ac.jp/

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17S18-4(2) Climate Change Adaptation - M-Stock Management
Material stock flow in Japan (1990-2015)

Inflow(new/recycled material)

Stock(Retention of material)

Outflow(Demolished/discarded material)

Lifespan / Durability
Reduction of directmaterial input, TMR
and CO2 emissions

https://s-18ccap.jp

Carbon absorption and accumulation- Carbonation/neutralization (concrete)- Carbon absorption/
fixation (timber)CO2
sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/Reduction of outflow
Recycle and CO2 emissions

TMR18

Speed of Metabolism:
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Flow-based Society vs Stock-based Society
EnSAP Lab

Lifespan of MS

Shorter
フロー型

StateImpact

Keep re-building MS by every
generation

High Lv. resource input / output andCO2 emission for MS.
High cost to keep city service.
Over capacity of recycling

毎世代ごとのMS更新

Low Lv. resource input / output andAccumulation of CAPITAL beyond CO2 emission for MS.
generations. For Generations!
Possibilities of Urban mining withLonger

世代を超えた資産の蓄積

ストック型

future tech.
Barrier to install innovativetechnology

Material Stock (buildings, infrastructure, etc)
Reference: 岡本久人 Hisato Okamoto(2011) Stock-based Society Theory

sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

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EnSAP Lab

建設ストックは長期間利用することを念頭に、カーボンマネジメントを行う。

建設ストックのカーボンマネジメントは、TMR（関与物質総量）を考慮することで、背後の環境影響を考慮できる。

Well-beingへ導くストックマネジメントは、長期的にTMR/CO2を減らし、適切なリサイクルを含む理想的なCEとなる。

Material Stock (buildings, infrastructure, etc)
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名古屋大学

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Design for generations, Use for generations.

Material Stock (buildings, infrastructure, etc)
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Hiroki Tanikawa
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名古屋大学

谷川 寛樹

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tanikawa@nagoya-u.jp
https://sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/
EnSAP Lab

Tanikawa Lab HP

sd.urban.env.nagoya-u.ac.jp/ensap/

Google Scholar H.Tanikawa

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