建築・土木科講師用補助教材
第11章
ステンレスの持続可能性

31

定義• 温暖化ガス（GHG）排出： 二酸化炭素ガス(CO2‐eq)排出トン数／
鉄鋼生産トン数（1）• 地球温暖化潜在性(GWP)単位無し：各種温暖化ガスのCO2(7)との比較において大気中に熱を閉じ込める能力の比率。例えば、メタンのGWPは21。 製鋼で排出されるGHGは主にCO2である。
• 一次エネルギー需要（GJ/T）：第一次製品（例えば鉄鋼）１トンを生産する（1）のに必要なエネルギー消費量。
• 総エネルギー必要量（GER）：製品に必要な総エネルギー量（8）。
• 材料効率：粗鋼生産量(1)に対して恒久的処分、埋め立てまたは焼却に回されない材料の量を測定する。

314

定義
• ライフ・サイクル・インベストメント（LCI）：体系化され、総合的で国際的に標準化された評価方法。製品のライフ・サイクル(3) 全体に亘るすべての排出量と消費された資源、および関連する環境や健康への影響、また資源減滅の問題を定量化する。
• ライフ・サイクル・コスト（LCC）：資産の取得、使用、維持および処分も含めた長期に亘る製品の総合的費用対効果を評価する方法(4)。
• ライフ・サイクル・アセスメント（LCA）：地球からの必要材料の抽出から耐用年数終了に至るまでの製品システムと活動に関連する環境負荷と影響の定量化を補佐する方法。環境関連の方針決定や材料選定の方法として産業界、政府や環境グループの間での利用が広まっている。

315

定義
安全指標：
• 休業災害：休業災害頻度率は1,000,000労働時間毎の休業災害の回数を示す（1）。
リサイクル指標：• リサイクル率： 耐用年数(EOL)経過後の金属がどの程度回収されてリサイクル・チェーン（埋め立てに回される金属に対して）に入ってくるかを示す(5)。
• リサイクル量： 製品が消費者に渡った後および消費者に渡る前にリサイクルされた材料の質量の割合と定義されている(6)。
• 固形廃棄物負荷（SWB；Solid Waste Burden）： 鉱山廃棄物、鉱選クズや電力発電所の灰などが含まれる

316

社会・環境的要素環境正当性
天然資源管理地元および世界規模で環境・経済的要素
エネルギー効率
天然資源利用促進のための補助金・奨励金

環境的要素
天然資源利用環境管理
汚染防止（大気・水・土壌・廃棄物）

社会的要素

持続可能性
経済的要素

生活水準
教育
地域社会男女共同参画

2002 年 ミ シ ガ ン 大 学
持続可能性評価より
転載

収益
コスト削減
経済成長
研究・開発

経済・社会的要素
企業倫理
公正貿易
労働者の権利

持続可能性「持続可能性は原料調達に始まり、計画、設計、製造および使用、さらに最終解体から廃棄物管理に至る製品製造の全9サイクルに関するものである。」 (Rossi, B. 2012)317

ステンレスの持続可能性:
1. 環境的要素
2. 社会的要素
3. 経済的要素

318

1. 環境的要素
生産  使用  リサイクル
製作・製造

埋め立て

在庫

生産

原料

鉄スク
ラップ

使用

白物家電、他製品
金属産業・機械

普通鋼
スクラップ

リサイクル・廃棄物管理

15 years
18 years

輸送機器

23 years

食品加工・台所用品

23 years

ビル･建築関連

50+ years

埋め立て(10)319

GHG排出量

GHG排出量とリサイクル量

11, 12, 13, 14

現Present
状 ＊ situation*

リサイクル量320

生産・製造から戻された材料リサイクル・ループに追加投入
された原料

耐用年数経過後の製品から戻された材料

ステンレスのリサイクル量

32

(15)

ステンレスの温暖化ガス排出量3.81 ton-CO2/ ton-ステンレス (16)Raw material

原料
その他
電力
直接排出

排出量内訳:• 原材料: 70 %• 発電: 17 %• 製鋼: 9%(17)322

一次エネルギー需要18

Present situation*
現 状リサイクル量* リサイクル量はスクラップ発生量により限定される。
The recycled content is limited by scrap availability323

金属の「原材料入手から製品出荷19まで」の環境影響
GER(MJ/kg)

GWP(kgCO2e/kg)

AP(kgSO2e/kg)

SWB(kg/kg)

電気炉＋アルゴン ｰ 酸素脱炭

75

6.8

0.051

6.4

鉄鋼一貫プロセス（高炉＋転炉）

23

2.3

0.020

2.4

アルミ

ベイヤー精製＋ホール・エ
ルー製錬

361

35.7

0.230

16.9

銅

精錬／加工／電解精錬

33

3.3

0.040

64

堆積浸出とSX/EW

64

6.2-125

金属プロセスステンレス

GER:総エネルギー必要量
Potential AP:酸化潜在性

GWP:地球温暖化潜在性
SWB:固形廃棄物負荷324

金属の「原材料入手から製品出荷20まで」の環境影響
様々な金属の「工場での原材料入手から製品出荷まで」の総エネルギー必要量

GlobalWarming Potential for “cradle様々な金属の「工場での原材料入手からto-gate”
production of various metals
製品出荷まで」の地球温暖化潜在性

総エネルギー必要量（リサイクルを勘案せず）

325

類似の機能やサービスでも21
材料により使用量が異なる
例：
３種類の壁仕上げ材の環境影響
材料

End-of-Life (EOL)
シナリオ

PED (MJ/m2)

GWP (Kg CO2-eq. /m2)

高圧ラミネート材（例えば Trespa）

759.3

23.9

50% 再使用 + 50%
埋め立て

一般的スタッコ材

144.2

12.7

リサイクルなし

ステンレス 0.5mm

140.5

7.2

RR = 95%

ステンレス 0.8mm

191.7

11.3

RR = 95%

32

材料効率
減量:
ステンレス生産用の原材料を減量(40%)し、その結果CO2排出量を削減。
再使用:
ステンレスの耐久性により再使用が非常に重要となる。
例：ビン、ジョッキ、コップ、ストロー等

327

例：再使用 22
ステンレス・パネルが50年間の使用で汚れ、傷つけられていた。ロビーの改装時、これらの50年使用のパネルは取り外され、洗浄され、補修仕上げの後、再使用された。

328

材料効率
リサイクル:
ステンレスは100%リサイクルできるのでスクラッ
プは全量（リサイクル率82%）回収され、再利用される。
廃棄物ゼロのステンレス生産⇨スラグと粉末が製鋼工程の主要な副産物と廃棄物である。例：
スラグ製品は道路建設用アスファルトに利用される。

32

ステンレスは製品寿命終了後は23, 24, 25
ほとんどリサイクルされる
主要用途製造時のステンレス最終製品の利用率

平均耐用（年）数

建物

16%

50

輸送

21%

産業機械

埋め立て

リサイクル用に回収
総計

ステンレスとして

8%

92%

95%

14

13%

87%

85%

31%

25

8%

92%

95%

家電

6%

15

18%

82%

95%

電子機器

6%

-40%

60%

95%

金属製品

20%

1540%

60%

80%

総計

100%

22

18%

82%

90%

スクラップ回収と分別効率は作業方法の改善やオンラインX線蛍光分析等により向上し続けている。
建築のデザインが回収率に大きな影響をおよぼす。

330

ステンレスを使った持続可能ビル- The David L.
Lawrence Convention Center, Pittsburgh (2003) 26
ステンレス製屋根:• S30400 ステンレス• 広さ：280×96m• 0.6mm(24ゲージ)鋼板で23,000m2を覆い、重量は約136トン

331ステンレスを使った持続可能ビル：
LEEDの「ゴールド」格付け
LEED (Leadership in Energy and Environment
Design) の認証システムは同センターの以下の点を評価し、ゴールドの格付けを与えている。：– 再開発地区に建造– （自動車以外の）代替輸送手段に対応– 水の消費量を抑制– 優れたエネルギー効率– 有害物質を排出しない、または排出が少ない材料の使用– 斬新なデザイン

33

ステンレスを使った持続可能な土木工事：
プログレッソ桟橋
メキシコのプログレッソで1970年に桟橋が一基建造された。海洋環境のため普通鋼は腐食、桟橋は崩壊した。

3

ステンレスを使った持続可能な土木工事：
プログレッソ桟橋
隣接の桟橋は1937-1941年にステンレス鉄筋を使って建造されていた。

334

ステンレスを使った持続可能な土木工事：
プログレッソ桟橋
それ以後、この隣接桟橋はメンテナンス無しで新設同様の状態を保持している。

335

2. 社会的要素
持続可能な材料はその生産に従事したり、また使用、リサイクルや最終処分の際にそれを取り扱う人々に害を及ぼさない。
• ステンレスは生産および使用に際し人々に害を及ぼさない。こうした理由により、ステンレスは医療、食品、加工、家庭や配膳業用品の最も重要な原材料となっている。
• 従業員の労災も無く、また健全な職場等の安全はステンレス産業の最優先課題である。
• さらにステンレスは技術的進歩を可能にして生活の質を向上させている。例えば、我々にきれいな飲料水、食料、および医療品を提供する設備等もステンレスが無ければ現在のような衛生的かつ効率的なものにはならないだろう。

336

安全：労働損失時間を伴う
27
傷病の頻度
従業員所属別の労働損失時間を伴う傷病の頻度
25

自社従業員

関連会社従業員201510502001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2011

2012

業界の全従業員の労働損失時間を伴う傷病の頻度
25201510502001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

33

安全：死亡者数27

死亡者数1210864202001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2003

2004

2005

2006

20072008

2009

2010

2011

2012

報告会社数
4035
30
25
201510502001

2002

338

安全―労働損失時間を伴う傷病の頻度の他業界との比較

鉄鋼業界(普通鋼) 28
98765432102001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

セメント業界 2998765432102005

2006

2007

2008

2009

2010

3

3. 経済的要素
300,000
300,000人
People directly or

世界全体のステindirectly
employed
ンレス業界で直in
the stainless steel
industry worldwide
接・間接に雇用

US$1301,300億ドル

billion2010年の世界全
Turnover of the体のステンレス
global stainless
売上高industry, 2010

100%
100%

永久的にリ
recyclable
サイクル可forever能

年平均6%6% averageincrease in
で生産量はproduction each
1970年以降伸長year since 1970

30 million
3,000万トン
tonnes stainless

2010年のステン
steel fabricated
レス生産量
in 2010340ライフ・サイクル・コスト計算（LCC）•

LCCは資産が求められる機能を果てしているライフ・サイクル全期間におけるコストである（ISO15686-5）。
LCCはライフ・サイクル全期間に発生する製品に関連する全コストの総計である。

考案 ➪ 製造 ➪ 使用

➪ 製品寿命終了

製品寿命終了

費用

•30

使用

取得時間
出所：LCC計算方法―欧州委員会341ライフ・サイクル・コスト計算(LCC)
LCCは投資の決定や異なる投資のオプションの比較に有用な数学的手法である。
追加前の現在の価値全ての費用

LCC総計
（LCC)

当初材料
購入コス
ト(AC)

当初材料
設置と製造コスト(IC)使用・メン
テナンス コスト(OC)

注： N=期待耐用年数 I=実質金利

故障による生産休止
コスト(LP)

代替材料
コスト(RC)n=関連年数342

LCCを考慮するとステンレスが高価格でない理由

31

他の材料で作られた建造物のコストは時間の経過とともに大幅に増加するがステンレスの建造物のコストは通常一定である。

追加運営費

費用

ステンレス

代替費用

他の材料 Ａ
他の材料 Ｂ

維持費

経過時間

初期費用

初期費用

他の材料

ステンレス

「金属類の腐食により米国経済には年間3,000億ドルのコストがかかっている。その内の約１／３（1,000億ドル）は最も良く知られた技術を利用すれば回避できる。まず第一歩として設計、ステンレスのような耐食性がある材料の選定、およびライフ・サイクル・コスト計算／LCC手法を用いてメンテナンス費用も含めた初期および将来コストの定量化が必要となる。」

343

LCCの例：橋梁
ステンレス橋梁のライフ・サイクルの各段階と世界各地での環境への影響例

耐用年数：50-100年
建設・鉱業／原料採掘
・加工

製品寿命の終了
・車両交通・建設設備・解体・埋め立てまたはリサイクル

・燃料生産

・建設関連・燃料生産

材料生産

使用
修理とメンテナンス

先進国：スクラップの使用

環境・社会への影響

メテナンス不要

先進国：高いリサイクル率と部品等の再利用

修理費無し
交通障害無し発展途上国：採掘

発展途上国：高い処理費用がかかる344

LCCの例：橋梁
32
河川を横断する高速道路橋梁のLCC概要
初期費用

普通鋼

経営費用

エポキシ+普通鋼

LCC総額

項目

普通鋼

エポキシ＋普通鋼

ステンレス

材料費用

8,197

31,42088,646

加工費用

000

その他据付費用

15,611,354

15,611,345

15,611,354

初期費用

15,619,551

15,642,774

15,700,000

メンテナンス000

取り換え費

256,239

76,872

-141

生産喪失費

2,218,524

2,218,524

0

材料関連

000

経営費用

2,247,763

2,295,396

-141

LCC総額

18,094,314

17,937,170

15,699,859

ステンレス345

LCCの例：屋根屋根のLCC 33, 34, 35

従来の屋根、～30年

金属屋根40-50年

ステンレス屋根、50年以上５０年以上
金属
非金属

取り換え

取り換え

346

LCC

例：屋根

塗装亜鉛鉄板(厚み0.6mm)とステンレス鋼板(0.4mm-鋼種1.4401)のコスト比較。
ステンレスの優れた機械的性
質により材料板厚を0.5mmまたは0.4mmに抑えられるため、重量も軽減できる。（0.7mmの塗装普通鋼板で3.2kg/m2）。
また塗装普通鋼板の予想耐用年数が15-20年なのに対しステンレスの耐用年数は通常ビル自体の耐用年数と同じである。

材料費用

据付費用
普通鋼

ＬＣＣ

ステンレス

34不朽のステンレス建造物

Savoy hotel, London, 1929Empire State building, NewYork, 1931

Chrysler Building, New York,
1930

Gateway Arch Jefferson
National expansion Memorial,
St. Louis,1965

Helix Bridge, Singapore, 2011

Cloud Gate “Jelly Bean”,
Chicago, 2008

34

LCC計算の比較
建造物

完成年

材料

高さ

メンテナンスエッフェル搭
―パリ

1889

鍛鉄

324m

７年毎。塗装作業は毎回約1.5年（１５ｹ月）かかる。
塗料50-60ﾄﾝ、塗装作業者25名、ブラシ1500本、やすり盤5000個、作業着1500着

オーステナイ 319m
ト系ステンレス（鋼種302）

1951年と1961年の2回。
1961年の洗剤は不明。1995には中性洗剤、脱脂洗剤と研磨剤が使用された。

クライスラー・ビ 1930
ル（屋根と入口） (roof 1929)
ーニューヨーク

36, 37, 38, 39, 40

349

なぜステンレスは環境に優しいのか？
ステンレスの環境面の評価

41

ステンレスのリサイクル量は？

60%

ステンレスは100%リサイクルできるか？

Yes

耐用年数が長いか？

Yes （メンテナンスや処分の頻度を減少できる）

リサイクルの内容は？

Yes （消費者製品と産業製品の両方）

建設廃棄物の埋め立てを回避できるか？

Yes （スクラップ価格が高く再利用の潜在性も高い）改修時に回収され再利用できるか？

Yes

排出物が少ない材料か？

Yes （塗装がないので排出量はゼロ）

屋内の空気の質向上に有用か？

Yes （揮発性有機化合物は使用せず、細菌も除去され、耐食性のダクト使用）有害物質の使用回避に有用か？

Yes （長期のシロアリ防御もでき、屋根の流出液も少ない）省エネに有効か？

Yes（日よけ、屋根材）

クリーン エネルギーの生産に有用か？

Yes （ソーラーパネル、発電所の気体洗浄装置）

水の保存に有用か？

Yes （耐食・耐震の水位線や水槽に使用）

反射パネルは自然光を増加するか？

Yes

他の材料の耐用年数を延ばせるか？

Yes石や石積のアンカーボルト、木や耐用年数の長い金属の締め具）

35結論• 持続可能性はステンレス業界にとり将来の大きな、かつ重要な課題である。リサイクル性と生産プロセスの改良によりステンレスの二酸化炭素排出量を削減する取組が行われている。
• ステンレスは材料選定の設計段階で考慮されるべき下記のような様々な特性の相乗効果を持っている。
– 機械的性質– 耐食性– 耐火性– リサイクル性– 耐久性– 安価なメンテナンス・コスト– 中性で衛生的– 美観– 雨水に対して中性351

参考サイト・文献
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Recycled content is defined in accordance with the ISO Standard 14021 -Environmental labels anddeclarations - Self declared environmental claims (Type II environmental labeling).
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