倉田奨励金研究報告書 第 52 集
2020 年度（第 52 回）助成

自然科学・工学－エネルギー・環境：1 年助成

奨励金№1437

グローバルサプライチェーンにおける汚染物質排出構造の解明
土中哲秀

九州大学准教授

A study on the emission structure inglobal supply chains
Tesshu Hanaka,
Kyushu University, Associate Professor

本研究では、産業連関分析とネットワーク理論を組み合わせることにより、グローバルサプライチェーンを幾十にも重なるネットワークとして捉えて、サプライチェーン構造、及びそれに伴う排出構造を解析する手法に関する研究を行なった。本研究は、環境負荷に関する産業特性や産業構造等を把握することが困難になってきているグローバルサプライチェーンに対して、適切な環境政策を議論するための分析基盤構築に寄与した。
In this study, we developed a method for analyzing supply chain structure and associated emission structure by
combining Input-Output analysis and Network Theory in order to understand global supply chains, which can beinterpreted as overlapping networks. This study contributed to building an analytical foundation for discussing
appropriate environmental policies for global supply chains, which are becoming increasingly more complex, andhence are more difficult to grasp industrial characteristics and supply chain structures with respect to environmental
burdens.

1．研究目的企業として最も想像しやすいのは、製品を作り出環境保護と社会経済発展の同時達成は現代社会す時に汚染物質を多く排出する企業である。しかで最も重要な課題の一つであり、環境・経済・社

し、製品製造時には汚染物質の排出は少ないもの

会の三側面から地球規模の目標に取り組んでいくの、汚染物質を多く排出する企業の生産物を原料こ と が 求 め ら れ て い る。近 年 で は Sustainableにして製造する企業も同様に環境負荷を与えていDevelopment Goals（SDGs、持続可能な開発目標）ると考えられる。このように、各企業は様々な立をはじめとする国際目標も広く認識されつつある。

場で環境負荷を与えているが、サプライチェーン生産消費活動においては、サプライチェーン全体の複雑化に伴い、各産業・企業によるサプライを通じた環境負荷の軽減が不可欠となってきておチェーン上の環境負荷がどのように生じているのり、各国各企業はカーボンニュートラル等の達成かを把握することは容易ではない。これらの課題に向けて様々な環境保全対策に取り組んでいる。

を解決するために、本研究では、ネットワーク理環境保護と経済活動の両立を目指す動きが進む論と産業連関理論を融合させた分析フレームワー

一方、経済活動のグローバル化に伴うサプライクを用いてサプライチェーンにおける排出構造をチェーンネットワークの複雑化により、環境負荷詳細かつ多面的に解析することを目的とした。

に対する産業特性や産業構造等を把握することが困難になってきている。例えば、環境負荷が高い

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2．研究内容L ( I A )1 {lij } は、j 部門の製品を 1 単位生産

産業連関分析は、国や地域ごとに作成される産に必要となる直接間接的な i 部門の中間投入量を業連関表と呼ばれる産業間取引データを用いてサ表し、レオンチェフ逆行列と呼ばれる。L p は A

プライチェーン上の取引を近似的にトレースするから産業 p を取り除いたときの逆行列である。同ことにより、複雑に絡み合うサプライチェーン構様に、L pq を A から取引 pq を取り除いたときの逆造を解析することができる。一方、産業連関表はe( L  L pq )f は取引行列であるとすると、 HEMpq

取引データであるため、それ自体をネットワーク(p, q) を少なくとも一度は経由するサプライチェーと見做すことができる。
［R1, R2］において、代表ンパスの環境負荷を表す。［R1］では、サプライ研究者は、ネットワーク構造を産業連関モデルにチェーンパスの種類によって、HEMp を 7 つの要取り込むことによって、ネットワーク構造を反映素に分解し、その後、生産・媒介・消費の 3 つのさせる産業連関指標を開発した。本研究では、性質に基づいて統合することにより、産業 p がサ［R1, R2］の分析手法を拡張・発展させることにプライチェーンのどの位置で環境負荷を掛けていよって、サプライチェーンにおける排出構造を解るのかを表す指標を開発した。本研究では、［R1］

析した。の分解法を HEMpq に適用することにより、取引 pqがサプライチェーンのどの位置で環境負荷を掛け（1）サプライチェーンにおける産業・取引の特徴ているのかを表す指標を開発した。さらに、［R1］

解析（［J1, C3］）で開発された産業に対する位置指標と本研究で開

産業数 n の環境産業連関表において、生産ベク発した取引に対する位置指標を多地域間産業連関

トルを x＝[x1, .. xn] 排出係数ベクトルを e＝[e1, ..

表に対して計算し、グローバルサプライチェーン

en], 投入係数行列を A＝{aij}、最終需要ベクトルをにおける排出構造を解析した。

e( L  L p )ff＝[f1, .. fn] とする。このとき、HEMp

図 1 は、グローバルサプライチェーンにおけるは産業 p を少なくとも一度は経由するサプラ各国各産業の位置を示している。円の大きさはグイ チ ェ ー ン パ ス の 環 境 負 荷 を 表 す。た だ し、

ローバルサプライチェーン上で主要国の当該産業Midstream sectors

CHN_Distribution and trade of electricity

CHN_Aluminium production

CHN_Manufacture of fabricatedmetal products, except
machinery and equipment

CHN_Manufacture of other nonmetallic mineral products n.e.c.

CHN_Manufacture of electricalmachinery and apparatus n.e.c.

Countries
CHNUSA
DEU
IND
JPN
RUS
OthersCHN_Chemicals nec

CHN_Manufacture of basic iron and steel
and of ferro-alloys and firs t products thereof
CHN_Manufacture ofmachinery and equipment n.e.c.

CHN_Manufacture of cement,
lime and plaster

Upstream sectors

USA_Production ofelectricity by coal

CHN_Production ofelectricity by coal

IND_Production ofelectricity by coal

HEM impact

CHN_Construction

Downstream sectors

USA_Public administration anddefence; compulsory social security

図 1．グローバルサプライチェーンにおける排出構造の可視化倉田奨励金研究報告書 第 52 集
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自然科学・工学－エネルギー・環境：1 年助成に関わる総排出量の大きさを表す。図 1 によると、出構造を解析する手法を開発した。本研究は、サグローバルサプライチェーンにおける中国産業のプライチェーンにおける産業の「位置」やサプラ排出関与が非常に大きいことがわかる。また、電イチェーンの「集中度」という観点から、適切な力産業はサプライチェーン上の上流に位置し、化環境政策を議論するための分析基盤構築に寄与し学産業は上流寄りの中流に位置していることなどた。今後の研究では、分析手法を洗練させるととがわかる。本研究では、排出量とサプライチェーもに、様々な経済データへの応用可能性を議論しンの構造的位置の観点から効率的な排出削減のたていく予定である。

めに、どのような政策が効果的であるかを包括的に議論した。

［参考文献］［R1］Tesshu Hanaka, Keiichiro Kanemoto,（2）サプライチェーンの平均波及回数指標の開発

Shigemi Kagawa: “Multi-perspective Structural（［C1, C2］）

Analysis of Supply Chain Networks”, Economic

環境経済ネットワーク指標である産業連関媒介

Systems Research, Routledge, 34: 2, pp. 199 –中心性［R3］、および取引連関媒介中心性［R2］214, Routledge, 2022.の概念を元に、各創出産業から各最終産業へ伸び［R2］ Te s s h u H a n a k a , S h i g e m i K a g a w a ,るサプライチェーンが当該産業、および当該取引

Hirotaka Ono, Keiichiro Kanemoto: “Findingをどれだけ経由しているのかを表すネットワーク

Environmentally Critical Transmission Sectors,

指標を開発した。この指標は「平均経由回数」とTransactions and Paths in Global Supply Chain呼ばれ、以下で定義される。

Networks”, Energy Economics, 68, pp. 44 – 52,f( t )ij [ LJ( t ) L  J( t )]ij
[ L  I ]ij

Elsevier, 2017.
［R3］Sai Liang, Shen Qu, and Ming Xu:f( t )ij は、創出産業 i から最終産業 j への全てのサ“Betweenness-Based Method to Identify Critical

プライチェーンが中間産業 t をどれだけ経由してTransmission Sectors for Supply Chainいるのかを表す。すなわち、各サプライチェーン

Environmental Pressure Mitigation”, Environ.

における中間産業 t への依存度・集中度と見なす

Sci. Technol., 50: 3, pp. 1330 – 1337, ACSことができる。本研究では、多地域間産業連関表

Publications, 2016.

に対して平均経由回数指標に基づくサプライチェーン集中度を計算し、サプライチェーンネッ

4．発表（研究成果の発表）

トワーク構造を解析した。本研究は、サプライ［学術論文］

チェーンの排出負荷の集中点やグローバルバ［J1］Shohei Tokito, Tesshu Hanaka, Fumiya

リューチェーンの価値の集中点を議論する指標とNagashima: “Structural Attribution of Emissionsしての利用が期待できると考えている。

along the Global Supply Chain and implications
for Climate Policy”, Journal of Industrial

3．まとめ

Ecology, Wiley, 採録決定 .

本研究では、産業連関分析とネットワーク理論を組み合わせることにより、グローバルサプライ［学会発表］

チェーンを幾十にも重なるネットワークとして捉［C1］土中 哲秀、猪俣 哲史 : ネットワーク理論

えて、サプライチェーン構造、及びそれに伴う排に基づくサプライチェーン集中度指標 、第 33

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回環太平洋産業連関分析学会、大阪、10/2022.
［C2］Satoshi Inomata, Tesshu Hanaka: “A Risk
Analysis on the Network Concentration of
Global Supply Chains”, The 28th International
Input-Output Conference（IIOA2022）, Langkawi
Island, 9/2022.
［C3］土中 哲秀、時任 翔平、永島 史弥： サプラ
イチェーンにおける位置を考慮した環境負荷分
析 、第 32 回環太平洋産業連関分析学会、東京、10/2021.

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