建設コンサルタンツ協会ホーム270号目次

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Project brief 1

プロジェクト紹介

ライフサイクルをとおした
CO2 排出量の予測・評価手法の検討
菅林恵太

SATO Ritsuko

SUGABAYASHI Keita

日本工営株式会社
コンサルタント国内事業本部
社会システム事業部 / 環境部課長

日本工営株式会社
コンサルタント国内事業本部
社会システム事業部 / 環境部
課長補佐

環境負荷量
算出の流れ

構想レベルの評価

標準案

構造物の整備

構造物の稼働利用

概略設計
平面構造（切･盛）

概略設計
橋梁

概略設計
トンネル

設計レベルの評価
工種
舗装

工種
掘削

工種
カルバートとは、製品・サービスに関する原材

2015 年 11 月 末 に 開 催 さ れ た料の採取・製造・使用・廃棄等のラCOP21（気候変動枠組条約第21回イフサイクル全体をとおした環境影締約国会議）では、全ての国が合意響を定量的に評価する手法である。

できる2020 年以降の新たな国際的ISO14040シリーズでは「原材料の枠組みが議論された。日本では、低取得から製造、使用及び使用後の炭素社会の実現に向けて業界毎に処理、リサイクル及び最終処分に至様々な取り組みが行われており、建るまでの製品のライフサイクルの全設部門でも工事現場の省エネ化等体を通じた環境側面及び潜在的なが進められている。

環境影響を取り扱う」と定義されて建設に係る二酸化炭素（CO2）排いる。

表 1 国土技術政策総合研究所の研究の流れ 2）
研究内容
グリーン購入法の公共工事の技術審査に関わる運用方針検討委員会
H18、19 LCA 手法検討会
H20 〜 22 総合技術開発プロジェクト研
究「社会資本のライフサイクルをとおした環境評価技術の開発」
H23、24 プロジェクト研究「社会資本LCA の実用化研究」■ 社会資本 LCAとは

出量は、国土技術政策総合研究所

国土技術政策総合研究所では、等の研究により、工事現場での直これまでに表 1に示すとおり社会資から工事までの CO2 排出量を対象

接排出よりも、コンクリートやアスフ本整備を対象とした LCAの研究をとし、計算方法は次式に示すとおァルト等の建設資材製造時の方が行っており、平成 20 〜 22 年度の総多いことが分かっている。建設部門

社会資本 LCAは、主に資材製造

・・・
標準案

細別
下層路盤

細別
側溝

資材
再生砕石

建設機械
ロードローラ

資材選定レベルの評価

図2

個別品目
再生ｱｽﾌｧﾙﾄ

個別品目
改質ｱｽﾌｧﾙﾄ

標準案

比較

代替案算出のための原単位

・・・

標準案

・・・ 代替案算出のための原単位ル」でもCO2 排出量が計算できるよ手法に関する課題整理業務」を受の取り組みで効率的にCO2 排出量

資本のライフサイクルをとおした環している。

うに、「構造物当たりのCO2 排出原単注し、主にCO2 排出原単位整備のを削減するためには、資材製造から境評価技術の開発」で開発した予位」と「工種当たりのCO2 排出原単検討を行ってきた。

維持・管理までの建設物のライフサ測手法（ 社会資本 LCA）を、平成イクルを対象に予測・評価を行うこ

24 年2月公表の「社会資本のライフとが必要である（図1）。

サイクルをとおした環境評価技術の工事

図1

建設物のライフサイクル（道路の例）

040

Civil Engineering Consultant

VOL.270 January 2016

位」を整理している。
「構造物当たり」

本稿では、平成 26 年度土木学会

や「工種当たり」では個々の工事の全国大会で発表した「トンネル工事

道路等の社会資本整備は図 2に特徴を反映しきれない一方、計画のに係る『工種当たりの CO2 排出原開発に関する報告 - 社会資本 LCA

示すとおり構想・設計・施工のレベ熟度が低い場合には「資材の CO2単位』の細分化を検討した事例」4）をの実践方策-」1）で広く周知を図ってル毎に検討が行われる。

排出原単位」を使うことが出来ない。

紹介する。

供用

維持・管理資機材の数量が決まる「施工レ

社会資本 LCAの普及・実用化にベル」では、資材・燃料使用量に産当たっては、使いやすさと工事の特業連関表によって算出した「資材徴の反映（≒計算精度）を両立したの CO2 排出原単位」3）を乗じること

CO2 排出原単位を整備することが日本のトンネルは図 3に示すとおりで CO2 排出量を算出できる。一方、課題となる。

半数余りを山岳トンネルが占めてお計画の詳細が決っていない「構想当社では国土技術政策総合研究レベル」や「設計レベル」では別の所から、平成 25 年度に「道路計画CO2 排出原単位が必要となる。

段階で用いる道路建設による二酸となった。排出由来別の内訳は図 4に示すとおりであり、覆工コンクリーり、「 トンネル工」と「インバート工」で 9 割を占めていた。

開削4%

平成 26 年度に「道路事業の構想段（CO2 排出原単位）の積和を基本と資材製造

CO2/km（8,660 〜12,724t-CO2/km）化炭素排出量算出方法整理業務」、

合技術開発プロジェクト研究「社会いるところである。

たりの CO2 排出量は平均 10,730t-

種別の内訳は図5に示すとおりであ

設による二酸化炭素排出量の予測

ライフサイクルアセスメント（LCA）

計算結果のうち上位及び下位の積み上げが低い「構想レベル」や「設計レベ■ ライフサイクルアセスメントとは和により、CO2 排出量を算出した。

ト等の資材が 9 割を占めていた。工り数量と単位当たりの CO2 排出量i

量と「資材のCO2 排出原単位」の積

比較

階・詳細計画段階で用いる道路建＝Σ
（数量 i×CO2 排出原単位 i）

NATM で施工されたトンネル（24 件を除くと、トンネル延長 1km 当・・・

社会資本 LCAでは、計画の熟度

CO2排出量■ トンネル工事に伴うCO2 排出■ 量の算出

告書から把握した資材・燃料の使用社会資本整備及び環境負荷量算出の流れ 2）■ 社会資本 LCA における■ 事業の進捗に応じた予測手法原単位を整備することを目的とした。

車線）23工事を対象に、詳細設計報

・・・

資材選定

個別品目
密粒度ｱｽﾌｧﾙﾄ細分化することで、より精度の高い比較

積み上げ資材
ｱｽﾌｧﾙﾄ混合物を掘削延長以外の条件に基づいて積み上げ
代替案算出のための原単位

工法検討

細別
表層

年度
H16、17

積み上げ

代替案算出のための原単位

標準断面等の検討

施工レベルの評価■ はじめに比較
機能・基本構造の検討〜社会資本 LCAの普及・活用に向けたCO2 排出原単位の整備〜
佐藤律子の「工種当たりのCO2 排出原単位」

事業全体

公共事業の流れ■ プロジェクトの目的『トンネル年報 2013』5）によると、

推進
15%

その他
1%
山岳
54%

シールド26%図3

トンネル数の内訳
建機稼働
6%
運搬
3%

建機減耗
3%
資材
88%

図 4 CO2 排出量の内訳（排出由来）
坑内付帯工
1%

インバート工
18%

坑門工
3%

その他
6%
トンネル工
72%

り、その殆どが NATM で建設されている。
本プロジェクトでは、トンネル工事

図 5 CO2 排出量の内訳（工種）

Civil Engineering Consultant

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削方法や地山等級による明らかな表 2 「トンネル工」
・「インバート工」の工事内容
工種
トンネル工

インバート工工事内容
掘削の違いによって「発破工法」と「機械掘削工法」に分かれる。掘削、ずり運搬、吹付、ロックボルトの設置、鋼製支保工の設置、一次吹付後の金網設置（以上「掘削・支保」）、防水シート設置、型枠設置、覆工コンクリート打設（以上「覆工コンクリート・防水」）の一連作業
インバート部の掘削、ずり運搬、埋戻し（以上「インバート掘削」）、コンクリート打設（以上「インバート」）の一連作業■ 工種毎の CO2 排出量の分析違いはみられなかった。掘削延長

工種

1m 当たりの CO2 排出量と掘削断面トンネル工保」の掘削延長1m 当たりの CO2 排■ 工種毎のCO2 排出量と設計条件

は表 2に示すとおりである。工事工を図 6、7に示す。地山等級はCⅠか

CO2 排出量を掘削断面積の関数と種体系の細別では、それぞれ「掘らDⅢに向けて風化・変質が強くなして整理した結果を表 3に示す。イ

削・支保」「覆工コンクリート・防水」

る。掘削延長1m 当たりの CO2 排出

ンバートは地質が不良な箇所に施「インバート掘削」「インバート」に分量は、掘削断面積が大きく、風化・けられる。

を受けると考えられる。
「 掘削・支工種毎の掘削延長 1m 当たりのDⅡ

DⅢ

インバート工覆工コンクリート・防水
インバート掘削
インバート2注）X：掘削断面積（m ）を示すと異なる可能性がある。

低炭素社会を目指す上で、製品・動、アウトソーシングした主な生産工② 工事完了後の利用や維持・管工されるが、インバートが不要な箇サービスのライフサイクルをとおし程等からの間接排出量を算定する

理方法、供用期間等の推定が変質が強い区間ほど大きくなる傾向

所と比べるとCO2 排出量は 3 割程た CO2 排出量（LCCO2）の削減がことになった。日本でもカシオ計算困難（現時点の社会資本 LCAがみられた。

度増加すると推計された。

必要となる。LCCO2 の予測・評価の、大日本印刷株式会機株式会社 8）では、供用、維持・管理は対象

活用事例としては、一般社団法人産社 9）、本田技研工業株式会社 10）等で外）。

■ 覆工コンクリート・防水、■ インバート掘削、インバート■ 検討結果の活用の可能性

業環境管理協会によって運営され自ら評価がなされ、その結果が HP

以上の検討結果は、収集した工ている「CFPプログラム」6）がある。

で公表されている。

「覆工コンクリート・防水」「 イン事事例が限定的であることに加え

これは、経済産業省を含む 4 省庁

バート掘削」「 インバート」では、掘て、その後も新たな工事事例を対象主導の「カーボンフットプリント制とした分析等が行われていることか度試行事業」を引き継いだもので、ら、そのまま活用するには注意が必要である。

CⅠ

DⅠ

CⅡ

DⅢ

掘削・支保（発破）の CO2 排出量と掘削断面積の関係

CⅠ

DⅠ
DⅢ

図7 掘 削・支保（機械掘削）の CO2 排出量と掘削断面積の関係

価するに当たっては、建設分野以外の予測・評価の活用が有効であり、サイクルをとおして排出される温室との違いから以下の課題が挙げら建設分野では使いやすさと計算精効果ガスの排出量をCO2 に換算し、れる。

度が両立したCO2 排出原単位の整見える化する仕組みである。

042

Civil Engineering Consultant

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① 社会資本整備の場合、構想か等級の違いによってCO2 排出量がまた世界的には、図11に示すとおら施工までの期間が長く、構どの程度変わるかの推計が可能でりGHGプロトコルでScope3が設定

想・設計の予測条件が実施工あり、これらの検討結果を積み上げることで、使いやすさと計算精度をることができると考える。

図 9 インバート掘削の CO2 排出量と掘削断面 図 10 インバートの CO2 排出量と掘削断面積積の関係の関係に評価することが必要。

主に製造業を対象に製品のライフDⅡ

 工コンクリート・防水の CO2 排出量と覆掘削断面積の関係

要性等の様々な観点で複合的低炭素社会の実現には LCCO2CⅡ

図8■ 建設分野の LCCO2 の課題③ CO2 排出量以外に、施設の必建 設分 野の LCCO2 を予測・評両立したCO2 排出原単位を整備す
図6―――され、製品輸送、社員の業務上の移発破から機械掘削への変更や地山

DⅠ

CⅡ
DⅠ
D Ⅱ・D Ⅲ
CⅠ
CⅡ
DⅠ
DⅢ
―――

CO2 排出原単位（t-CO2/ 掘削長 m）
掘削方法・地山等級別［参考］平均値
0.028X+1.011
0.033X+1.728
0.035X+2.173
4.027
0.008X+1.981
0.015X+2.292
0.052X+0.846
0.055X+1.353
0.025X+1.121
3.142
0.002X+0.114
0.274
0.019X+0.577
2.143■ 建設分野以外の動向

ただし、仮に表 3を用いることで、CⅡ発破れた。

面積、地山等級（岩の硬さ）の関係

CO2 排出量はこれら要素から影響

地山等級

機械掘削

CO2 排出量は大きくなる傾向がみらル工」と「インバート工」の工事内容の硬さ等によって変わることから、掘削方法

掘削・支保であり、掘削断面積が大きいほど出量（CO2 排出原単位）と掘削断掘削速度等は、掘削断面積や岩細別積の関係は図 8〜10 に示すとおり

CO2 排出の大半を占める「トンネ■ 掘削・支保工種毎の掘削延長1m 当たりの CO2 排出量（CO2 排出原単位）

表3

図 11

GHGプロトコル Scope1〜 3 の概念図 7）

備に加えて、前述の課題の解決が求められている。
＜参考資料＞
1）国土技術政策総合研究所・土木学会：社会資本のライフサイクルをとおした環境評価技術の開発に関する報告 - 社会資本 LCAの実践方策 -、平成 24 年 2月
2）国土技術政策総合研究所：第 34 回環境システムシンポジウム「持続可能なグリーン社会の実現に向けた社
会資本 LCA 技術」、http://www.nilim.go.jp/lab/dcg/lca/events.htm3）国土技術政策総合研究所：工事工種体系ツリーの細別（レベル 4）に対応した環境負荷原単位一覧表、
http://www.nilim.go.jp/lab/dcg/lca/database/worktype/e_w2010beta.xls4）菅林 他：
トンネル工事を対象とした設計条件の違いによるCO2 排出分析、平成 26 年度土木学会全国大会
概要集、平成 26 年 8月
（一社）
日本トンネル技術協会：
5） 
トンネル年報 20136）
産業環境管理協会：カーボンフットプリントコミ（一社） 
ュニケーションプログラム、http://www.cfp-japan.jp/
7）みずほ情報総研（株）：サプライチェーンを通じた組織の温室効果ガス排出等に関する調査・研究会第 1 回
グローバル対 応 分 科 会 資 料、http://www.meti.
go.jp/committee/kenkyukai/sangi/supplychain_gas_global/001_05_01s.pdf8）カシオ計算機（株）：http://www.casio. co.jp/csr/
env/data/scope3/
9）大 日 本 印 刷（ 株 ）：http://www.dnp.co.jp/csr/
environment/theme11g.html
10）本田技研工業（株）：http://www.honda.co.jp/
environment/face/2012/case19/episode/episode01.html

Civil Engineering Consultant

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