ISSN0913-0020

The Japan Research and Development Center for Metals

一般財団法人

金属系材料研究開発センター

2017.5No.367

TODAY

地方創生とひとづくりを標榜しているが、実際は周りの人々によって自分が育てられてきたと考えるこの頃である。遅いかもしれない。家庭、幼稚園、小中高、大学、短公益財団法人
みやぎ産業振興機構
理事長 井口泰孝

期間の企業では育てられ、教職を得てからは先生方に育てられながらも学生を育ててきたつもりになっていた。20 年前から産学官金地域連携の仕事に軸足を移し、何をするにも人材（財）が不可（公益財団法人）みやぎ産業振興機構は各都道欠といろいろと頑張ってきた。例えば、日本鉄鋼

府県・政令指定都市に設置されている中小企業支協会ものづくり教育を考える会、鉄鋼工学セミ援センターの一つである。みやぎの産業「まるごナー、東北経済連合会による受講生と講師を務めと支援」と表し、経営革新・創業、金融、商談会

た曙塾、青森での立志挑戦塾、日本知財学会知財を下に取引・販路拡大、農産物販売、水産加工業

教育分科会、科学技術振興機構の地域再生人材育等の支援事業を行っている。

成事業、経産省の知財戦略人材育成、あおもりグ

更に、2011 年 3 月 11 日の東日本大震災で激ローバル人財アカデミー、少年少女発明クラブ、甚被害を受けた宮城県では復旧・復興、発展を目等々多くのプロジェクトに関与してきた。修了式

指し活動している。被災企業の二重ローン、企業で受講証を渡し、講評を述べる時、自分も大変勉

再生、事業引継ぎに対応する産業復興相談セン

強になりましたと言う気持ちがますます強くなっ

ター、また、多賀城で甚大な津波被害を受け、復てきた。

旧させたソニー仙台の巨大施設を無償で借り受企業時代、上司は私の報告を聞いて、批評よりけ、被災企業・新産業創出拠点を提供するみやぎ

先に鉛筆、消しゴムが飛んできた。次は給料、時復興パーク等の管理運営を行っている。

間泥棒、辞めてしまえとの罵声である。でもその人材育成ではアグリビジネス実践講座、ものづ中で皆育った。50 年少し前である。20 年くらいくり経営・革新塾、ものづくり産業支援シニア人

前に卒業生にその話をしたら、多くの新入社員は材育成講座、それらのフォローアップ報告会・交

それならば辞めますと言いかねませんと言われ流会を行い、地域に不可欠な人材を養成、供給した。でも、時代が変わったと一概に済まされないている。と思う。" 鉄は熱い内に打て " と言う。家庭教育、地域教育更には、少年少女発明クラブの子供達に

これらは、宮城県経済商工観光部、産業技術も期待している。

総合センターと共に産学官金連携を強力に進め今後は、家庭を含め、産官学地域連携で人材をている。
宮城県産業技術総合センターと連携して 2004

育てながら、自分が更なる研鑚を続けるのが不可

年より行ってきた地元企業の自動車産業への参入欠と考える今日この頃である。でも、私にどの位増加を目指す " 提案型取引拡大事業 " が評価され、 健康寿命が残されているだろうか？
私のモットー "Uncompromising Integrity 妥協
2016 年度地域産業支援プログラムイノベーショ
無き誠実 " 私も常に反省しつつ思い浮かべている

ンネットアワード経済産業大臣賞を受賞した。

言葉である。皆様のご発展、ご活躍を祈念いたしさて、長く人材育成を行ってきたと自負してきます。

たが、疑問を感じている。本当は " ひとづくり "1

JRCM REPORT

南鳥島レアアース泥の開発に基づく我が国の資源戦略
東京大学大学院工学系研究科
エネルギー・資源フロンティアセンター
教授 加藤 泰浩
石はハイブリッドカーのモーター，ハードディスク，風力1. はじめに2011 年，我々の研究グループは，太平洋にレアアース発電の発電機などに幅広く使用されており，その強力な磁を豊富に含有した泥が大量に分布しており，全く新しいタ力によって製品の高性能化や小型化を可能にしている．た1)

イプの鉱物資源となりうることを突き止めた ．この成果だし，ネオジム・鉄・ボロン磁石が実用に耐えうるためには国内外で広く報道され，世界に衝撃を与えた．我々が発は，耐熱性を大きく向上する必要があり，そのためには希見した，この新規レアアース資源が世界中で大きく報道さ少な重レアアースの 1 つであるジスプロシウムの添加がれた背景には，(1) レアアースが省エネ・環境分野や航空不可欠となっている．一方，光学用途としては，重レア宇宙分野などのハイテク産業のみならず，最新鋭の電子アースのユウロピウムやテルビウム，イットリウムが優れ機器や軍事技術など国家の安全保障に関わる最先端技術た蛍光特性を持つことから，古くはブラウン管カラーテレにとっても必須のマテリアルであること，(2) 現状ではそビや三波長形蛍光灯に広く用いられ，現在では LED 電球の極めて重要な元素が中国一国によりほぼ独占的に生産・の材料として使用されている．これら以外にも，工業用や供給されていること，という主に２つの事情がある．本報

医療用レーザーの発振材料，ニッケル水素電池用の水素吸では，まずレアアースと呼ばれる元素群の重要性と，レ蔵合金，デジタルカメラや顕微鏡の光学ガラス，半導体やアアースを巡る最近の資源問題を解説し，次に我々によ液晶ガラス基盤の研磨剤，自動車用排気ガス浄化触媒，イり太平洋および南鳥島周辺の排他的経済水域 (Exclusively

ンフルエンザ治療薬の合成触媒など，レアアースの産業分Economic Zone, EEZ) で発見されたレアアース泥について野での用途は極めて多岐にわたっている．また，近年特にの最新の研究成果と，それらが示す資源戦略上の意義につ注目を集めているのがスカンジウムである．アルミニウム

いて報告する．にスカンジウムを添加したアルミニウム－スカンジウム合金は，軽量性・高強度・高剛性・高耐熱性を併せ持つ新合金であり，航空宇宙産業や自動車産業での実用化を見据

2. レアアース資源の重要性
レアアース ( 希土類元素 ) とは，元素周期律表第 3 族にえた研究開発が精力的に進められている．さらに，スカン属する元素番号 21 のスカンジウム，元素番号 39 のイッ

ジウムは燃料電池用の固体電解質材料としても高い性能

トリウムの 2 元素と，元素番号 57 のランタンから 71 のを発揮する．スカンジウムを用いた固体酸化物形燃料電池

ルテチウムまでのランタノイド 15 元素を併せた計 17 元(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) は現在普及している燃料電池素の総称である．また，ランタンからサマリウムまでの 6と比べて非常に高い発電効率と低コスト・長寿命を両立可元素を軽レアアース，ユウロピウムからルテチウムまでの能な，次世代燃料電池の大本命とされている．ただし，現9 元素にイットリウムを加えた 10 元素を重レアアースと在のスカンジウム生産量は全世界で年間 15 トンに過ぎず，称する．詳しくは後述するが，資源としての重要性は重レ

安定的かつ大量に生産できる供給先の確保が最重要課題

アアースの方が圧倒的に高い．また，最近はスカンジウムである．以上のように，レアアースは，現代社会にいまやの重要性も広く認知されつつある．

欠かすことのできない資源であり，国家の産業と将来を左右しうる戦略的元素となっている．

レアアースは，その特殊な電子配置のため，極めて独特な磁気特性および光学特性を持つ．これらの特性により，他の金属にわずかな量のレアアースを添加することで，元の金属単体よりもはるかに優れた素材性能を発揮するようになる ( 図 1)．例えば，その磁気特性を生かした素材としては，ネオジム・鉄・ボロン磁石が最も有名である．この磁JRCM NEWS No.367

図 1 現在の主なレアアース製品群と，我が国におけるレアアース産業の経済規模
2

3. レアアース資源問題
上述のように，レアアースは我が国の最先端産業を支える非常に重要な資源であるが，その世界生産の 85%を中国が占め，供給構造に脆弱性を孕んでいる．かつて中国は安価なレアアースを大量に輸出し，外貨を獲得する資源輸出奨励策をとっていたが，2005 年以降は自国資源の長期的保護や環境保全などを目的として，採掘量規制や輸出量規制，輸出関税の導入など規制強化政策へ急激な転換を行った．そして，この中国の政策転換がレアアースの供給不足や価格急騰を引き起こしてきた．
特に，2010 年 9 月に尖閣諸島沖で生図 2 南鳥島で発見された超高濃度レアアース泥じた，海上保安庁巡視船と中国漁船の衝突事件を発端として，中国はレアアースの大幅な輸出の調査航海 (KR13-02 航海 ) を行い，南鳥島の南方沖 ( 水制限に踏み切り，日本だけでなく欧米をも巻き込んだ世深 5,700 メートル ) において，総レアアース含有量が 6,600界的な「レアアースショック」を引き起こした．このレppm に達する「超高濃度レアアース泥」を発見した 3) ( 図アアースの輸出停止措置は１ヵ月後には解消されたもの

2)．この超高濃度レアアース泥中のジスプロシウムの含有の，2011 年に入ってからレアアース価格は異常な高騰を量は 300 ppm を超えており，中国の陸上重レアアース鉱示し，同年 8 月の価格は同年 1 月と比べて 3 倍から 10床の実に 20 倍に達する．さらに，この超高濃度レアアー倍に達する史上最高値を記録した．その後，中国は 2014

ス泥は海底面に近い部分 ( 海底面下 2 ～ 4 メートル ) に分

年に日本・アメリカ・EU が提訴した世界貿易機関 (WTO)布しており，資源開発の際に有利であることも確認されの紛争裁定措置で敗訴し，2015 年からレアアースの輸出た．また，これらの調査航海では，試料採取と並行して音量制限および輸出税を順次撤廃した．2017 年現在，レア波探査 ( サブボトムプロファイラ ) による地下構造イメー

アースの価格は落ち着きを取り戻し，ランタンやセリウムジの取得も行った．観測された海底面下の堆積構造は，採など軽レアアースの一部は中国が規制を強化した 2005 年

取されたコア試料のレアアース濃度の深度分布や岩相の以前の価格帯まで下がっている．しかしながら，ネオジム・変化とよく対応しており，レアアース泥の出現深度や厚さ

鉄・ボロン磁石の原料であるネオジムや，最も重要な資源についての情報を船上から効率的に推定できることが明であるジスプロシウムなどの重レアアースの価格は，依然らかとなった 4)．

として 2005 年以前の 3~4 倍程度に高止まりしたままで我々はその後も，2017 年までに南鳥島 EEZ 周辺海域である．また，中国は国内環境保全や違法採掘の規制を名目

計 7 回の調査航海を行っており，総計 66 本のコア試料をに生産量制限を続けており，レアアースを巡る国際的な資採取した．また，サブボトムプロファイラの解析結果から，源情勢は引き続き予断を許さない状況にある．

南鳥島 EEZ 内全域の概略探査もほぼ完了した ( 図 3) 4)．これらのデータを解析した結果，南鳥島の 250 km 南方の海域の 315km2 の範囲が実開発の対象として最も有望な海4. 新しい海底鉱物資源 " レアアース泥 " の発見
このような状況の中，我々はレアアースを高濃度で含域であると推定された ( 図 3) 5)．この 315km2 の有望海域有する泥「レアアース泥」が，水深 4,000 ｍを超える太に存在するレアアース資源量は莫大であり，日本の 2015

1)平洋の深海底に広く分布していることを発見した ．この年の年間需要と比較すると，ネオジムは 220 年分，テル

レアアース泥は，(1) 中国の陸上重レアアース鉱床より高ビウムは 2,600 年分，ジスプロシウムは 330 年分，イッ

いレアアース含有量 ( 特に重レアアース含有量 ) を持つこトリウムは 1,600 年分にも相当する．さらにスカンジウと，(2) 資源量が膨大なこと，(3) 層状に分布するため探ムに至っては，現在の世界需要の 9,900 年分にも相当す査が容易なこと，(4) 開発の障害となるトリウムやウランる膨大な資源量を有し，この海域の 1 km2 を開発するだなどの放射性元素をほとんど含まないこと，(5) 希塩酸なけで 10 年後に予想されるスカンジウムの世界需要を全てどで容易にレアアースが抽出可能であり，製錬が極めて容まかなうことも可能である 6)．

易なことなど，資源開発に有利な特長を複数兼ね備えた，
5. 国産資源・南鳥島レアアース泥の活用に向けて

まさに夢のような海底鉱物資源といえる．
さらに我々は，レアアース泥が我が国の EEZ である南こうした EEZ 内のレアアース泥を実際に開発できれば，鳥島周辺海域にも存在することを，2012 年 6 月に発表しレアアースに関する我が国の資源戦略は一変する．現在

た 2)．続く 2013 年には，海洋研究開発機構と共同で，同のレアアースの国内市場規模は年間 500 億円程度であり，機構の深海調査研究船「かいれい」による南鳥島 EEZ 内

ベースメタルの銅の 1/40 程度と非常に小さい．その一方
JRCM NEWS No.367

3で，小さな市場であるからこそ，価格をコントロールする調整弁を握りやすい資源であるともいえる．現在，この調整弁は中国によって完全に握られている．しかしながら，南鳥島レアアース泥の開発が可能となれば，日本がこの調整弁に手を掛けることができ，供給不安や大幅な価格変動といったリスクの解消が期待できる．現在，レアアースは多種多様な製品群に使われており，我が国でのレアアース使用製品の市場規模は年間5 兆円にも達する ( 図 1)．これはレアアース原料の市場規模の 100倍に相当する．南鳥島レアアース

図 3 南鳥島 EEZ におけるレアアース泥の分布状況と開発有望海域泥開発を実現させ，十分な量のレアアースを供給すること2 年の期間と約 31 億円の予算があれば可能と試算された．

ができれば，既存のレアアース産業の更なる発展と新規のこの実証試験によりレアアース泥の揚泥が成功すれば，世レアアース関連産業の創出を誘発し，年間 10 兆円規模 ( あ界初となる海底鉱物資源の商業的生産への道が拓け，我がるいはそれ以上 ) の産業となることも夢ではない．

国の海洋産業を奮起させるとともに，海洋資源開発分野でレアアースはごくわずかな量を添加するだけで，素材世界をリードしていくことができる。そして何よりも，レの性能を大きく向上させるという特性を持っているが，そアアース泥が我が国の技術によって生産可能であると国内の組合せは無数に考えられる．例えば鉄鋼材料に重レア外に示すことは，国産資源である南鳥島 EEZ 内のレアアーアースを添加することで，全く未知の劇的な性能向上をもス泥が，そのまま天然の資源備蓄となることを意味し，レたらす可能性もある．これまでは希少性と価格の問題であアアース資源を独占する中国を完全に牽制することが可能

まり研究は進んでいなかったが，南鳥島の国産レアアースとなる．我が国の資源確保戦略上重要なリスクヘッジとしが安定的かつ潤沢に供給されるようになれば，このようなても，一刻も早い揚泥実証試験の実施が望まれる．

新素材の研究開発とその実用化が急ピッチで進展するも参考文献：
1) Y. Kato et al.: Nat. Geosci., 4 (2011) 535.
2) 加藤泰浩 : 資源地質学会第 62 回年会講演会講演要旨集 (2012).
3) K. Iijima, Y. Kato et al.: Geochem. J., 50 (2016) 557.
4) K. Nakamura, Y. Kato et al.: Geochem. J., 50 (2016) 605.
5) 藤永公一郎・加藤泰浩ほか : 日本地質学会第 123 年学術大会(2016).
6) 加藤泰浩 : 東京大学レアアース泥開発推進コンソーシアム第 2
年度活動報告会 (2016)のと期待される．
そのためにも，南鳥島レアアース泥の揚泥実証試験を早急に行うべきである．2014 年には国土交通省・海上技術安全研究所主催の「レアアース泥に関する勉強会」が開催された．その結果，地球深部探査船「ちきゅう」の装備する 6 インチのドリルパイプなど，現存機材を可能な限り活用することで，1 日 1,300 t を揚泥でき，その実証試験はお知らせ④ 1990 年日本鋼管（現 JFE スチール）【人事異動】【新人紹介】○平成 29 年 3 月 31 日付け①出身地 ②生年月日 ③最終学歴 ④職歴 に入社。一貫して、地球環境により優し
退職：吉田 周平
⑤仕事に対する期待 ⑥趣味、特技、資格等 い、自動車・電機・エネルギー・建築・土木用等の、鋼板・鋼管の開発に従事。
[ 旧 ] 鉄鋼材料研究部 主席研究員⑤優れた材料・プロセスの開発を企画・退職：中丸 裕樹
豊田 俊介[ 旧 ] 磁性材料研究部 部長（とよだ しゅんすけ） 推進・サポートすることで、産業の発展と未来社会に貢献したい。活動を通じ、[ 新 ]JFE 鋼板株式会社①千葉県千葉市
材料の多様性・材料科学の奥深さに触れ、○平成 29 年 4 月 1 日付け② 1964 年 10 月
材料研究の喜びを共有させて頂きたい。
転入：豊田 俊介
③東京大学大学院⑥音楽、読書、旅行、ゴルフ[ 旧 ]JFE スチール株式会社
工学系研究科[ 新 ] 磁性材料研究部 部長
金属工学専攻（修士） 博士（工学）早稲田大学

The Japan Research and Development Center for Metals

発 行
発行人
発行所

JRCM NEWS ／第 367 号

2017 年 5 月 1 日
小紫 正樹
一般財団法人 金属系材料研究開発センター〒 105-0003 東京都港区西新橋一丁目 5 番 11 号 第 11 東洋海事ビル 6 階

内容に関するご意見、ご質問は JRCM 総務企画部までお寄せください。
本書の内容を無断で複写・複製・転載することを禁じます。

T E L (03)3592-1282（代）／ FAX (03)3592-1285
ホームページ URL http://www.jrcm.or.jp/
E-mail jrcm@oak.ocn.ne.jp4