■2003.6

財団法人 金属系材料研究開発センター

No.200TODAY「技術開発」と「持続的発展」のための総合的ライフサイクルアセスメント

東京大学大学院工学系研究科

教授

足 立 芳 寛20世紀後半から人類に課せられた課題は、 持開発は、効率の向上を目指したもので、その意味続的発展 への対応であろう。貧困の克服と成長、で「経済合理性」は「環境合理性」に合致してい

そして持続的発展は21世紀を迎えますます重要なる部分もあるといえるが、便利さの追求は大量生テーマとなった。経済成長と人口の増大、資源消産と大量消費を招いてきた。このため「環境合理費の拡大と豊かな社会の構築は、有限の地球とい的な工学的開発」を目指した新たな試みが必要とう制約と同時に解決されるべき境界条件となってなってくる。工学的技術開発に対し、トータルラいる。

イフサイクル視点から「持続的発展」に資する技

工学的技術開発は、人類を豊かにし、便利な社術となっているか、つまり従来技術系に対し、よ会を提供してきた。その開発を推進してきたもの

り資源・エネルギーの有効利用が廃棄段階まで含は「経済合理性」である。アダム・スミスの「神めなされているかという「環境合理性」を判断すのみえざる手」による市場原理は、効率よく今日る総合的ライフサイクルアセスメント（ｉ−LCA）の繁栄を築いてきたといえる。しかしこの繁栄はを今後の全技術開発に実施することを提案した

永続できない繁栄であり、人類は「持続可能な発い。LCA手法は、ISOにも「製品・サービス」単展」へとパラダイムの改定を迫られている。いわ体の評価として国際標準14040等に定められていゆる「市場の失敗」への補正であり、「神のみえるが、これらをさらに発展させ「社会に適用したざる手」に「人類の叡知」と「努力」で修正を加場合」の「環境合理性評価」が行える手法が望まえる必要が出てきた。

れる。

経済学的には、アマルチュア・セン氏の理論分「技術開発による持続的発展が可能な社会」の析やCOP3京都プロトコールのような国際的な枠構築のため、今後もたゆまぬ「工学的イノベーシ組みと行動目標の構築など様々な対応が取られてョン」が必要であり、その最適解としての評価をきた。

行う総合的な手法として、当研究室グループでもここで、技術開発による持続的発展「ｉ−LCA」手法と名付けてその開発に努めていを目指るところである。

す努力について考えてみたい。元来、工学的技術

1

JRCM REPORT

シュレッダーダスト等廃棄物の処理技術等に関する調査研究
シュレッダーダスト等廃棄物の処理技術等に関する調査研究−シュレッダーダスト処理技術委員会活動報告−−シュレッダーダスト処理技術委員会活動報告−
環境・プロセス研究部

北川豊

部金属を含む混合物である。現時点でり外した廃車ガラをシュレッダー工程

シュレッダーダストをリサイクルするを介さず直方体にプレスしたもの）を地球規模での環境問題への関心の高ための体制は整備されておらず、全国電炉原料として使用することで、電炉まりから、廃棄物の削減やリサイクルで発生するシュレッダーダストの大部の高温技術を活用したマテリアル、サに対する社会的な合意が形成されつつ分は最終的に埋め立て処分され、処分ーマルリサイクルを行い、循環型社会あり、これまで以上に環境に配慮した場の逼迫やリサイクルの観点から問題の構築に貢献できればと考え、シュレ社会システムの構築が急がれている。となっている。新技術の開発や既存のッダーダスト等（ASR及びAプレス）

こうしたなかで、現在の使用済み自動施設を活用したリサイクルの枠組みづの発生状況調査、電炉によるこれらの車のリサイクル率は約85％であり、他くりが急がれているところである。

処理の現状把握、課題の整理と対応策

1 はじめにの工業製品と比較しても高い数字が実かかる視点から、JRCMでは平成14の検討を行うことを目的とした。

現されているが、2015年にはリサイク年度に（社）日本機械工業連合会からのル率95％達成を目標としている。

受託事業として、「シュレッダーダス

3 調査研究の概要

ト等廃棄物の処理技術等に関する調査

本事業内容を以下に示す。

使用済み自動車の約18％はシュレッダーダストが占めており、シュレッダーダストのリサイクルは、上記のリサ研究」を実施した。

（1）シュレッダーダスト等の調査研究
ASR及びAプレスの発生量・組成・イクル目標を達成するうえでの重要な2 調査研究の目的処理技術・リサイクル状況等を文献調課題である。

本事業ではASR（Automobile Shred-査した。

シュレッダーダストとは、廃自動車、

der Residue：使用済み自動車から発使用済み自動車のリサイクルフロー

廃家電等を粉砕して有価金属を回収し生したシュレッダーダスト）のリサイを図−1に示す。使用済み自動車は解た後の破片状廃棄物の総称であり、樹クルに関して、ASRあるいはAプレス体処理にてエンジン・タイヤ・バッテ

脂・繊維・ウレタン等を主体として一（使用済み自動車から有価部品等を取図−1

JRCM NEWS No.200

使用済み自動車のリサイクルフロー2

リー等が除去（図中の「一次解体」）

Aプレス中のCu含有量が1.5％の場合の製品Cu濃化量される。残された廃車ガラの部分はシュレッダー処理され、最終発生品が生じる。シュレッダー後の最終発生品は、鉄・非鉄原料とASRである。また廃車ガラの一部は、プレス加工して製鋼メーカーへ直接持ち込まれるケースもあり、このプレス加工品がAプレスと呼ばれている。その際、製鋼メーカーで使用する際に不純物となるCuの除Aプレス中のCu含有量が1.0％の場合の製品Cu濃化量去を、プレス加工の前に行う場合もある（図中の「二次解体」）。
自動車リサイクル工程で生じる発生品の成分想定結果を表−1に示す。Cuに着目すると、自動車の原材料構成で約1.5％のものが、廃車ガラ中にも同等量存在し、またASR段階では数倍になっている。Cuは自動車のワイヤ

図−2

Aプレスの配合率と製品Cu濃化量実績（）「製品Cu濃化量」＝（Aプレスを使用した場合の製品Cu含有量）−（通常の製品Cu含有量）
ひとつのプロットが1事業所のデータ

ーハーネス、モーター類として利用されているが、まとまった部品としての基づいて製品のCu含有量が高くならたASRリサイクル率は96.1％であっ分類・分別が難しく、自動車が解体さないよう、スクラップ銘柄の配合量をた。ASRリサイクル率は、電炉かられていく過程で濃縮されていくことがコントロールしている。Cu濃度が非排出されるスラグ・ダスト等の利用率数値として裏付けられている。

常に高いAプレスを使用する際は、他で変動するが、利用率の低い事業所の（2）リサイクル技術に関する調査研究のスクラップ中のCu含有量のバラツ

ASRリサイクル率も70％以上と算出

ASR及びAプレスの処理、リサイクキも考慮して、使用量を制限している。

された。

ルについて文献調査を行い、各プロセ②電炉を利用したリサイクルプロセス③電炉でのメリット・デメリット

スの特徴・メリット・デメリット・制の評価

約条件等の比較調査を行った。

一般的な電炉でASR及びAプレス

定量的評価が困難な点もあるが、定性的な項目を含めた評価結果を以下に

また、各電炉メーカーへのアンケーを使用した際の物質収支・エネルギー示す。

トと委員各社の操業データを基に、電収支を試算した。この結果から得られ・ASR中の炭素分は還元効果があり、炉でのASR及びAプレス処理の実態を○：鉄筋コンクリート用鋼△：一般構造用鋼▲：合金鋼調査した。
①電炉メーカーへのアンケート調査
一例を図−2、図−3に示す。図−2
は、「Aプレスの配合率」と「Aプレスを使用した際のCu濃化量」を整理した結果である。現在の電炉で使用中のAプレス中のCu濃度は1.0〜1.5％程度が一般的である。図−3は、各事業所のCu管理値と製品実績値の対比を示す。鉄スクラップを鉄原料としている電炉業界では、スクラップ再生業者から購入するスクラップのCu含有量を経験的に把握しており、この経験に

図−3

3

現状のCuレベルと管理値

JRCM NEWS No.200

加炭材の代替となる。

スラグとなる。非鉄金属はAl、Pb、対して、良質スクラップは減少傾向に

・現時点で効果が把握できているのZn、Cuが主成分であり、Alは酸化溶あること、老廃スクラップ中のCu含は前記のみであり、他諸元は悪化融してスラグとなる。Pb、Znはいず有量が20年後には現状レベルの1.5倍する傾向にある。主な悪化項目は、れも蒸発して集塵装置内でダスト化すに濃化するという予測データが示され嵩比重や鉄分が低いことによる歩る。これに対しCuは全量が溶鉄中にているということを考えると、「薄め」留・能率の低下、その影響による溶け込み、製品鋼材中に合金元素とな対策は恒久的な対策とはいいにくい。

電力原単位の悪化等である。って残留するため、Aプレスに含まれ従って、電炉でのAプレスの使用をるCuの多寡は、そのまま製品鋼材の拡大するためには、Cuの徹底的除去品質に影響を及ぼす。

が必要である。スクラップのCu濃化・ASR中の非鉄金属分等に起因するスラグ・ダストの発生量増加、これらの処理費の増加も考慮する必電炉業界では、「良質スクラップで問題が顕在化するのは、次世代あるい要がある。また、ASR中の可燃分高Cuスクラップを薄め」製品のCu含は次々世代の頃であろうが、後世代にに起因する排ガス温度の上昇、集有量低減対策としている。しかし、こツケを回さないためにも、現時点での塵機系統の温度負荷増加に伴う補のような対策は、高Cu含有スクラッ対応が必須である。

修費の増加や、排ガスの塩素分のプを薄めるだけの良質スクラップが潤②塩素の影響増加に伴う環境コストの増加等も沢に存在するという条件が不可欠であ

シュレッダーダスト中には2〜4％の考慮する必要がある。

る。しかし、スクラップ発生量の将来塩素が含まれるため、電炉でこれらを・Aプレスの使用とASRの直接使用を予測によれば、比較的Cuの高い老廃リサイクルする際の影響調査として、比較した場合、Aプレスのほうが可スクラップが今後増加傾向にあるのに通常操業時のダイオキシン類濃度実績燃分エネルギーの着熱効果や還元効果が大きい傾向にある。Aプレス

表−1

自動車リサイクル発生品の成分想定

を電炉へ投入したほうが炉内での車の構成

廃車ガラ（Aプレス）

燃焼時間が延長し、可燃分のエネ原材料

解体前

一次解体後

二次解体後

シュレッダー
スクラップ

ASR

（％）

（％）

93.1

8.0

ルギー等を効率的に利用できるも（％） （Kg） （％） （Kg） （％） （Kg）のと考えられる。
（3）現地調査
電炉の上工程となる使用済み自動車

鉄の解体・プレス加工・シュレッダー加工工場等を訪問し、前処理工程の技術動向を調査した。特に、これらを電炉

7.5

902.015普通鋼

47.9570

61.2472

特殊鋼

14.1

1688.062

小計

69.5

827

71.2549

約 70

1.5

182.2

170.3〜

0.1〜

4.4

1.50.2（1.7〜4.4）

銅でリサイクルするうえでの課題の一つであるCuの除去方法、除去後のCu濃銑鉄

非鉄350

アルミ6.1

731.2

95.1

鉛0.6

80.1

0.50.2

亜鉛0.560.8

61.1

小計

8.8

1044.333

樹脂類

8.510212.19339.3

非ゴム3.2382.1

168.7

Aプレスの構成成分は表−1に示す

金ガラス

3.1

374.7

3616.1

ように、鉄が約70％、非鉄金属が約

属

繊維2.5293.4

2617.1

その他

4.5542.317――

小計

21.8259

24.4

188

約 28140100

1,190

100771100

約 500

度等についての情報を入手した。自動金車解体工場の訪問では、Aプレスでも属

ワイヤーハーネス、モーターを丁寧に除去した場合、Cu含有量を0.2％程度ま約210

不明

10.8で低減可能であることが確認された。
（4）今後の課題①Cuの影響2％、非金属が約28％である。このA
プレスを電炉で溶解すると、非金属のうちの樹脂、ゴム類は燃焼気化して集塵装置に補足され、ガラスは溶融してJRCM NEWS No.200

合計

4不明

81.2100とAプレス等を数％配合した際の濃度合は、ダイオキシン類の排出濃度管理ー業界、自動車業界が一体となった、実績を比較したが、両者に有意差は認体制等を検討していく必要がある。

以下の活動が望まれる。

められなかった。この原因は不明であ（ 1 ）環境関連装備や管理のレベルアるが、現状の電炉装入原料中のASR

4 まとめ分の比率は0.75％から2.5％程度であ使用済み自動車は付加価値の高い資り、スクラップ中に含まれる塩素源の源であるが、主要なリユース品を取り（ 2 ）Aプレス品質基準の策定とCu除混入バラツキ範囲を大きく超えるレベ

除いた廃車ガラは、その中に分別し難去技術の開発・習得、装置の整ルではないものと想定される。従って、い雑多の資源も抱え込んでいる。電炉備。

電炉メーカーのこれまでのダイオキシを利用したこれらのリサイクルは、こ（ 3 ）将来的にはCu・塩素分の低減や、ン対策とその管理技術によりAプレスれら混合物を分離する必要のない点で除去しやすい自動車設計の実現。の効率的使用は可能と考えられる。

有利であるが、使用量を拡大するため今後、Aプレスの使用を拡大する場ップ等操業モニタリング体制の充実。には電炉業界、廃車解体・シュレッダ

5JRCM NEWS No.200

異業種交流セミナー「材料と環境シリーズ」『インターンシップ・データブック』及び自動車・家電・住宅・容器分野の環境配慮設計と材料検索システムの公開について
JRCMではこのたびインターンシッ
プを実施している全国の大学並びに東報を得るのにも便利な工夫がなされて−エコマテリアル・エコデザインの最前線−（社）日本鉄鋼協会主催（JRCM他協賛）で、います。

下記のとおりセミナーが開催されます。

北、関東、中部の東日本地区を主体に今までインターンシップの情報を得したインターンシップ受入機関の1500るために学生は受入企業に直接、あるに及ぶデータを集大成した『インターいは大学や各種支援団体を通して接触10：00〜18：00

ンシップ・データブック』を発刊するとするしか方法がありませんでした。今

場 所：日本教育会館 8階

ともに検索システムを公開しました。

回のデータ集が公開されたことによ

第二会議室

今回のデータブック及び検索システ

り、より広範囲の情報を一括して、し東京都千代田区一ツ橋2-6-2

ムではインターンシップの受入機関

かもパソコンばかりでなく携帯電話か（TEL 03-3230-2831）

名、研修地、業種別に検索ができ、しらも瞬時に得られるので、大学関係者

内 容：「エコマテリアル・エコデザイン

かも携帯電話からアクセスできる等、や学生にとって選択するうえでの強力の現状と今後の展望」

学生がこのデータ集により、インターな武器になるものと期待されていま「欧州における環境製品ポリシンシップに行きたい受入機関の情報をす。

すばやく得られるように配慮がなされています。

日 時：平成15年7月4日（金）ーの動向とインパクト」他

データの検索画面http://www.jrcm.
or.jp/in-in/s.asp へはJRCMのホームペ

申込締切日：6月23日（月）定 員：100名
参加費：一般6,000円、学生3,000円

受入機関の情報としては、業種、研ージのトップからアクセスできるほ修地のほかにインターンシップ窓口所

か、パソコンや携帯電話から直接この在地、電話番号、対象学生、平成14年ページへアクセスすることができま

度受入実績、平成15年度受入予定等のす。また、関東地域インターンシップ

総務グループ基本的な項目が盛り込まれています。

推進協会のホームページhttp://www.

TEL 03-5209-7011

さらに受入機関や、関係支援団体のホ

kantou-internship.org からもリンクさ

FAX 03-3257-1110

ームページとリンクしており、詳細情れています。

（資料代込み）問い合わせ先：（社）日本鉄鋼協会
総合企画事務局
松本

E-mail: matumoto@isij.or.jp

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS／第200号

発 行 2003年 6 月 1 日
発行人 小島 彰
発行所 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。
本誌は地球環境保全を考慮し再生紙を使用しています。
本書の内容を無断で複写複製転載することを禁じます。

6

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