Since 1994
“ゼロエミッションをめざした物質循環プロセスの構築”研究(公社)環境科学会35周年記念公開シンポジム「サステナビリティ×社会転換」
２０２３年 ３月 ４日

千葉大学・理事 藤江

幸一

環境研究の発展と「環境学分野」の創成1977(S52)～1987(S62) ：「環境科学特別研究」（代表：増子昇）
1987年11月26日「環境科学会」発足・・・（環境科学特別研究に結集した環境研究者集団のプラットフォーム）
1987(S62)～1992(H4)：重点領域研究､“人間・環境系の変化と制御” （代表：鈴木基之）
1993（H5）～1997(H9) ：重点領域研究､“人間・地球系－人類生存のための地球本位型社会の実現手法”（代表：安井至）
1997(H9)～2001(H13) ：特定領域研究､“ゼロエミッションをめざした物質循環プロセスの構築”（代表：鈴木基之、迫田章義）

科学研究費補助金「分科細目表」の変遷
1993（H5）年度公募から・・・「複合領域」に「環境科学」分科（3細目：環境動態解析、環境影響評価、環境保全）が新設
2003（H15）年度公募分から・・・「複合新領域」に「環境学」分科（４細目：環境動態解
析、環境影響評価・環境政策、放射線・化学物質影響科学、環境技術・環境材料）
2013（H25）年度公募から・・・「環境学」分野創設（3分科、10細目：環境解析学分科〈３細目〉、環境保全学分科〈4細目〉、環境創成学分科〈3細目〉）に拡大
2018（H30)年度公募から・・・大区分「K」を構成する中区分「63」〈4小区分〉と中区分「64」〈6小区分〉に変更 （10小区分を維持！）
応募件数が減少すると・・・・！
小区分６４０５０ 〔循環型社会システム関連〕 物質循環システム、物質エネルギー収支解析、低炭素社会、未利用エ
ネルギー、地域創生、水システム、産業共生、ライフサイクル評価、統合的環境管理、３Ｒ社会システム、など
参考文献

公益社団法人 環境科学会 30周年記念誌 “環境科学会30年の歩み”
鈴木基之、「環境研究」の創世記、科研費NEWS、２０１２年度 vol.2、p.20～23
鈴木基之、「環境科学」研究、新たなホライゾンへ、科研費NEWS、２０１２年度 vol.3、p.19～22

ゼロエミッション研究の端緒と展開
１９９４年 グンター・パウリ氏（国連大学学長顧問）が「ゼロエミッション構想」を提唱
１９９４年 同氏、化学工学会水環境プロセス特別研究会で「ゼロエミッション構想」を講演

１９９５～９６年度 科研費・総合研究(B) 「ゼロエミッションをめざした物質循環プロセスの構築」 （代表：鈴木基之） KW：物質循環 /エネルギー循環/環境負荷/プロセスネットワーク/社会システム/エミッション
１９９７～２０００年度 科研費・重点（特定）領域研究（A)、「ゼロエミッションをめざした物
質循環プロセスの構築」 （代表：鈴木基之、迫田章義）
KW：ゼロエミッション/物質循環/産業ネットワーク/数理モデル/プロセス物質フ
ロー/シュミレーション/産業クラスター/生産プロセス/データベース
その後の循環型社会形成に向けた国内での取り組み“ゼロエミッション”“循環型社会”
・・・が社会に認知⁉

２０００年6月 環境省：循環型社会形成推進基本法公布
２００３年3月 第一次循環型社会形成推進基本計画閣議決定
自治体での取り組み事例・・・全国で同様に
２００３年3月 愛知県 あいち資源循環型社会形成プラン
２００３年3月 大阪府 循環型社会形成推進条例

持続可能な発展のための新たな社会・産業・生産プロセスの構築にむけて1997年度

平成９年度発足・文部省科研費・特定領域研究「ゼロエミッションを目指した物質循環プロセスの構築」
領域代表：東京大学生産技術研究所・教授 鈴木基之
領域全体の研究目標
領域内における研究組織と研究班の連携状況

領域内の研究の進展状況とこれまでの主な研究成果
今後の領域の推進方策
領域を推進するための問題点と対応策

研究成果公表の状況

重点領域研究「ゼロエミッション」事務局

資源・エネルギー消費とエミッションの最小化のための物質循環を考慮した生産・消費システムの実現
1)ライフスタイル
2)生産プロセス
3)社会システム

A-01班：個々の生産プロセスにおける現状の物質フローの解析と、それに基づくゼロエミッション化の検討
A-02班：業種を越えた生産プロセスのネットワーク形成によるゼロエミッション化の検討
A-03班：モデル地域における物質循環を記述する数理モデルの構築とゼロエミッション化の評価と予測

（単位:kg） （大分大学・羽野 忠）

醤油製造プロセスの物質フロー
Defatted soybean ，91(水分16、固形分75)

Wheat.91(水分11,固形分81)

散水

Water，127

焙煎放冷

Wastewater,150

Aspergillosis, 327(水分171,固形分156)

Wastewater,150

Salt water，349(水分265,固形分84)

仕込み 攪拌，792(水分524,固形分268)
水,78
もろみ熟成，783(水分515,固形分268)
Residue，78(水分25,固形分53)

Wastewater,20
Wastewater,89
Wastewater,382
Wastewater,80
Wastewater,24

圧搾分離
生揚，705(水分502,固形分203)

Blending，406(水分320,固形分86)
Wastewater,107
Wastewater,11

火入れ冷却
Scum, 111(水分83,固形分28)
Scum，33(水分24,固形分9)1000(水分739,固形分261)
Filtration

セライトろ過オリ，78(水分58,固形分20)

Wastewater,187
Wastewater,167

300(Water:225,solids75)

700(water:520,solid180)

Product，1000(water:745,solid:255)

Wasreater,1178
Wastewater,520
Wastewater,902

地域内や産業間での物質フロー分析：

産業連関表から物量表への変換方法

産業連関表（金額ベース）

重量単価表*平成2年(1990年)あいちの産業連関表より

0111 0111
0111 0121
0111 0131

7602
10238
45411

・・・

重量単価作成111

穀類

213,000

112

芋･まめ類

61,000113

野菜275,000114

果実

210,000

製品の種類･生産額･生産量の調査
生産量の比率による加重平均

9700 9500 316472124
9700 9700 995828832

物量表（重量ベース）
工業統計や廃棄物実態調査等を活用

穀類
穀類

007

6,989

0

野菜

851

0135

果実

113

00

物量表（元素ベース）*作成手法は原単位作成と同様
酸素

炭素

炭素

窒素

穀類

0.349

0.013

00

芋･まめ類

0.107

0.006

00

野菜

0.025

0.002

000.043

0.000
800

果実

野菜

3,569

芋･まめ類

元素組成
データベース

芋･まめ類

製品重量
単価の決定

水素

穀類

窒素

穀類
穀類

穀類

芋･まめ類 46

芋･まめ類 野菜

0.1

野菜

11

芋･まめ類

芋･まめ類
1,246

0

3 0748297 4200(豊橋技術科学大学・後藤尚弘)

ここをクリックすることにより次の業種の物質収支を表示

・各業種の投入・産出部門をそれぞれ１０業種表示
・物量を線の太さで表現

地域物質フロー解析システム（業種別物質収支表示画面）(豊橋技術科学大学・後藤尚弘)県内各産業に係る物質収支を積算すると・・・

炭酸ガス

炭酸

地域物質フロー解析システム（業種別物質収支表示画面）(豊橋技術科学大学・後藤尚弘)

製造業における連関構造とリサイクル導入効果の評価に向けて資源・エネルギー

製品・提供される機能
環境負荷
紙・パルプ部門

セメント部門

リサイクル
リサイクル

リサイクル
リサイクル

エネルギー部門

高炉スラグ １
鉄鋼部門

５廃タイヤ

２リサイクル
リサイクル
鋼材､ｽｸﾗｯﾌﾟプラスチック部門
リサイクル
リサイクル

４④PP､PS等

自動車部門
３リサイクル
リサイクル

アルミニウム部門

アルミ製品

リサイクル
リサイクル
(豊橋技術科学大学・後藤尚弘)

資源・エネルギー消費と環境負荷の最小化を目指した
取り組みはどのような効果をもたらすか＜循環効果の予測＞

炭酸ガス(豊橋技術科学大学・後藤尚弘)

https://www.cger.nies.go.jp/publications/report/d031/jpn/index_j.htm

３EIDにより産業連関表を用いた生産過程のCO2排出量の簡易推計が可能になり、食料品や製品等を対象とし、多くの生産過程のCO2排出量が算定できる。
ただし、製品使用時等および製品を製造する際に使用される装置等の固定資本形成に伴うCO2排出量は含まれていない。
南斉規介, 川島一真, 森本高司 (2018)，第13回日本LCA学会研究発表会講演要旨集, 114-115

環境負荷、資源・エネルギー消費、CO2排出は自分事！
人間活動への機能・サービスの提供と資源・エネルギー消費および環境負荷発電・蓄電設備等

エネルギー

エネルギー

多様な素材

建材

建築工事

建築用品

鉱物資源
部品

石油・石炭

組立て

衣･住
流通・販売

天然ガス

人間活動
(日常生活)

情報
通信

部品
バイオマス

資源

人間活動を支える機能

肥料・農薬等
森林皆伐・農地開発等

資源・エネルギー消費と環境・生態系への負荷
全ては人間活動から機能提供システム？
＜＝
地球の容量内？

持続性を阻害する因子○温室効果ガス:
CO2,CH4,N2O等○環境汚濁・毒性等物質〇生態系破壊、食料枯渇等〇資源・エネルギー枯渇

環境負荷、資源・エネルギー消費、CO2排出は自分事！

蓄電等

エネルギー

建築・構造物等(社会インフラ)
建材

エネルギー

多様な素材

鉱物資源

少量の資源・エネルギー

石油・石炭

建築用品

建築工事

組立て
部品
流通・販売
循環を基盤とした 多様なシステム・機能
製品・エネルギー

社会システム

天然ガス

衣･住

人間活動
(日常生活)

情報通信

部品工業・農林水産業

バイオマス

各種サービス業等

資源

肥料・農薬等

資源・エネルギー
森林皆伐・農地開発等
環境・生態系負荷機能提供システム(社会のシステム・スタイル)

ライフスタイル
どの様な機能・製品が、どの程度必要か？

その製品・機能・サービス、本当に必要ですか？

“Sustainability”を推進する“サーキュラーエコノミー”
The circular economy is a model of production and consumption, which involves sharing, leasing,reusing, repairing, refurbishing and recycling existing materials and products as longas possible. In this way, the life cycle of products is extended.
In practice, it implies reducing waste to a minimum. When a product reaches the end of its life, its materials
are kept within the economy wherever possible thanks to recycling. These can be productively used again
and again, thereby creating further value. (European Parliament（欧州議会）のWEBサイト：
https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2016/573899/EPRS_BRI%282016%29573899_EN.pdf )循環を基盤として低炭素を実現しながら、人間活動に必要な多様な機能〈製品❓〉・サービスを〈過不足無く❓〉提供できる健全な社会の構築・・・

Up value リサイクルの実現！

Circular economy
Up valueが推進するUp grade

Up value

Down grade

Down value
機能・価値提供Service, value

Holistic：都合よい部分のつまみ食いでは無い！

Value chain

Social Preference

社会の選好性倫理観
Ethical accountability

持続可能社会実現に係る情報・データ
人間活動に提供される機能・サービスとLife cycleでの資源・エネルギー消費および環境負荷（GHGも）の関係

研究者・学術団体など
Academia、Academic societyバイオマス利用はカーボン・ニュートラルと言うけれど・・・

プランテーションの拡大による生態・環境へのインパクト

森林

パーム・プランテーション
街道沿いの集落（森林皆伐後にパーム苗木を植林）

スマトラ島北部Medan市周辺

森林皆伐による生態系破壊・GHG発生

ピートの無機化によるGHG発生

サトウキビ畑

パーム製油排水貯留ラグーン(GHG〈メタン〉発生)

土壌有機物の無機化(GHG発生・単収低下)

CO2排出抑制のための土地利用変化(LUC)の影響(１)
バイオマスの燃焼利用は「カーボンニュートラル」であるとして、その資源・エネルギーとしての利用に期待が寄せられている。熱帯雨林の皆伐によるプランテーションの開発が進む。

1985

1990

インドネシア・スマトラ島(47万㎞2)における森林面積の縮小
スマトラ島では熱帯雨林の伐採による土地利用改変(プランテーション開発)が急速に進行。

20072000

スマトラ島の森林面積は1985年の57％から2007年には30％まで減少。

プランテーションの拡大が継続中
Laumonier et al., 2010

インドネシアにおける各作物の耕地面積の推移
1,400

クローブの精油：チョウジ油(Oil of clove)

単位：10,000ha

1,200

クローブ
カシューナッツ

コメ

ココア

ゴム

1,000

ココナッツ
オイルパーム

800
600
400

コーヒー

オイルパーム

ココナッツ

サトウキビ

タバコ

ゴム

大豆
キャッサバ

200

トウモロコシ
コメ01970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006

文献：Ministry of Agriculture, Indonesia, 2007

CO2排出抑制のための土地利用変化(LUC)の影響(２)サトウキビプランテーションの土壌無機化と収量低下

サトウキビ単収(t/ha･y)

プランテーション開発以降のサトウキビ収量

7㎞120100806040

収量低下を補う化学肥料施用量増大

2001985年
1990

1995

2000

2005

樹木の減少分を考えると・・・！

サトウキビ畑の土壌有機物の無機化に伴う二酸化炭素の排出
耕作面積

土壌の密度

有機物中の炭素量

Google198t-CO2/ha

35,000(ha)x10,000(m2/ha)x0.3(m)x1.5(t/m3)x(5%-2%)x0.4/100(%)x44/12=6,930,000t-CO2
土壌耕耘深さ

土壌中有機物の減少:5％⇒2％

CO2への換算

キャッサバ・デンプン（タピオカ）製造における温室効果ガス排出キャッサバ・デンプン（タピオカ）製造における炭素収支
１トンのキャッサバから200㎏のタピオカが製造される。
排水に140㎏の有機炭素が排出され、ラグーンでGHGが発生する。

キャッサバ
750 t/時(140 t-C/時)

水：2,630 m3/日
重油：6,750 ℓ/日
電力：34.5MWh/日

100%

デンプン工場
約40%

約20%

タピオカ
150t/時約40%（60 t-C/時)
3,000 m3/日

皮、欠片

高濃度排水

約20 t-C/時

25~30 t-C/時

GHG：メタン、二酸化炭素

ラグーン

バイオガス：約15％
沈殿：約4％
流出：約1.5％

絞り滓
約40 t-C/時(数か月滞留)インドネシアLampung州の大規模工場での調査結果

小規模タピオカ工場の事例

排水中炭素量 [kg-C/ton]

ｷｬｯｻﾊﾞ(ﾀﾋﾟｵｶ)
230

200

パーム製油

サトウキビ(製糖)

原料1tonあたり
製品1tonあたり

100
30～45
09.2～
9.8

42～45

0.3～0.6 3.5～7.1

製品および原料単位重量当たりの排水に排出される有機炭素量

パーム油生産拡大に伴う資源消費量（化学肥料）

3.8ton/ha*
プランテー
ション
800万ha尿素：280kg/ha*
TSP/リン鉱石：208kg/ha
MOP(K2O)：280kg/ha

パーム油3,027万ton

尿素：105万ton-N
TSP/リン鉱石：166万ton-P2O5MOP：224万ton-K2O

TSP: Triple super phosphate*蒲原ら（環境科学会誌、2009）、**FAO(2005)、***Tomich et al(Agroforestry Systems, 1997)

Holistic
代表性、定量性、信頼性が担保された現場からのデータ・情報が不可欠！

Thank you for your kind attention！