STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(No. 58 December 2019)
A Joint Publication of the Japan Iron and Steel Federation andJapanese Society of Steel Construction
Thai Version
หนังสือ Steel Construction Today & Tomorrow เวอร์ชั่นภาษาอังกฤษ ถูกจัดพิมพ์ขึ้นปีละ 3 ครั้ง และมีการกระจายไปยังผู้บริหาร บุคลากรของบริษัทในกลุ่ม
อุตสาหกรรมและองค์กรต่างๆ ทั่วโลก วัตถุประสงค์ของหนังสือนี้ คือการนาเสนอถึง
มาตรฐานและข้อกาหนดที่เกี่ยวข้องกับการโครงสร้างเหล็ก ตัวอย่างโครงการก่อสร้าง
ยุคใหม่ เทคโนโลยีงานก่อสร้างอันทันสมัย และหัวข้ออื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับงานก่อสร้าง
อาคารและงานวิศวกรรมโยธา

ฉบับที่ 58 เดือนธันวาคม 2019: สารบัญ
บทความประจาฉบับ: การประเมินผลการรีไซเคิลและวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์
เหล็กความคิดริเริ่มในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมและลดภาวะโลกร้อนโดยอุตสาหกรรมเหล็กแห่ง
ประเทศญี่ปุ่น
1มาตรฐานวิธีการคานวณLCI สาหรับผลิตภัณฑ์เหล็กและการพัฒนามาตรฐานในญี่ปนุ่
5การรีไซเคิลและอนาคตของวัสดุเหล็ก
9การจัดสัมมนาเหล็กสีเขียว
13การเปิดตัว ISO20915 ในการประชุมประจาปีของ SEAISI
14เพื่อให้ผู้อ่านชาวไทยสามารถเข้าใจบทความในหนังสือนี้ได้ดียิ่ งขึ้น จึงได้มีการ
ดาเนินการจัดเตรียมเวอร์ชั่นภาษาไทยและแนบเวอร์ชั่นภาษาอังกฤษในส่วนของรูปถ่าย
ภาพวาดและตารางต่างๆ ซึ่งได้ถูกแนบไว้ในตอนท้ายของแต่ละหัวข้อ ทั้งนี้ผู้อ่านควรดู
เวอร์ ชั่ น ภาษาอั ง กฤษประกอบไปด้ ว ยเพื่ อ ความสมบู ร ณ์ แ ละชั ด เจนของเนื้ อ หานอกจากนี้หากต้องการอ้างอิงรายละเอียดในเชิงเทคนิค โปรดอ้างอิงจากหนังสือเวอร์
ชั่นภาษาอังกฤษเป็นหลัก

บทความพิเศษ : การออกแบบอาคารเหล็กล่าสุดในญี่ปุ่น (4)
GINZA KABUKIZAหมายเลขหน้าที่กากับ อ้างอิงนิตยสารฉบับภาษาอังกฤษ ฉบับที่ 58
ฉบับภาษาไทย: ©The Japan Iron and Steel Federation 2019
The Japan Iron and Steel Federation
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025, Japanโทรสาร: 81-3-3667-0245
โทรศัพท์ : 81-3-3669-4815
ที่อยู่อีเมล: sunpou@jisf.or.jpเว็บไซต์: http://www.jisf.or.jp

115บทความประจาฉบับ:• การนากลับมาใช้ใหม่ของพลังงานขยะ หรือ waste energy และใช้ให้เกิดประโยชน์
สูงสุดในการเป็นแหล่งผลิตพลังงาน
• การนาเสนอเทคโนโลยีประหยัดพลังงานที่พัฒนาขึ้นโดยใช้ประโยชน์จากวัสดุเหลือใช้
(ดูรูปที่ 1)อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ ปุ่นได้นาเสนอวิธีการการประหยัดพลังงานที่มี
ประสิ ท ธิ ภ าพสู ง ในการผลิ ต เหล็ ก และเหล็ ก กล้ า โดยพบว่ า มี ก ารใช้ พลั ง งานลดลง
ประมาณ 30% ในการผลิตเหล็ก 1 ตัน เมื่อเทียบกับระดับการใช้พลังงานในปี 1970ด้วยเหตุนี้กลุ่มอุตสาหกรรมจึงตระหนักถึงกระบวนการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าที่มี
ประสิทธิภาพในการใช้พลังงานอย่างสูงสุด (รูปที่ 2)นอกจากการใช้ พ ลั ง งานอย่ า งมี ประสิ ท ธิ ภ าพตามที่ ก ล่ า วไว้ ข้ า งต้ น แล้ ว กลุ่ มอุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่นยังมีมาตรการด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ อีกมากมาย
หนึ่งในนั้นคือการนาตะกรัน หรือ slag ที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตเหล็กและเหล็กกล้า
มาใช้ อ ย่ างมี ประสิท ธิ ภ าพ ยกตั ว อย่า งเช่ น ซี เ มนต์ เตาถลุ ง หรื อ blast furnace
cement ซึ่งผลิตโดยใช้ตะกรันเตาถลุงเหล็ก หรือ blast-furnace slag ที่สามารถผลิต
ได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการการบดและเผาที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์โดยทั่วๆไป
ปูนซีเมนต์เตาถลุงจึงมีผลอย่างมากต่อการช่วยป้องกันสิ่งแวดล้อมหรือช่วยลดการปล่อย
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการผลิต
ไม่เพียงแต่การอนุรักษ์สภาพอากาศ กลุ่มอุตสาหกรรมเหล็กยังส่งเสริมการอนุรักษ์
คุณภาพน้าด้วยการจัดเตรียมมาตรการในการลดการปล่อย SOx และ NOx ในโรงงาน
เหล็กกล้าจากการใช้อุปกรณ์กาจัดก๊าซซัลเฟอร์และไนโตรเจน (desulfurization anddenitrification equipment) ทั้งนี้เนื่องด้วยมีการใช้น้าในโรงงานผลิตเหล็กกล้า
ปริมาณมากโดยปริมาณน้ากว่า 90% จะถูกนากลับมาใช้หมุนเวียนด้วยอุปกรณ์ในการ
บาบัดคุณภาพน้า ดังนั้นประโยชน์จากมาตรการด้านสิ่งแวดล้อมที่กล่าวถึงในข้างต้นทา
ให้อุตสาหกรรมเหล็กมีส่วนช่วยในการบูรณะบารุงสภาพสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน

การประเมินผลการรีไซเคิลและวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์เหล็ก
(หน้า 1 ~ 4)บทความประจาฉบับ : การรีไซเคิล และการประเมินวัฏ จักรของผลิต ภัณ ฑ์เหล็ก (1)แนวความคิดริเริ่มในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมและการลดภาวะ
โลกร้อนโดยอุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่น
โดย Hidekazu Matsubaraเลขานุการคณะกรรมการเหล็กอันเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อการก่อสร้าง (Secretary,
Committee on Environment-friendly Steel for Construction)สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น
ท่ามกลางความวิตกกังวลเกี่ยวกับปัญหาสิ่งแวดล้อมของโลกที่เพิ่มมากขึ้น รัฐบาล
ญี่ปุ่นได้จัดตั้งสภารัฐมนตรีเพื่อการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมโลกขึ้นในปี ค.ศ 1989 ซึ่งได้มี
ความพยายามในการดาเนินกิจกรรมต่างๆพร้อมกับการกาหนดเป้าหมายเพื่อการลด
ภาวะโลกร้อน โดยได้มีการส่งเสริมกิจกรรมต่างๆไปทั่วทั้งประเทศ ในรอบหลายปีที่ผ่าน
มาได้มีการดาเนินการและเสนอ “ยุทธศาสตร์การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระยะ
ยาว (กลยุทธ์ระยะยาว)” โดยมีกาหนดให้มีการส่งแผนยุทธศาสตร์ภายในปี ค.ศ 2020ในข้อตกลงปารีส COP21 ในระหว่างการการประชุม “การประชุมยุทธศาสตร์ระยะยาว
ของประเทศญี่ปุ่นภายใต้ข้อตกลงปารีส ” โดยมีความมุ่งหวังเพื่อใช้เป็นเวทีในการ
ตรวจสอบแผนยุทธศาสตร์ระยะยาวที่เกี่ยวข้องต่างๆส าหรั บความเคลื่ อ นไหวในประเทศญี่ ปุ่น และต่ า งประเทศเพื่ อ สนองตอบต่ อเป้าหมายดังกล่าว อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่นก็ได้มีการดาเนินการส่งเสริม
มาตรการต่างๆ ที่มุ่งบรรเทาภาวะโลกร้อน หนึ่งในมาตรการเฉพาะที่ได้รับการส่งเสริม
คือ “แผนดาเนินการเพื่อลดการปลดปล่อยคาร์บอนสู่การลดการปลดปล่อยคาร์บอนสู่
สังคม” นอกจากนี้ยังมองถึงปัญหาภาวะโลกร้อนที่จะต้องดาเนินการให้เกิดความ
ต่อเนื่องภายหลัง ปี ค.ศ 2030 อุตสาหกรรมเหล็กจึงได้จัดทา “วิสัยทัศน์สาหรั บมาตรการระยะยาวเพื่อ จัดการภาวะโลกร้อน” หรื อ “Vision for Long-term
Measures to Treat Global Warming Issues” โดยมุ่งหวังที่จะบรรลุเป้าหมาย
สุดท้ายคือการผลิต “เหล็กกล้าไร้การปลดปล่อยคาร์บอน”บทความต่อไปนี้จะนาเสนอความคิดริเริ่มของอุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่น
ในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมและการลดภาวะโลกร้อน ซึ่งได้รับการส่งเสริมและเป็น
แผนการในอนาคตในการช่วยลดภาวะโลกร้อน

รูปที่ 1 การพัฒนากระบวนการผลิตทีเ่ ป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในอุตสาหกรรมเหล็กญี่ปุ่น
รูปที่ 2 การเปรียบเทียบการใช้พลังงานต่อหน่วยระหว่างประเทศในกลุ่มอุตสาหกรรม
เหล็กมาตรการบรรเทาภาวะโลกร้อนโดยอุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่น
ด้วยความพยายามที่จะเป็นผู้นาที่จะมีกระบวนการในการใช้พลังงานได้อย่างที่มี
ประสิทธิภาพสูงสุดในโลก อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ ปุ่นได้วางแผนและดาเนิน
มาตรการในทางปฏิบัติเพื่อช่วยลดภาวะโลกร้อน โดยมาตรการเหล่านี้ได้รับการส่งเสริม
บนพื้นฐานของ “แผนการดาเนินการเพื่อ ให้บรรลุการลดการปลดปล่อยคาร์บอนสู่
สังคม: ระยะที่ 1 (~ 2020)” ซึ่งดาเนินการในสี่กจิ กรรมหลัก: การใช้แนวทางที่เป็นมิตรกั บ สิ่ ง แวดล้ อ มอย่ า งมี ป ระสิ ท ธิ ภ าพทั้ ง 3 แนวทางคื อ -- กระบวนที่ เ ป็ น มิ ต รกั บสิ่ ง แวดล้ อ ม การแก้ ปัญ หาที่ เ ป็ น มิ ต รกั บสิ่ ง แวดล้ อ ม และผลิ ต ภั ณ ฑ์ ที่ เ ป็ น มิ ต รกั บสิ่งแวดล้อม ---รวมถึงการพัฒนากระบวนการถลุงเหล็กโดยใช้นวัตกรรมในการถลุง
เหล็กที่เรียกว่า COURSE50 (การลดคาร์บอนไดออกไซด์ ขั้นสูงสุดในกระบวนการผลิต
เหล็กกล้าโดยเทคโนโลยีนวัตกรรมสาหรับCool Earth 50) (ดูรูปที่ 3)• กระบวนการผลิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Eco-process)กระบวนการการผลิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแสดงให้เห็นถึงวิธีการใช้พลังงานได้อย่ า งมี ประสิ ท ธิ ภ าพสู ง ที่ สุ ด ในโลกดั ง ที่ ก ล่ า วถึ ง ข้ า งต้ น ซึ่ ง ได้ รั บการส่ ง เสริ ม และสนั บสนุ น ในการปรั บปรุ ง ประสิ ท ธิ ภ าพอย่ า งต่ อ เนื่ อ ง และเมื่ อ ไม่ น านนี้ ยัง มี ความมาตรการจัดการปัญหาสิ่งแวดล้อมในด้านการผลิตเหล็กและเหล็กกล้า
สืบเนื่องจากวิกฤตการณ์นามั้ นทีเ่ กิดขึน้ ในปี ค.ศ 1970 กลุ่มอุตสาหกรรมเหล็กแห่ง
ประเทศญี่ปุ่นได้พยายามที่จะส่งเสริมให้มีมาตรการจัดการปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง
กับการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าในหลายๆ ด้าน ได้แก่ :• มาตรการปรับปรุงกระบวนการโดยเฉพาะอย่างยิ่งความต่ อเนื่องของกระบวนการใน
การผลิต ตัวอย่างเช่น การนาอุปกรณ์สาหรับการหล่อเหล็กกล้าแบบต่อเนื่อง
• การใช้ประโยชน์ของก๊าซผลพลอยได้ให้เกิดประสิทธิภาพ ซึ่งก๊าซผลพลอยได้ที่เกิดขึ้น
ในกระบวนการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าจะถูกนากลับมาใช้ใหม่และใช้เป็นพลังงานใน
การใช้การผลิตเหล็กและเหล็กกล้าครั้งต่อไป
2พยายามในการวิ จั ย และพั ฒ นาเพื่ อ เพิ่ ม คุ ณ ภาพให้ กั บ เตาเผาถ่ า นโค้ ก รุ่ น ใหม่(next-generation coke oven) และการเพิ่มประสิทธิภาพในการดาเนินงานของ
อุปกรณ์ผลิตกระแสไฟฟ้า (power generation equipment)• กระบวนการแก้ปัญหาที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Eco-solution)กระบวนการแก้ ปัญ หาที่ เ ป็ น มิ ต รกั บสิ่ ง แวดล้ อ มมุ่ ง เน้ น ไปที่ ก ารส่ ง เสริ ม การประหยัดพลังงานโดยใช้สองแนวทางหลัก แนวทางแรกคือการถ่ายทอดเทคโนโลยีการ
ประหยัดพลังงาน (BAT: best available technology) ซึ่งพัฒนาและนาไปใช้จริงใน
อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่นไปยังประเทศจีน อินเดีย อาเซียนและประเทศ
อื่นๆ ที่อุตสาหกรรมเหล็กกาลังบรรลุถึงเป้าหมายในเชิงพัฒนาการที่ส่งผลให้ประสบ
ความสาเร็จอย่างเห็นได้ชัด ; และแนวทางที่สองคือการนากรอบของโครงการความร่ ว มมื อ ระหว่ า งประเทศอย่ า งมี ประสิ ท ธิ ภ าพเช่ น “ความร่ ว มมื อ ระหว่ า งประเทศ
เกี่ ย วกั บการปรั บปรุ ง ประสิ ท ธิ ภ าพการใช้ พ ลั ง งานอั น เป็ น ความร่ ว มมื อ ที่ เ รี ย กว่ า
Global Superior Energy Performance Partnership (GSEP)” ซึ่งส่งผลให้
อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่นได้มีส่วนช่วยลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ผ่าน
แนวทางเหล่านี้ในเวทีระดับโลก (ดูรูปที่ 4)การศึก ษาโดยสานัก งานพลังงานระหว่ างประเทศแสดงให้ เห็นว่ าอุตสาหกรรม
เหล็กในต่างประเทศมีศักยภาพที่ดีในการช่วยประหยัดพลังงาน (รูปที่ 5) ซึ่งสามารถทา
ได้โดยการแนะนาเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานขั้นสูง (เทคโนโลยีส่วนใหญ่พัฒนาขึ้น
ในญี่ปุ่น) และอุตสาหกรรมเหล็กแห่งญี่ปุ่นจะยังคงพัฒนาและหาทางแก้ไขปัญหาเพื่อ
สิ่งแวดล้อมในอนาคตต่อไป
• ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Eco-products)ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหมายถึงผลิตภัณฑ์เหล็กที่ลดการปล่อยก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ ลดภาระด้านสิ่งแวดล้อมให้น้อยลง ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้
เชื้อ เพลิง และวิ ธีก ารอื่น ๆ ในขั้น ตอนการผลิ ตโดยยึด หลั กในการใช้ ประโยชน์สู งสุ ดเพื่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่นผลิตภัณฑ์ขั้นปลายที่ผลิตขึ้น
โดยการใช้เหล็กสมรรถนะสูงจะมีส่วนช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรื อผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมจะแสดงให้เห็นถึงความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมใน
ขั้น ตอนการใช้ง าน ผลิ ตภั ณ ฑ์เ ป็น มิต รกับสิ่ง แวดล้อ ม ได้แ ก่เ หล็ก แผ่ นส าหรั บผลิ ตรถยนต์ ที่ มี ก าลั ง รั บ แรงสู ง นั บ ตั้ ง แต่ ปี 1970 ถึ ง ปั จ จุ บั น ก าลั ง รั บ แรงดึ ง ประลั ย(tensile strength) ที่สูงขึ้นสาหรับเหล็กแผ่นสาหรับการผลิตรถยนต์ได้ถูกผลิตเพื่อ
ตอบสนองความต้องการและพื้นฐานทางสังคมที่หลากหลายมากขึน้ หรือเพื่อตอบสนอง
ความต้ อ งการการใช้ ร ถยนต์ ที่ มี น้ าหนั ก เบาซึ่ ง จะช่ ว ยเพิ่ ม ประสิ ท ธิ ภ าพในการใช้
เชื้อเพลิง เหล็กแผ่นสาหรับผลิตรถยนต์ที่มีกาลังรับแรงสูงกว่าที่ ถูกพัฒนาโดยผู้ผลิต
เหล็ ก ในประเทศญี่ ปุ่ น จะสามารถช่ ว ยลดการปล่ อ ยก๊ า ซคาร์ บ อนไดออไซด์ ต ามมาตรฐานสากลได้ (ภาพที่ 1)อย่างไรก็ตาม ค่าที่ได้จากกาลังรับแรงดึงประลัย (tensile strength) สาหรับการ
นาไปใช้งานจริงโดยผู้ผลิตเหล็กของประเทศญี่ปุ่นวัดค่าได้เพียง 1/2 หรือ 1/3 ของค่า
ทางทฤษฎี (ดูรูปที่ 6) ด้วยเหตุนี้อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่นจึงมีความมุ่งมั่นไม่
เพียงแต่ที่จะพัฒนาผลิตภัณฑ์เหล็กที่มีกาลังรับแรงที่สูงขึ้น แต่ยังสนับสนุนโครงสร้าง
พื้นฐานทางสังคมในอนาคตผ่านการพัฒนาผลิตภัณฑ์เหล็กสาหรับยุคต่อๆไปเพื่อเตรียม
ความพร้ อมสาหรับโครงสร้างพื้นฐานสาหรับเทคโนโลยีการผลิตพลังงานจากการใช้
ไฮโดรเจนหรือ hydrogen infrastructure และในขณะเดียวกันนี้อุตสาหกรรมเหล็กก็
กาลังผลักดันภารกิจที่จะช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วทั้งวัฎจักร
ชีวิตของผลิตภัณฑ์เหล็กอีกด้วย

การพัฒ นานวั ตกรรมในกระบวนการถลุ ง เหล็ ก (innovative iron making
process) ได้ มี การผลั ก ดัน งานวิจั ยและพัฒ นาที่ จ ะน าไปสู่ เป้ า หมายสองประการป ร ะ ก า ร แ ร ก คื อ ก า ร ใ ช้ ป ร ะ โ ย ช น์ จ า ก ก า ร ล ด ป ริ ม า ณ ข อ ง ไ ฮ โ ด ร เ จ น(hydrogen-reduction) ในแร่เหล็กในกระบวนการถลุงเหล็กด้วยเตาหลอมทรงสูง
(blast furnace) ที่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุดในกระบวนการผลิต
เหล็ กและเหล็ก กล้ า และประการที่ สองคือ การริ เริ่ มโครงการ COURSE50 ที่มี การพั ฒ น าท างด้ า น เ ท คโน โลยี โ ดยมี จุ ด ปร ะสงค์ เ พื่ อ ลดก าร ปลดปล่ อ ยก๊ า ซคาร์บอนไดออกไซด์ล ง 30% ในกระบวนการถลุง เหล็ก ในเตาหลอมทรงสู ง (blast
furnace process) ด้ ว ยวิ ธี ก ารแยกและการน ากลั บ มาใช้ ใ หม่ ข องก๊ า ซคาร์ บ อนไดออกไซด์ ทั้ ง นี้ ก ารน า COURSE50 มาใช้ ง านในทางปฏิ บั ติ ไ ด้ ก าหนดเป้าหมายไว้ในช่วงปี 2050เพื่ อ ลดการปลดปล่ อ ยก๊ า ซคาร์ บ อนไดออกไซด์ ใ นกระบวนการผลิ ต เหล็ กอุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญีป่ ุ่นจึงได้ดาเนินการ “แผนดาเนินการเพื่อบรรลุการลด
การปลดปล่อยคาร์บอนสู่สังคม: ระยะที่สอง.” หรือ “Implementation Plan toAchieve a Low Carbon Society: Phase II” ในปี 2030 ในแง่ของการลดการ
ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอุตสาหกรรมผลิตเหล็กระยะที่สองนี้ ได้ตั้งเป้าที่
จะลดระดับของการปล่อยก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยการกาหนดเป้าหมายที่ เ ฉพาะเจาะจงเพื่ อ ให้ บ รรลุ ผ ลส าเร็ จ โดยใช้ วิ ธี ก ระบวนการผลิ ต ที่ เ ป็ น มิ ต รกั บสิ่ ง แวดล้ อ ม (eco-process) กระบวนการแก้ ปั ญ หาที่ เ ป็ น มิ ต รกั บ สิ่ ง แวดล้ อ ม(eco-solution) และ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิต รกับสิ่งแวดล้อม (eco-product) ซึ่งต่ อยอดจากสิ่ ง ที่ ได้ ท ามาแล้ ว ตลอดทั้ ง ระยะที่ 1 (ตารางที่ 1 ) ส่ ว นในด้ า นการพั ฒ นากระบวนการที่ส่งเสริมนวัตกรรมใหม่ กลุ่มอุตสาหกรรมเหล็กมีแผนส่งเสริมการพัฒนา
ferro coke ซึ่งใช้เป็นวัตถุดิบในการถลุงเหล็กอันเป็นนวัตกรรมใหม่ที่จะช่วยลดการใช้
พลังงานนอกเหนือไปจากโครงการ COURSE50รูปที่ 3 แนวคิดพื้นฐานสาหรับยุทธศาสตร์ระยะยาวเพื่อลดภาวะโลกร้อนของสมาพันธ์
เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญีป่ ุ่น (3-Ecos + การพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรม
ใหม่)รู ปที่ 4 การเปลี่ ย นผ่ า นของโครงการความร่ ว มมื อ ระหว่ า งประเทศเพื่ อ สนั บสนุ นกระบวนการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม
รูปที่ 5 การเปรียบเที ยบศั ก ยภาพในการประหยัด พลั ง งานของอุต สาหกรรมเหล็ กระหว่างประเทศ (2011)ภาพที่ 1 ผลิตภัณฑ์เหล็กที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
รูปที่ 6 การพัฒนาผลิตภัณฑ์ เหล็กกาลังสูง และการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ มีศักยภาพใน
อนาคตตารางที่ 1 เป้าหมายสาหรับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดย 3-Ecos ในอุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่น
มาตรการในอนาคตเพื่อบรรเทาภาวะโลกร้อนของอุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศ
ญี่ปุ่น
เป้าหมายของข้อตกลงปารีสคือ “ต้องควบคุมการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยของโลก
ไม่ให้เพิ่มขึ้นเกินกว่า 2 องศาเซลเซียส จากระดับอุณหภูมิก่อนยุคอุตสาหกรรม (above
pre-industrial levels)” จากเป้าหมายดังกล่าวที่ว่านีจ้ ึงจาเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนา
เทคโนโลยีการถลุงเหล็กให้มีนวัตกรรมที่ล้าสมัยเกินกว่าเทคโนโลยีที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน
3รวมถึง เทคโนโลยีที่ อยู่ในช่วงของการวิจัยและพัฒนาให้ล้ าสมัยมากยิ่ง ขึ้น และด้ว ยสถานการณ์ดังกล่าวทาให้อุตสาหกรรมเหล็กแห่งญี่ปุ่นกาลังพยายามอย่างเต็มที่ในการ
พัฒนาโครงการ COURSE50 ผลิตภัณฑ์ ferro coke และเทคโนโลยีการถลุงเหล็กอื่นๆ
ที่เป็นนวัตกรรมเพื่อให้สามารถใช้งานได้จริงในปี 2030 และเมื่อเทคโนโลยีเหล่านี้ถูก
นาไปใช้งานจริง การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการใช้ทรัพยากรธรรมชาติกค็ าดว่าจะลดลง 10% จากระดับการปล่อยมลพิษในปัจจุบัน (ไม่รวมถึงกระบวนการที่ช่วย
ในการลดการปลดปล่ อยก๊า ซคาร์ บอนไดออกไซด์ ด้วยการดัก จับและจัด เก็บตามวิ ธีปฏิบัติในปัจจุบัน)ในปัจจุบันวิธีการใช้เตาหลอมเหล็กทรงสูง (blast furnace method) ยังเป็น
วิธีการหลักที่ใช้ในการถลุงเหล็กทั้งในแง่ทางเศรษฐกิจและทางเทคนิค ดังนั้นจึงมีความ
จาเป็นต้องส่งเสริมการสร้างเทคโนโลยีการถลุงเหล็กที่มีการการปล่อยคาร์บอนต่าซึ่งตั้ง
บนสมมติฐานที่ว่าเตาหลอมเหล็กทรงสูงจะยังคงมีการใช้ต่อไปในอนาคต อย่างไรก็ตาม
มีความเป็นไปได้ค่อนข้างยากที่จะบรรลุระดับอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกในระยะยาวตามที่
กาหนดไว้ในข้อตกลงปารีสด้วยการใช้มาตรการดังกล่าวเท่านั้น ดังนั้นจะต้องมีการ
พัฒนาเทคโนโลยีที่ล้าสมัยกว่าเทคโนโลยีที่กาลังวิจัยและพัฒนาอยู่ (อ้างอิงถึง โครงการ
แนะนาเทคโนโลยีนวัตกรรมใหม่ที่ล้าสมัยที่สุด แสดงในรูปที่ 7)ในท้ายที่สุดนี้ด้วยจะมีการใช้ประโยชน์จากความรู้ที่ได้จากการพัฒนาโครงการCOURSE50 และผลิตภัณฑ์ ferro coke เป็นหลัก อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศ
ญี่ปุ่นกาลังมีการส่งเสริมการพัฒนาในหลักสามประการคือ : เทคโนโลยีการถลุงเหล็ก
ด้วยวิธีการลดปริมาณของธาตุไฮโดรเจน หรือ hydrogen-reduction ซึ่งจะช่วยให้
กระบวนการถลุงเหล็กปลอดมลพิษ (zero-emissions; CCS (carbon capture andsequestration หรือ การดักจับและการคัดแยกคาร์บอน) ซึ่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่
ปล่อยออกมาจากกระบวนการถลุงเหล็กจะถูกแยก และจัดเก็บไว้ และการดักจับและ
การใช้ประโยชน์จากคาร์บอน หรือ Carbon Capture and Utilization CCU ซึ่งจะได้
ประโยชน์จากการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบสาหรับการผลิต
เนื่องจากไฮโดรเจนที่จะใช้ในกระบวนการถลุงเหล็กแบบการลดปริมาณของธาตุ
ไฮโดรเจน หรือ hydrogen-reduction ไม่เพียงแต่ใช้เป็นวัตถุดิบสาหรับการถลุงเหล็ก
แต่ยังใช้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงสาหรับรถยนต์และในภาคส่วนอื่นๆ อีกด้วย เงื่อนไขที่สาคัญ
จึงมุ่งพัฒนาปรับปรุงเทคโนโลยีและอุปกรณ์เพื่อการผลิตไฮโดรเจนในฐานะที่เป็นแหล่ง
พลังงานสาหรับโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรมและสังคม โดยเฉพาะอย่างยิ่งความ
ต้องการหลักของไฮโดรเจนที่ใช้สาหรับผลิตเหล็ก ซึ่งวัตถุดิบพื้นฐานคื อวัตถุดิบที่ไม่
ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอน และต้องมีการจัดหาในต้นทุนที่ต่าและมีเสถียรภาพ ยิ่งไปกว่า
นั้นในการใช้งานการดักจับและการกักเก็บคาร์บอน หรือ Carbon Capture andSequestration (CCS) ในทางปฏิบัติจาเป็นที่จะต้องแก้ปัญหาต่าง ๆ นอกเหนือจาก
งานด้านเทคโนโลยี เช่นการรักษาความปลอดภัยของพื้นที่เก็บคาร์บอนไดออกไซด์, การเปิ ด กว้ า งทางสั ง คม, องค์ ก รที่ ด าเนิ น โครงการและรั บ ภาระทางด้ า นการเงิ นนอกเหนื อ จากการพัฒนาเทคโนโลยี เ พื่อ ให้ได้ ก ารขนส่ง ต้ น ทุน ต่ า และการจัด เก็ บคาร์บอนไดออกไซด์จานวนมาก รูปที่ 7 แสดงแผนงานสาหรับการพัฒนาเทคโนโลยีที่
ล้าสมัย

จากเทคโนโลยีขั้นสูงดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ในอนาคตเพื่อให้ญี่ปุ่นบรรลุเป้าหมายระยะ
กลาง (ค.ศ 2030) ตามที่ ร ะบุ ไ ว้ ใ นข้ อ ตกลงปารี ส กลุ่ ม อุ ต สาหกรรมจะส่ ง เสริ ม“แผนการดาเนินการเพื่อให้บรรลุการลดการปลดปล่อยคาร์บอนสู่สังคม” อย่างต่อเนื่อง
ในขณะเดียวกันเป้าหมายระยะยาว (หลัง ปี 2030) ได้กาหนดเป้า หมายในการผลิ ต“เหล็กกล้าไร้การปลดปล่อยคาร์บอน (zero-carbon steel)” ซึ่งจะช่วยสนับสนุน
ความคิดริเริ่มสาหรับมาตรการบรรเทาภาวะโลกร้อนในระยะยาวโดยผ่านการส่ง เสริม
ทางด้านผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (eco-products) กระบวนการผลิตที่เป็น
มิตรกับสิ่งแวดล้อม และกระบวนการแก้ปัญหาที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม รวมไปถึงการ
พัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมด้านการถลุงเหล็ก

รูปที่ 7 แผนงานเพื่อการพัฒนาด้านเทคนิคสาหรับเทคโนโลยีล้าสมัย
ความคิดริเริ่มสู่การลดภาวะโลกร้อนอย่างยั่งยืน
อุตสาหกรรมเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่นได้จัดการกับปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมโดยใช้
4

Fig. 1 Development of Eco-processes in the Japanese Steel Industry

’70s

’80s

First oil crisis’90s● Innovation and improved

’00s

’10s

Kyoto Protocol

Artificial intelligence, improved
logistics efficiency

efficiency of process

Continuous casting, continuous Pulverized coke injection, Next-generationcoal moisture control
coke-oven technology
annealing and processing line
● Effective utilization ofGas holder, gas turbine
compound power generation

byproduct gas● Recovery of

Blast furnace top-pressure recovery
waste energy turbine, coke dry quenching

Regeneration
burner● Recycling use ofwaste material

Waste plastics, used
tire, dust, sludge

Fig. 2 International Comparison of Unit Energy Consumption
in the Steel Industry
Index set Japan as 100 (unit consumption per ton of steel produced)
140
130

116

117

Korea Germany China

UK

120
110
100

100

103

109

122

123

France Brazil

India

119

128

130

Russia

USA

90
80
70

Japan

Source: RITE-Estimate of Unit Energy Consumption for 2015; Conversion to indices by
the Japan Iron and Steel Federation

Fig. 3 Basic Concept for Long-term Measure to Mitigate Global Warming in the Japan
Iron and Steel Federation (Three ecos+Innovative technology development)
Eco-process

Further improvement of world-classenergy use efficiency in iron- andsteelmaking processes

Eco-productContribution towards CO2 emissions
reduction at the stage of steel application as theend product through supply of high-performancesteel products-eco-products are indispensable
in structuring low-carbon society

Eco-solution

Contribution towards CO2 emissions reduction
on a global scale through transfer of Japanese
steel industry’s world-class energy-saving
technologies mainly to developing nations
and their diffusion in those nations

Innovative technology: COURSE50, ferro coke
Extremely-innovative technology: hydrogen-applied reduction process, CCS, CCU

5

Fig. 4 Transition in International Cooperation Programs to Support Eco-solutions
2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

Japan-China Steel Industry Environmental Protection and Energy Conservation Technology Conference (2005~)
The Public and Private Collaborative Meeting between
Indian and Japanese Iron and Steel Industry (2011~)

Bilateral and regional
cooperation programs

ASEAN-Japan Steel
Initiative (2014~)

Multilateral
cooperation
programs

APP (Asia Pacific Partnership)
Steel TF (2006~2010)

ENCO (Environment Committee) (~2009)

GSEP (Global Superior Energy Performance
Partnership) Steel WG (2010~2015)

EPCO (Environmental Policy
Committee) (2010~2013)

ECO (Environment Committee)(2014~)“CO2 Breakthrough Program”: Participating with COURSE50 (2003~)
CO2 Data Collection (2007~)

International Cooperation
Programs (World Steel
Association and others)

Development of ISO 14404 (2009~)• ISO 14404-”International standard for the calculation of CO emission from steel plants”• Issue of the standard for steel plant with blast furnace and electric arc furnace in22013 and steel plant with electric arc furnace and DRI facility in 2017

Fig. 5 International Comparison of Energy Saving Potentials in the Steel Industry (2011)
7

0.45

9

6

3

3

2

0.30

6

0.25
0.20

3

0.15

GJ/t steel

4

EJ

EJ

6

GJ/t steel

0.35

5

0.10

1
0

9

0.40

0.05
World China

0

0.00

CDQ (or advanced wet quenching)0OECD Russia Ukraine United Brazil
Korea Japan Canada South
Other
EuropeStatesAfricaCOG recovery
Blast furnace improvement
Improved BOF gas recovery
Switch from OHF to BOF
India

Efficiency power generation from BF gas

Reduced electricity use from continuous casting

Source: Energy Technology Perspective 2014 of IEA

Photo 1 Steel products conducive to reducing CO2 emissions
Motors for hybrid and electric vehicles:
Improved fuel efficiency, higher output
and downsizing of motors attained by
the use of high-efficient, non-oriented
electrical steel sheet

Automobile and industrial machinery parts:
Multi-stepping, downsizing and lighter weight oftransmission gears attained by the use of high-strength
gear steel→Improved fuel efficiency

6

Savings potential (GJ/t steel)Fig. 6 Development of High-strength Steel Products and Future Development Potential
1960s

1970s

High economic
growthFuel efficiency
improvement

Automotive steel sheet

0

1

1990s

Collision safety

Global warming

High-strength steel~440 MPa
grade

Mild steel(ease of processing)

Bridge cable
2

1980s

3

2000s

2010s

Kyoto Protocol

Paris Agreement

Change in social background and need

Steel cord
4

Extrahigh-strength steel
780~980 MPa
1,180 MPa
grade
grade~~580 MPa
grade

Potential for higher tensile strength
Piano wire
Theoretical tensile strength: 10.4 GPa
5
6
7
8
9
10
11
Tensile strength (GPa)Table 1 Targets for CO2 Emissions Reduction by the Use of Three Ecosin the Japanese Steel Industry
Phase II
Phase I(~2030)(~2020)9,000,000 tons-CO2
5,000,000 tons-CO2*
Eco-process(reduction from BAU)
(reduction from BAU)
Eco-solution
80,000,000 tons-CO2
70,000,000 tons-CO2
Eco-product34,000,000 tons-CO2
42,000,000 tons-CO2*Of the emissions reduction target of 5,000,000 tons-CO2, while concentrating on the reductionof 3,000,000 tons-CO2 by means of energy savings and other self-efforts, the emissions
reduction attained by the increased collection of plastic wastes and other waste materials
compared to the FY2005 collection return is to be counted as the emissions reduction return.
Implementation of Plan toAchieve Low Carbon Society

Fig. 7 Roadmap towards (Scenario for) Development of Extremely-Innovative Technologies
Technological development peculiar to the steel industry
Hydrogen-applied reduction method in blast
COURSE50
furnace process (hydrogen inside steelworks)
Hydrogen-applied reduction method in blast
Super COURSE50
furnace process (hydrogen outside steelworks)
Hydrogen-applied
Hydrogen-applied reduction process
reduction process
without use of blast furnace
CCS

Recovery of CO2 from blast furnace gas

2010

2030

Development
Stepping-up

Development
Stepping-up

Development

Conversion of CO2 arising at steelworks
to valuables
CCS: Carbon capture and sequestration CCU: Carbon capture and utilization
Technological development for socially common infrastructure
Zero emissions in system power supply by use of
Zero emissions at
nuclear power and renewable energy
power source
Low-cost mass production technology by use of nuclear
Carbon-free
power and renewable energyhydrogen
CCU

CCS/CCU

2020

Development of low-cost storage technology, selectionof burying site, conversion to valuables

7

Development

2040

2050

2100

Practical
operation

Development

Practical
operation
Practical
operation
Practical
operation

Development

Practical
operation

Development

Practical
operation

Development

Practical
operation

(หน้า 5 ~ 8)บทความประจาฉบับ: การรีไซเคิลและการประเมินวัฏจักรของผลิตภัณฑ์เหล็ก (2)ผลิตภัณฑ์ ซึ่งขอบเขตของระบบภายในมาตรฐานที่เพิ่งถูกจัดตั้งใหม่นั้นจะครอบคลุม
กระบวนการต่างๆ ตั้งแต่กระบวนการการขุดวัตถุดิบจนถึงกระบวนการขนส่งสินค้า โดยคานึงถึงผลที่ได้จากการรีไซเคิลจากการนาเศษเหล็กกลับมาใช้ใหม่ (รูปที่ 1) ในกรณีที่
ทาการคานวณค่า LCI ตามหลักมาตรฐาน ค่า LCI จะได้มาจากการใส่ค่า LCI (B1) ที่เกิดขึ้นจาก scrap input และค่า LCI (B2, ค่าลบ) ที่เกิดขึ้นเนื่องจากการกูค้ ืนเศษเหล็ก
เข้าไปยังค่า LCI (A) ซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการตั้งแต่การขุดหาวัตถุดิบไปจนถึงการจัดส่ง
ผลิตภัณฑ์ (รูปที่ 2)สมาพันธ์หล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น และสมาคมเหล็ก โลกได้รวบรวม
ข้อมูลผลการดาเนินงานของบริษัทที่เป็นสมาชิกอุตสาหกรรมเหล็ก ทั้งในประเทศและ
ต่างประเทศทั่วโลกเพื่อทาการคานวณและเผยแพร่ค่าเฉลี่ยของค่าศักยภาพในการทาให้
เกิดภาวะโลกร้อนหรือ global warming potential (GWP) ของผลิตภัณฑ์เหล็ก โดยข้อมูล GWP นี้ได้ถูกเผยแพร่ในเว็บไซต์ของทั้งสององค์กรข้างต้น
ในสามบทต่อไปนี้จะมีการแนะนาที่มาและความสาคัญตลอดจนแนวคิดพื้นฐานของ
มาตรฐาน (The Standard) ดังกล่าว

มาตรฐานวิธีการคานวณ LCI สาหรับผลิตภัณฑ์เหล็กและการ
พัฒนามาตรฐานในประเทศญี่ปุ่น
โดย Tomohisa Hirakawa
รองประธาน คณะกรรมการด้า นเหล็ กก่อสร้างเพื่อความเป็น มิตรกั บสิ่งแวดล้อม
สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น
การกาหนดมาตรฐานวิธีการคานวณ LCI โดยคานึงถึงผลจากการรีไซเคิล
ในการประเมินผลกระทบด้านสภาพแวดล้อมของผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิดที่ใช้ใน
ชีวิ ต ประจ าวั น ของเรา การที่ เ ราให้ ความสนใจเพีย งขั้ น ตอนของการผลิ ต และการ
ประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์อาจจะไม่เป็นเพียงแนวทางที่สามารถนาไปพิจารณาประสิทธิภาพ
ด้านสิ่งแวดล้อมได้อย่างครบถ้วน ฉะนั้นจึงมีความจาเป็นที่จะต้องประเมินผลกระทบ
ของผลิ ต ภั ณ ฑ์ ที่ ส่ ง ผลต่ อ สิ่ ง แวดล้ อ มตลอดทั้ ง วั ฎ จั ก รชี วิ ต ของผลิ ต ภั ณ ฑ์ นั้ น ๆ ซึ่ งครอบคลุมตั้งแต่ กระบวนการการขุดวัตถุดิบ การผลิต การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์และ
การรีไซเคิลผลิตภัณฑ์ที่ได้มีการทิ้งไปเรียบร้อยแล้ว ซึ่งนั่นคือการประเมินวัฏจักรชีวิต
หรือ lifecycle assessment (LCA) อันมีความสาคัญต่อการประเมินประสิทธิภาพด้าน
สิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์นั่นเอง
ผลิตภัณฑ์เหล็กเกือบทั้งหมดจะถูกนากลับมาใช้ใหม่โดยรวบรวมไว้ในรูปของเศษ
เหล็ก เช่นการนาเศษเหล็กหลังจากกระบวนการผลิตรถยนต์หรือผลิตภัณฑ์ชนิดอื่นๆ
กลับมาใช้ใหม่ ซึ่งกระบวนการนากลับมาใช้ใหม่นี่จะเกิดขึ้นซ้าๆจนกว่าตัวเหล็ก จะสิ้น
อายุการใช้งานที่เหลือ เศษเหล็กเหล่านี้จะถูกนากลับมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นปลายตัว
ใหม่อีกครั้ง (new end products) โดยทั้งนี้กระบวนการดังกล่าวจะเกิดขึ้น ได้กับ
ผลิตภัณฑ์หลายๆตัวณ ปัจจุบันก็ยังไม่มีการจัดทามาตรฐานเพื่อใช้ประเมินภาระด้านสิ่งแวดล้อมตลอด
ทั้งวัฎจักรชีวิตของเหล็ก รวมไปถึงมาตรฐานการรีไซเคิลเศษเหล็ก ดังนั้นเพื่อรับมือกับ
สถานการณ์ดังกล่าวจึงได้มีการนามาตราฐาน ISO 20915 “วิธีการคานวณบัญชี
รายการวัฏจักรชีวิต หรือ Life cycle inventory calculation methodology forsteel products” และ JIS Q 20915 “วิธีการคานวณบัญชีรายการวัฏจักรชีวิต หรือLife cycle inventory calculation methodology for steel products” (ต่อไปนี้
จะเรียกว่า “มาตรฐาน”) มาใช้เป็นเกณฑ์ในการประเมิน ภาระด้านสิ่งแวดล้อมของวัฎ
จักรชีวิตในผลิตภัณฑ์เหล็ก
มาตรฐานดังกล่าวมีต้นแบบมาจากวิธีการคานวณ LCI ที่จัดทาโดยสถาบันเหล็ก
และเหล็ก กล้า ระหว่ างประเทศ (ปั จจุบัน คื อสมาคมเหล็ กโลก หรื อ World Steel
Association โดยจัดระเบียบวิธีการคานวณบัญชีรายการวัฏจักรชีวิต (LCI) ขึ้นในปี
1997 ซึ่งคานึงถึงการรีไซเคิลเศษเหล็กจากผลิตภัณฑ์เหล็กและเหล็กกล้าโดยใช้รายงาน
ระเบียบวิธีวิจัย (methodology report) ที่เผยแพร่โดยตัวสถาบันเอง และในปี 2015สมาพันธ์หล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น ได้เสนอต่อคณะกรรมการเทคนิค ISO
TC/17 ในเรื่องมาตรฐานของวิธีการคานวณ LCI ซึ่งนาไปสู่การจัดทา ISO 20915“วิธีการคานวณบัญชีรายการวัฏจักรชีวิต หรือ Life cycle inventory calculation
methodology for steel products” ในเดือนพฤศจิกายน 2018 และ JIS Q 20915
ที่มีเนื้อหาหมือนกันกับเนื้อหาของเดือนมิถุนายน 2019ในขณะที่ขอบเขตของระบบเดิม (ช่วงที่ใช้สาหรับการคานวณ LCI) ที่ใช้ในวิธีการค านวณ LCI ครอบคลุ ม ตั้ ง แต่ ก ระบวนการการขุ ด หาวั ต ถุ ดิ บไปจนถึ ง การจั ด ส่ งรูปที่ 1 ขอบเขตของระบบที่ใช้ในการคานวณค่า LCIรูปที่ 2 วิธีการคานวณ LCI ที่ถูกนามาใช้ในมาตราฐาน JIS Q 20915
ลักษณเด่นของการรีไซเคิลเหล็ก
คุณสมบัติที่สาคัญที่สุดของมาตรฐาน (The Standard) จะขึ้นอยู่กับการพิจารณาถึ ง ลั ก ษณะเฉพาะของผลการรี ไซเคิ ล ที่ มี ต่ อ ผลิ ต ภั ณ ฑ์ เ หล็ ก เมื่ อ กล่ า วถึ ง ข้ อ ดี ข องเหล็กในแง่ของการรีไซเคิล เราสามารถที่จะมองเห็นข้อดี 5 ประการต่อไปนี้ ซึ่งเป็นการ
รีไซเคิลแบบครบวงจร (ซึ่งสามารถพบเห็นได้บ่อยครั้งกับทุก ๆผลิตภัณฑ์ขั้นปลาย) ของผลิตภัณฑ์เหล็ก
• ง่ายต่อการคัดแยก
เป็นที่รู้กันดีว่าแม่เหล็กสามารถดึงดูดเหล็กได้ แม้ว่าผลิตภัณฑ์เหล็กจะถูกกาจัด
อย่างปะปนกัน กับขยะอื่น แต่เราสามารถที่จะคัดแยกเหล็กออกจากขยะชนิดอื่น ได้อย่างง่ายดายด้วยการใช้แม่เหล็ก (รูปที่ 3)• การจัดระเบียบการรีไซเคิลตามกลไกตลาดในเชิงเศรษฐศาสตร์
เศษเหล็กไม่ใช่ของขยะแต่เป็น “สิง่ ที่มีค่า” เศษเหล็กจึงได้เข้าไปอยู่ในระบบการค้า
ทั่วโลกซึ่งเป็นไปตามหลักการของการตลาด (รูปที่ 4)• ภาระด้านสิ่งแวดล้อมที่ลดน้อยลงในช่วงของการผลิตซาจากเศษเหล็ก
เมื่อสินแร่เหล็ก (iron ore) ได้ถูกเปลี่ยนให้กลายเป็นเหล็ก (from iron to iron)เรี ย บร้ อ ยแล้ ว ในกระบวนการผลิ ต เหล็ ก ซ้ าในครั้ ง ถั ด ไป ภาระหรื อ ผลเสี ย ด้ า นสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นในขั้นตอนของการนาเศษเหล็กกลับมาใช้ใหม่ (from steel tosteel) จะถูกควบคุมให้ลดน้อยลง (from steel to steel) และยิ่งไปกว่านั้นเหล็กยัง
สามารถที่จะผ่านกระบวนการผลิตซ้าได้หลายๆ รอบโดยปราศจากภาระหรือผลเสีย
ด้านสิ่งแวดล้อมในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตซ้าอีกด้วย (รูปที่ 5)• การเสื่อมคุณภาพในระหว่างกระบวนการผลิตซาน้อย
ในขั้นตอนของการผลิตซ้าจากเศษเหล็กให้เป็นเหล็ก สิ่งเจือปนส่วนใหญ่ที่ปะปน
อยู่ในเศษเหล็ก สามารถถูกแยกออกเป็นตะกรันและก๊าซได้ (slag and gas) ส่วนสารไม่
พึงประสงค์ที่ไม่สามารถแยกออกได้ในระหว่างกระบวนการผลิตซ้าสามารถทาให้เจือ
จางได้โดยการเติมเหล็กหลอมเหลว (molten iron) เพื่อให้เหล็กที่ถูกนาไปผ่าน
กระบวนการผลิตซ้ายังคงรักษาคุณภาพไว้ (รูปที่ 6)8• ความสามารถในการผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กที่หลากหลายจากกระบวกการผลิตซา
โครงสร้างทางจุลภาคของเหล็กที่ผ่านกระบวนการผลิตซ้าจะถูกจัดเรียงโครงสร้าง
ใหม่ในขั้นตอนการหลอมรวมเศษเหล็กขึ้นมาใหม่ (re-melting the scrap) โดยเหล็กที่
ได้สามารถนาไปแปรรูปได้ เป็นผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิดหลากหลายประเภท โดยใช้
เทคโนโลยีการควบคุมโครงสร้างทางจุลภาคหรือ microstructure control (รูปที่ 7)รูปที่ 9 การหมุนเวียนของผลิตภัณฑ์เหล็กและเหล็กกล้าในโลก
แนวคิดการคานวณ LCI สาหรับผลิตภัณฑ์เหล็ก
วีธีการคานวณบัญชีรายการวัฏจักรชีวิต หรือ Life Cycle Inventory (LCI) ของผลิตภัณฑ์เหล็กสามารถอธิบายได้โดยการกาหนดค่า LCI ของสินแร่เหล็ก เป็น Xpr; ค่า
LCI ของเศษเหล็ก (steel scrap) เป็น Xre; อัตราการกู้คืนเศษเหล็กเพิ่มอธิบายความ
แตกต่าง หรือ อัตราการรีไซเคิล (scrap recovery rate) เป็น R และผลผลิตเหล็กกล้า
หลอมเหลว (molten steel) ที่ได้จากกระบวนการฟื้นฟูเศษเหล็กเป็น Y หลังจากนั้น
ทาการสมมติค่า Xpr = 2.0 (t-CO2); Xre = 0.5 (t-CO2); R = 0.9 และ Y = 0.9 โดยค่าสมมติภายในรูปที่ 10 จะได้มาจากการจาลองผลโดยการแทนค่าด้วยตัวแปรข้างต้น
ตามลาดับลงในแบบจาลอง โดยมีจุดประสงค์เพื่อที่จะได้เข้าใจถึงแนวคิดพื้นฐานของLCI (รูปที่ 10)คาถามต่อมาคือ แล้วในกรณีที่มีการใช้ทั้งเตา BF และเตา EAF ในการผลิตเหล็ก
หรือเหล็กกล้า เราจะสามารถคานวณหาค่า LCI ของผลิตภัณฑ์เหล็ก ได้ด้วยวิธีการ
เช่นใด สมควรหรือไม่ที่เราจะคานวณค่า LCI ผ่านวิธีแบบใช้เตา BF หรือเตา EAF เพียง
วิธีใดวิธีหนึ่ง หรือควรที่จะคานวณค่า LCI ด้วยวิธีการคิดแบบเชื่อมโยงกันซึ่งเป็นการ
รวมทั้งสองวิธีเข้าด้วยกัน อันเนื่องด้วยเหตุผลที่ว่า เศษเหล็กที่ใช้ภายในเตา EAF นั้นย่อมต้ องเคยผ่า นการถลุ งในขั้ นตอนของการเปลี่ ยนสิ นแร่เ หล็ก ให้เ ป็นเหล็กกล้า ซึ่ งจะต้องผ่านการใช้เตา BF มาแล้วทั้งสิ้น จึงไม่อาจปฏิเสธได้ถึงความสัมพันธ์บางอย่าง
ระหว่างเตาสองประเภทนี้ ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะเลือกใช้ เพียงวิธีใดวิธีหนึ่ งดังนั้นแล้วทั้งสองวิธีดังกล่าวจึงได้ถูกจับรวมกันกลายเป็นวิธี การแบบเชื่อมโยงกัน จึงมิใช่เรื่องแปลกหากเราจะหาค่า LCI ของทั้งสองวิธีข้างต้น ด้วยการใช้ค่า LCI เฉลี่ยรวม
ของผลิตภัณฑ์เหล็ก (รูปที่ 11)
ค่า LCI จาเป็นจะต้องถูกคานวณใหม่ทุกครั้งของการรีไซเคิล เป็นผลให้ในท้ายที่สุด
ค่าของ LCI จะค่อยๆเขยิบจาก 2.0 (t-CO2) กลายมาเป็น 0.79 (t-CO2) ซึ่งภายใน
มาตรฐาน (The standard) ได้กาหนดให้ค่าสุดท้ายนี้เป็นค่าเฉลี่ยวัฏจักรชีวิต ของผลิตภัณ ฑ์เหล็ก ดังแสดงในรู ปที่ 12 มาตรฐานได้ระบุให้ค่าสุด ท้ายนี้ (ค่าวงจรชีวิ ตเฉลี่ย) เป็นค่า LCI ของผลิตภัณฑ์เหล็ก (รูปที่ 13)จากแนวคิดพื้นฐานข้างต้น LCI สามารถคานวณได้โดยการใช้สมการ LCI = Xpr R･Y (Xpr-Xre) แต่อย่างไรก็ดีปัจจัยด้านการใช้เศษเหล็กไม่ได้ถูกนามาพิจารณาร่วมกับ
สมการดังกล่าวด้วย หรือกล่าวได้ว่า LCI นั้นมีค่าเหมือนกันทุกประการโดยไม่คานึงว่า
จะใช้เตา BF หรือ EAF ในการผลิต โดยที่ค่า LCI ของผลิตภัณฑ์เหล็กภายในมาตรฐาน
(The standards) จะอยู่ในรูปของ Xpr = A + B1, - R･Y (Xpr - Xre) = B2. (รูปที่
14)รูปที่ 3 การใช้แม่เหล็กแยกผลิตภัณฑ์เหล็กออกจากเศษวัสดุประเภทอื่นๆ
รูปที่ 4 การรีไซเคิลเศษเหล็กภายใต้ระบบเศรษฐกิจแบบตลาด (Market Economy)รูปที่ 5 ภาระด้านสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์เหล็กที่ผ่านกระบวนการผลิตซ้า
รูปที่ 6 การควบคุมคุณภาพในระหว่างกระบวนการผลิตซ้า
รูปที่ 7 การควบคุมโครงสร้างทางจุลภาคเพื่อให้เกิดคุณสมบัติของเหล็กที่หลากหลาย
การใช้งานร่วมกันของเตาหลอมทรงสูง หรือ Blast Furnace (BF) และเตาอาร์ค
ไฟฟ้า หรือ Electric Arc Furnace (EAF)วิธีการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าสามารถแบ่งได้แบบคร่าวๆ คือ วิธีการหลอมด้วยเตา
หลอมทรงสูง (BF) และวิธีการใช้เตาอาร์คไฟฟ้า (EAF) สาหรับการผลิตเหล็กด้วยเตา
BF นั้น เหล็กดิบ (pig iron) ส่วนใหญ่จะถูก ผลิตจากสินแร่เหล็ก (iron ore) โดยปริมาณคาร์บอนที่อยู่ในเหล็กหลอมละลาย (molten iron) จะถูกควบคุมด้วยการใช้
เตาออกซิเจนพื้นฐาน หรือ basic oxygen furnace (BOF) ส่วนการผลิตเหล็กกล้าด้วย
การใช้เตา EAF จะเป็นการนาเศษเหล็ก (steel scrap) เข้ามาหลอมใหม่โดยการให้
ความร้อนด้วยการอาร์คและจะมีการปรับองค์ประกอบทางเคมีในระหว่างการผลิตเหล็ก
สาหรับการผลิตเหล็กด้วยเตา BF ยังพบกรณีที่มีการนาเศษเหล็กมาใช้เพื่อลดต้นทุนใน
การผลิต และการผลิตเหล็กด้วยเตา EAF ก็พบว่ามีหลายกรณีที่นาเหล็กดิบมาใช้เพื่อ
ช่วยรักษาระดับคุณภาพของเหล็กเช่นกัน (ดูรูปที่ 10)รูปที่ 8 แสดงการผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กทั่วโลกตั้งแต่ปี 2000 โดยใช้เตา BF และเตา
EAF จะเห็นว่าการผลิตโดยใช้เตา BF มีความนิยมมากกว่าการใช้เตา EAF และจะ
สังเกตได้ว่าการผลิตโดยใช้เตา BF สามารถที่จะตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้น ของผลิตภัณฑ์เหล็กได้ เหตุผลคือแร่เหล็ก (iron ore) สามารถขุดหาได้มากตามที่ต้องการ
ในขณะที่ปริมาณเศษเหล็ก (steel scrap) จะมีอยู่อย่างจากัดเนื่องจากปริมาณเศษ
เหล็กเหลือใช้ยังมีไม่มากพอ
ด้วยวิธีนี้เศษเหล็ก (steel scrap) สามารถนากลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ทั้งกับเตา BF และ EAF ในขณะเดียวกันปริมาณการบริโภคเหล็กที่ผลิตขึ้นจากเตา BF
และ BOF ก็มีการบริโภคขึ้นอย่างต่อเนื่องในประเทศที่พัฒนาแล้วอย่างเช่น ประเทศ
ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกาและในยุโรปมีค่าอยู่ที่ประมาณ 10 ตันต่อหัว แต่กลับกันปริมาณ
การบริโภคเหล็กต่อหัวเฉลี่ยทั่วโลกมีค่าประมาณอยู่ที่เพียง 4 ตันเท่านั้น (รูปที่ 9) หากพิจารณาเรื่องความเหมาะสมในด้านของต้นทุนแล้ว เชื่อว่าการผลิตเหล็กด้วยเตา BF
และ EAF อันเป็นการผลิตที่มีการบริหารจัดการวัตถุดิบ (จะมีการนาวัตถุดิบที่ได้จาก
เตาหลอม BF ไปเป็นวัตถุดิบผสมในเตา BAF และในทางกลับกันวัตถุดิบที่ได้จากเตา
BAF ก็จะถูกนาไปเป็นวัตถุดิบผสมในเตา BF ด้วยเช่นกัน ซึ่งเป็นวิธีการหนึ่งในการลด
ต้นทุนด้านวัสดุ) ก็ยังคงจะดาเนินต่อไป ภายใต้การคาดการณ์ที่ว่าการผลิตเหล็กด้วยเตา
BF จะมีบทบาทสาคัญในการขับเคลื่อนให้เกิดการบริโภคเหล็กที่เพิ่มมากยิ่งขึ้น

รูปที่ 10 LCI ของวัฎจักรชีวิตสาหรับผลิตภัณฑ์เหล็กและเหล็กกล้า
รูปที่ 11 แนวคิด พื้นฐานของการคานวณ LCI สาหรับผลิตภัณฑ์เหล็ก (วัฏจักรชีวิต
เฉลี่ย)รูปที่ 12 แนวคิดของการคานวณ LCI สาหรับผลิตภัณฑ์เหล็กจากการรีไซเคิล
รูปที่ 13 หมายเลขของวัฎจักรชีวิตและการเปลี่ยนสภาพของ LCIรูปที่ 14 ความสัมพันธ์ ระหว่าง LCIs ที่ได้จากสมการพื้นฐานและที่ได้จากสมการใน
มาตรฐาน

รูปที่ 8 การผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กทั่วโลก (ผลิตภัณฑ์เหล็ก จากการใช้เตาหลอมทรงสูง(BF) และวิธีการใช้เตาอาร์คไฟฟ้า (EAF))♦♦♦

9การทาให้แนวคิดด้าน LCI เกิดการแพร่หลายสู่ผลิตภัณฑ์เหล็กในญี่ปุ่น
เพื่อที่จะทาให้แนวคิดพื้นฐานที่ถูกต้องเกี่ยวกับ LCI เกิดการแพร่หลายสู่ผลิตภัณฑ์
เหล็กภายในญี่ปุ่น สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น ได้ส่งเสริมกิจกรรมที่
มุ่งสะท้อนแนวคิดพื้นฐานทีถ่ ูกต้องและสอดคล้องกันกับ JIS Q 20915 ซึ่งระบุไว้ภายใน
มาตราฐาน (The Standards) และเอกสารมาตรฐานซึ่งถูกใช้กันทั่วไปในญี่ปุ่น
โดยมีเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับการประเมินผลภาระด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากความใส่ใจทีม่ ีต่อผลกระทบที่อาจเกิดขึน้ ต่อสิ่งแวดล้อมอันเกิดจากการก่อสร้างอาคาร ของมาตราฐาน
JIS Q 20915 ส่งผลให้เนื้อหาภายในมาตราฐาน JIS Q 20915 ได้รับการตีพิมพ์ให้เป็น
แนวทางสาหรับการก่อสร้างอาคารโครงสร้างเหล็กในหนังสือแนวทางการจัดการการ
ก่อสร้างอาคาร หรือ Guideline for the Management of Building Construction(2019) ซึ่งดูแลโดยสานักเลขาธิการรัฐมนตรีกระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การขนส่ง และการท่องเที่ยว หรือ The Minister’s Secretariat of The Ministry ofLand, Infrastructure, Transport and Tourism
ยิ่งไปกว่านี้ จากเรื่องของมาตรฐานสิ่งแวดล้อม หรือ Environmental ProductDeclaration (EPD) ที่มีหลักมาจากมาตรฐาน ISO 14025 ทางสมาพันธ์จึงได้ร้องขอต่ อ สมาคมการจั ด การสิ่ ง แวดล้ อ มเพื่ อ การอุ ต สาหกรรมญี่ ปุ่ น หรื อ Japan
Environmental Management Association for Industry (JEMAI) เพื่อให้วิธีการ
คานวณ LCI ตามมาตราฐาน JIS Q 20915 อยู่ภายใต้การประเมินของ EPD ซึ่งได้
นาไปสู่การบังคับใช้กฎการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ หรือ Product Category Rules(PCR) เป็นมาตรฐานการประเมินสาหรับ EPD ในเดือนมิถุนายน 2019 ซึ่งมาตรฐาน
ดังกล่าวจะมีผลบังคับใช้กับผลิตภัณฑ์เหล็กและผลิตภัณฑ์เหล็กทุติยภูมิภายในประเทศ
ญี่ปุ่นด้วย

10

Fig. 1 System Boundaries Used in LCI Calculation Methodology
Conventional system boundary
From raw material mining to product shipment

Production ofiron and steel
products

Mining of raw
materials

Application ofsteel products

Service life ofsteel products

System boundary in ISO 20915 and JIS Q 20915
From raw material mining to product shipment in which the recycling effect is taken into account
Production ofiron and steel
products

Mining of raw
materials

Use ofsteel scrap

Application ofsteel products

Service life ofsteel products

Taking into account the recycling effect

Recovery ofsteel scrap

Fig. 2 LCI Calculation Methodology Adopted in JIS Q 20915
Environmental effect (index)
2.0
1.5
Scrap recycling effect

1.0
0.5
0.0

A : LCI covering the process B1 : LCI occurring
B2 : LCI occurring
due to scrap input
from mining of naturaldue to scrap
resources to shipment ofrecoveryiron and steel products(Scrap recycling effect is nottaken into account)

-0.5
-1.0
-1.5

A+B1+B2 :LCI that reflects scrap
recycling effectSource: “Fig. 3 Concept of LCI Calculation for Steel Products” in JIS Q 20915

Fig. 3 Scrap Recycling under Market Economy (2017)
921
(USA)

38,20039,465EU15
29,093

10,403

4,119
(USA)

1,382

CanadaCIS

1,489

1,058 2,458
3,364

Middle East
1,094

451

100
(USA)
494

147

232

3,173
15,016

919

Japan

USA

384
482

206

2,615
Oceania

Transaction volume
Export amount
Area

108

Import amount(Transaction volume
less than 1,000 tons:
Eliminated)

Source: International Steel Statistics Bureau, World Steel Association, the Japan Ferrous Raw Material Association

11425(Africa)
2,292

2,575

664

1,986

(European nations)
4,119

4,636

6,766

4,960 31,349

Africa
2,477

8,208

8,143

Asia

(European nations)
921

2,115

6,792

1,954
1,891

425
(USA)

3,135

4,409

595

5,787

Other
Europeannations
24,875(unit: 1,000 tons)(Middle East)
494

Central andSouth America
2,644Fig. 4 Environmental Burdens Occurring during Regeneration of Steel Products
Iron ore

Naturalresource

Even after the “end products” reach an end of their service life,the “material” used for producing the end product is regenerated
while maintaining the characteristic properties peculiar to iron.

Iron

Iron- andsteelmaking
process

Steelproduct

End of service
life of fabricatedproduct

Fabricated(end)product

Steel
scrap

Iron

Iron- andsteelmaking
process

Steelproduct

Fig. 5 Maintaining of Quality during Regeneration
Gas
phase

Molten
slag

Ce
Nb
Cr

Photo 1 Magnetic separation of used steel
products from waste materials

Photo: The Japan Iron and Steel Federation

Ti

Si

Ca

B

Mn

V

Ni

Molten
metal

Zn

Zn

Pb

Mg

Impurities can be removed
Ca

Mg

Mg
Ca

Al
Ce

Co
Sn

Cu
Mo

Zn

Pb

Co

Ce

Al

Pb Co

Nb
Ti
Tibe removed
Nbthat cannot
B Substance
B
Si
Si
Mn
Mn
V
V
Cu
Cu
Cr
Cr
Fe
Fe
Ni Mo
Ni Mo
Sn
Sn

Ce
B
Fe

Co

Pb
V
Sn

Si
Cr

Al

Nb

Mn

Cu
Ni

Mo

Iron (Fe)Aluminum (Al)
Magnesium (Mg)
Titanium (Ti)
Source: Modification of the “Report 232_269 by Taketo Hiraki et al” submitted at the 23rd
Annual Conference of Japan Society of Material Cycles and Waste Management (2012)

Fig. 6 Microstructure Control to Impart Diverse Properties

Reheating Roughing Finishing
Process Continuous➡ mill➡ Hot leveler ➡ Online water cooling process
casting ➡ furnace ➡ millChange of rolling
temperatures
Reheating RoughrollingFinishrolling

Further reinforcement of toughness by
the combined use of rolling and cooling
CoolingChange of metallic
structures
Grain growth
Accelerated
Intermediate
Slow cooling:
Recrystallization Drawing
controlcooling: Martensite cooling: Bainite Ferrite/Perlite
More than 800 MPa 600~800 MPa 500~600 MPa
Source: Nippon Steel Monthly (June 2007)

12

Fig. 7 Production of Steel Products in the World (Steel Products via Blast
Furnace Method and Electric Arc Furnace Method)

Fig. 10 Concept of LCI Calculation for
Steel Products(Lifecycle Average)(million tons)
1,800■ Other methods

1,600■ Blast furnace method

1,400

CO2 emissions in steel
product lifecycle (t-CO2)=

Average value(t-CO2/t)

Lifecycle productionof steel products (t)■ Electric arc furnace

method

1,200
1,000
800
600

520

530

290

290

560

610

650

750

820

880

880

870

990

1,210
1,210 1,230 1,210 1,200
1,070 1,100

Fig. 11 Concept of LCI Calculation for
Steel Products Based on(∞th recycling)
Recycling
2.00

Environmental burdens occurringfrom steel products (t-CO2)
CO2
0.41
0.33 0.27 0.22
+ CO2 + CO2 + CO2 + CO2 += 0.79(t-CO2/t)
+
+
+
+
+

400
310

320

350

370

400

430

430

360

420

450

450

420

430

400

410

470

0

0.66 0.53 0.43
1.00
0.81
Production of steel products (tons)

Source: World Steel Association

Fig. 8 Circulation of Iron and Steel Products in the World (2018)

e
lim
ne
sto oalecl
Lim king c
Ca
Co
ore
s
ron
illion ton
alce Irun: 100 m
o
t
ir
r
d
a
e
u
c
Produced using N so
redu
lag
Lo
*Directly
natural resource: re
es
ss
ac
n
r
Pig
iron・DRI*
Scrap from obsolete
30
u
f
P
t
u
B
,
s
b
1
350
milliontons
end product
m
uild
lic w
Bla
i
o
illi
n
r
g
k
(external scrap)
s
Mac
con
on
A
s
h
t
S
u
r
i
u
ner
eco
tom
to
c
Steel scraptionyCo ndansobnta
630 million
ine ry pro ile
r
tons
duc
Consumptiontof ferrous
Social steel stock
material
About 32,400 million tons
=4.4 tons/capita
h
C
ls
c
a st
ro
Stee
pro
P
duct
Cru
ct
er
Contain dary produ
steedeSteelnprod loce
S
productbileuAutomo1 ctiomill ,810 n output
n
d
inery
n
E
c
a
ion
M h constructio
1,720
tons
duct
ro
g
p
in
d
il
million to
s
u
k
r
B
wo
ns
Publicdines s cr

es

p

s cra

Xpr =2.0 (t-CO2/t)
Xre =0.5 (t-CO2/t)
Y =0.9RR =0.9

1.60
1.20
0.80

n=∞ → LCI= Xpr - RR･Y (Xpr-Xre)= 0.79 (t-CO2/t)

0.40
0.00
1

I

I

3

I

I

5

I

I

7

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

9 11 13 15 17 19 21 23 25
Lifecycle (numbers)

ap

1,2

Elec

rc
ca
ctri ce ons
Ele furnail ion tm gen
520 oxy e ons
sic ac n t
Ba furn mil io
90

op

Fig. 12 Number of Lifecycle andTransition of LCI
2.00
LCI (t-CO2/t)

200

tric

arc

Fig. 13 Relationship of LCIs between
Basic Equation and Standards’
Equation
LCI= Xpr - RR･Y (Xpr-Xre)

a
furn

lag

ce s

Source: Steel Recycling Research(World Steel in Figures 2019 and World Steel Recycling in Figures 2014-2018)

Xpr【 B2 】【 A + B1 】

Fig. 9 LCI in Lifecycle of Iron and Steel Products
Iron ore
Coal

Iron ore-derived
LCI Xpr: 2.0
Pig iron

0* Basic oxygen
Limestone Blast furnace
furnace
Molten steel
yield during
2.0
regeneration ofsteel scrap Y: 0.9
Steel
Scrap scrap-derived Electric arc Refining
furnaceLCI Xre: 0.5
Recovery*0.5 in terms of calculation

Steel productsContinuous
casting

Continuous
casting

Rolling

Rolling

Application

Application

Plate

H-shape

Strip coilAngle

- RR･Y (Xpr-Xre)

Pipe
Reinforcing
and tube bar

Scrap recycling rate RR: 0.9
Source of Figs. 9~13:
The Japan Iron and Steel Federation

13

(หน้า 9 ~ 12)บทความประจาฉบับ: การรีไซเคิลและการประเมินวัฏจักรของผลิตภัณฑ์เหล็ก (3)เหล็กจาแนกตามประเทศ (ญี่ปุ่น = 100)การรีไซเคิลและอนาคตของวัสดุเหล็ก

การสต็อคเหล็กและความต้องการเหล็กในอนาคต
มีการเสนอแบบจาลองหลากหลายรูปแบบสาหรับการทานายความต้องการวัสดุ
เหล็กในอนาคต หนึ่งในนั้นคือแบบจาลองสมมติฐานความถี่ของการใช้งาน (Intensityof Use (IU) Hypothesis) โดย IU แทนปริมาณการบริโภคโลหะต่อ GDP ดังที่แสดงใน
รูปที่ 2 แสดงกราฟของ IU โดยเส้นกราฟแสดงออกมาในลักษณะเส้นโค้งระฆังคว่าเมื่อ
ประชากรมี ร ายได้ ต่ อ หั ว เพิ่ ม ขึ้ น แบบจ าลองมากมายที่ ถู ก ใช้ เ พื่ อ คาดการณ์ ความต้องการวัสดุเหล็กและแบบจาลองสมมติฐานแบบ IU สามารถคาดการณ์ไปถึงอนาคต
ได้จากการวิเคราะห์ความต้องการในอดีต บนอนุกรมเวลา (time series) และในช่วง
ไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยังได้มีการเสนอและทาการทดสอบแบบจาลองที่มีรากฐานมาจากเรื่อง
การสต็อควัสดุ ซึ่งแบบจาลองดังกล่าวให้แนวโน้ม ที่ใกล้เคียงเป็นอย่างมากกับ กระแส
ของการบริโภคเหล็ก
อายุก ารใช้ งานของผลิ ต ภัณ ฑ์ เหล็ กจะเป็ น ตัว ก าหนดระยะเวลาที่วั ส ดุเ หล็ก จะสามารถถูกเก็บไว้ภายในสต็อคที่ยังมีการใช้งานอยู่ หรือ in-use stock รูปที่ 3 แสดงให้เห็น ถึงความผัน ผวนของสต็อ กเหล็ กในประเทศญี่ปุ่น จากข้อ มูลของสต็อ กเหล็ กจานวน 1.4 พันล้านตัน จะมีเพียง 1 พันล้านตัน ที่เป็นสต๊อกเหล็กที่ยังมีการใช้งานอยู่
หรือ in-use stock ในส่วนของ สต็อกเหล็กของโครงสร้างพื้นฐาน หรือ infra-stock(ตัวอย่างเช่น จานวนวัสดุเหล็กที่มีอยู่ในโครงสร้างพื้นฐานแบบกึ่งถาวรเช่น เขื่อนกั้นน้า
(ดูภาพที่ 1) วัสดุอย่างสมอสลักเกลียว ฯลฯ จะถือเป็นส่วนสาคัญของสต๊อกเหล็กที่ยังมี
การใช้งานอยู่ ส่วนวัสดุส่วนที่เหลือจะถูก กาหนดให้เป็นวัสดุเหล็กที่ไม่ได้ถูกนาไปใช้
เช่นเหล็กที่ถูกทิ้งเป็นซาก (N.B. สต็อกสาหรับทิ้งซาก หรือ obsolete stock (ดูภาพที่
2) ซึ่งยังมีให้เห็นอยู่ตามสถานที่ต่างๆสาหรับใช้เก็บเหล็กที่ยากต่อการเก็บรวบรวม)และ สต๊อกสาหรับวัสดุที่ไม่ใช้งานแล้วแต่ก็มิได้นาไปหลอมผลิตใหม่ หรือ hibernatingstocks (N.B. เนื่ องจากในอนาคตอาจจะมีก ารเพิ่ม ขึ้น ของราคาเหล็ ก หรือ มีก ารเปลี่ยนแปลงไปของปัจจัยอื่ นๆ ดังนั้น เหล็กประเภท hibernating stock จะยังคง
สามารถนาไปหลอมผลิตใหม่ ได้เมื่อต้องการ) สต๊อกที่ยังมีการใช้งานอยู่ หรือ In-use
stock ในประเทศญี่ ปุ่น มี จ านวนถึ ง จุด อิ่ ม ตั ว แล้ ว ตั้ ง แต่ ปี 2000 โดยมี ร ายงานถึ งแนวโน้มที่คล้ายคลึงกันจากประเทศที่พัฒนาแล้ว
จากมุมมองด้านการสต็อควัสดุ หากพิจารณากราฟเส้นโค้งที่เป็นสมมติฐานแบบ IU
ดังที่ได้กล่าวมาข้างต้นจะสามารถพิจารณาได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงแบบกราฟซิกมอยด์
(sigmoidal curve) (รูปตัว S) ที่มีลักษณะการอิ่มตัวเบ้เข้าหาจุดใดจุดหนึ่งบนกราฟ
เสมอเมื่อสมมุติให้จานวนครั้งของการนากลับมาผลิตใหม่ มีค่ามากเข้าใกล้อนันต์ โดยจากข้อเท็จจริงที่ว่าด้วย “วัสดุจะถือได้ว่ามีประโยชน์มิใช่เมื่อถูกบริโภคซื้อขายหากแต่
เมื่อถูกนามาใช้งาน” ดังนั้นแล้วเพื่อให้เกิดความสอดคล้องระหว่างวัสดุและผู้ใช้งาน
ตรงกันมากขึ้น จึงขออธิบายปรากฏการณ์นี้ในรูปที่เกิดการเปลี่ยนแปลงของสต็อควัสดุ
บนอนุกรมเวลา (time-series) ซึ่งแปลเปลี่ยนไปตามปริมาณการใช้วัสดุ และด้วยการ
ประยุกต์ใช้กฎแนวโน้มของความอิ่มตัวซึ่งจะมีลักษณะการอิ่มตัวเบ้เข้าหาจุดใดจุดหนึ่ง
เสมอ จึงได้กาเนินแบบจาลองการขับเคลื่อนด้วยสต็อค หรือ Stock-driven modelและเพื่อให้มีความเฉพาะเจาะจงมากยิ่งขึ้นจึงได้มีการปรับใช้ฟังก์ชั่น Logistic และ
Gompertz เพื่อพัฒนาแบบจาลองการขับเคลื่อนด้วยสต็อค และสามารถคาดการณ์
สต็อคของวัสดุในอนาคตได้
สาหรับแบบจาลองที่ใช้เพื่อทานายความต้องการวัสดุเหล็กในอนาคต ปริมาณของ
เศษเหล็ก ที่เกิดขึ้นจะเป็นตัวแปรสาคัญในการวัดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

โดย Ichiro Daigo and Pasan Dunuwilaภาควิชาวิศวกรรมวัสดุ มหาวิทยาลัยโตเกียว
บทนาอุตสาหกรรมเหล็กสามารถผลิตเหล็กดิบได้มากกว่า 1.5 พันล้านตันต่อปี นับตั้งแต่
ปี 2010 ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมเหล็กสามารถผลิตเหล็กดิบได้ 1.63 พันล้านตันในปี
2017 หากเปรียบเทียบกับอุตสาหกรรมอื่นๆที่ผลิตโลหะแล้ว อุตสาหกรรมการผลิต
เหล็กนับว่าส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมค่อนข้างมาก อันเนื่องมาจากความจาเป็นที่
จะต้องใช้ทรัพยากรจานวนมากในกระบวนการการผลิต ถึงแม้ว่ากระบวนการผลิต
เหล็กกล้าโดยการใช้เตาหลอมทรงสูง หรือ Blast Furnace (BF) จะมีประสิทธิภาพสูง
แต่การผลิตเหล็กทีจ่ ะมีต่อไปในอนาคตยังคงถูกตั้งข้อสงสัยในแง่ของการบรรลุเป้าหมาย
ระยะยาวของข้อตกลงปารีส (Paris Agreement) ซึ่งมีความตั้งใจที่จะลดการปล่อยก๊าซ
เรือนกระจกทั่วโลกภายในปี 2050 ด้วยเหตุนี้ บทความนี้จึงได้เล็งเห็นอนาคตของวัสดุ
เหล็กจากมุมมองในเรื่องของวัฏจักรชีวิตของวัสดุ (material life cycle) ซึ่งคานึงถึง
ผลกระทบตลอดอายุวัสดุที่มีต่อสิ่งแวดล้อม
มาตรการรับมือภาวะโลกร้อนสาหรับอุตสาหกรรมเหล็ก
สถานการณ์การรักษาความคงที่ต่าที่สุดของสานักพลังงานระหว่างประเทศ หรือInternational Energy Agency (IEA) คือ RCP 2.6 ซึ่งอนุญาตให้อุตสาหกรรมเหล็ก
ภายใน 40 ปี สามารถปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปริมาณ 112 พันล้านตันได้ โดยนับตั้งแต่ปี 2011 ถึงปี 2050 เพื่อให้เป็นไปตามข้อกาหนดที่ระบุไว้ จึงเป็นการดีที่จะ
เปลี่ยนกระบวนการต่างๆที่มีประสิทธิภาพต่าให้เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูง
มากยิ่งขึ้น โดยการใช้มาตรการรับมืออย่างเช่นการต่ออายุอุปกรณ์ที่ล้าสมัย ดังรูปที่1แสดงการเปรียบเทียบปริมาณการใช้พลังงานระดับปฐมภูมิในการผลิตเหล็กดิบ ของประเทศต่างๆ โดยการใช้เตา BF แบบใช้ออกซิเจน หรือ Basic Oxygen Furnace(BOF) และเตา EAF พบว่าประเทศญี่ปุ่นมีปริมาณการใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเหล็ก
ที่ต่าที่สุด ซึ่งหมายความว่าประเทศญี่ปุ่นมีการใช้พลังงานในขั้นตอนของการผลิตเหล็ก
อย่างมีประสิทธิภาพ
การพั ฒ นากระบวนการทางเทคโนโลยี ที่ เ ริ่ ม ขึ้ น จากโครงการระดั บชาติ อ ย่ า งโครงการ “CO2Ultimate Reduction in Steelmaking Process by Innovative
Technology for Cool Earth 50 (COURSE 50)” และโครงการ the European
Ultra Low CO2 Steelmaking (ULCOS) ซึ่งเคยประสบความสาเร็จในการทาให้
กระบวนการผลิตเหล็กมีประสิทธิภาพและลดการปล่อยกาซคาร์บอน ดังนั้นประเทศ
ญี่ปุ่นควรจะต้องเดินหน้าค้นคว้าเทคโนโลยีและนวัตกรรมใหม่ๆ ในการผลิตเหล็กกล้าที่
มีประสิทธิภาพสูง และเผยแพร่เทคโนโลยีและนวัตกรรมดังกล่าวไปสู่ประเทศต่างๆ เพื่อ
โลกต่อไป แต่หากมองจากจุดยืน ของผู้กาหนดนโยบาย ผู้ประกอบการจะต้องไม่ก่อ
มลภาวะให้เกิดขึ้นกับโลก โดยที่เน้นเพียงแต่การรักษาสภาวะแวดล้อมเฉพาะพื้นที่ของตน โดยผู้กาหนดนโยบายควรจะต้องพิจารณาถึงความผันแปรทางด้านประสิทธิภาพ
การใช้พลังงานที่แตกต่างกันตามแต่ละพื้นที่ด้วย
รูปที่ 1 การเปรียบเทียบความหนาแน่นของพลังงานต้นกาเนิด (primary energy) ของ
14จากตารางที่ 1 ตารางสรุปการประมาณการความต้องการในการใช้เหล็กและวัสดุ
สิ้นเปลืองในปี 2050 และ 2100 เนื่องจากค่าประมาณการเหล่านี้จะแปรเปลี่ยนไปตาม
ชนิดของแบบจาลองและค่าพารามิเตอร์ ซึ่งแตกต่างกันไปตามแหล่งที่มา ค่าที่ได้จึง
แตกต่างกัน ออกไป อย่างไรก็ตาม ตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าเศษเหล็กไม่สามารถ
ตอบสนองต่อความต้องการเหล็กในอนาคตได้ แม้ว่าในปี 2100 จะมีการคาดการณ์ว่า
สัดส่วนของทรัพยากรเหล็กที่ได้มาจากการถลุงสินแร่เหล็ก จะลดลงมาเหลือ 50% เป็นอย่างมาก ของปริมาณการผลิตเหล็กดิบในปี 2050 และจะมีค่าลดลงเหลือ 30% ในปี2100 ปัจจุบันมีหลายประเทศและหลายภูมิภาคที่กาลังจะได้รับสถานะ“ประเทศที่
พัฒนาแล้ว” ดังนั้นแล้วเหล็กและเศษเหล็กจะยังคงมีการซื้อขายเกิดขึ้นในระดับสากล
ต่อไป ดังตัวอย่างเช่น เศษเหล็กที่มากเกิน ความต้องการสาหรับประเทศหนึ่งจะถู กแลกเปลี่ยนไปยังประเทศอื่นอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะส่งผลให้ทรัพยากรเหล็กขาด
แคลนในที่สุด

เหล็กเพื่อให้ได้เป็นวัสดุเหล็กออกมาแล้ว วัสดุเหล็กจะสามารถใช้ประโยชน์ได้อีกหลายรุ่ น อายุ ค น โดยอาจจะผ่ า นกระบวนการผลิ ต ซ้ ากลายเป็ น ผลิ ต ภั ณ ฑ์ ใหม่ ที่ มี ความแตกต่างกันไปกระจายไปยังที่ต่างๆบนโลก
รูปที่ 4. แผนภาพแนวความคิดการเปลี่ยนสภาพในการไหลของวัสดุเหล็ก
รูปที่ 5. แผนผังแนวความคิดการเปลี่ยนสภาพ
รูปที่ 6. ผังการไหลสาหรับ (a) เหล็ก และ (b) เศษเหล็ก (2014, หน่วย: ล้านตัน)ข้อสรุป
เพื่อที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่สังคม มีความจาเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องลด
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในอุตสาหกรรมเหล็ก ด้วย ในประเทศที่กาลังพัฒนาวัสดุ
เหล็กจะยังคงเป็นที่ต้องการสูงเนื่องจากวัสดุเหล็กเป็นรากฐานของโครงสร้างพื้นฐานที่
เอื้อต่อความเป็นอยู่ที่ดีของสังคม แม้ว่าเหล็กจะสามารถนากลับมารีไซเคิลได้ แต่ก็ยังไม่
สามารถตอบสนองต่อ ความต้องการเหล็ก ในอนาคตได้อย่างพียงพอ อันเนื่องมาจาก
ความจาเป็นที่จะต้องลดปริมาณการผลิตเหล็กลงจนถึงปี 2100 อีกทั้งยังถูกคาดหวังให้
มีการพัฒนาในเรื่องของการผลิตเหล็กคาร์บอนต่าอีกประการหนึ่งด้วย

รูปที่ 2 แผนภาพแนวคิดของสมมติฐานแบบ IU
รูปที่ 3 แนวโน้มของสต็อคเหล็กในประเทศญี่ปุ่น
ภาพที่ 1. เขื่อนเหล็กแบบแยกส่วน (steel slit dam)ภาพที่ 2 สต๊อกสาหรับทิ้งซาก (obsolete stock)ตารางที่ 1 อุปสงค์ของเหล็กดิบและอุปทานของเศษเหล็กทั่วโลกในปี 2050 และ 2100
การรีไซเคิลเหล็ก
เหล็กเป็นวัสดุที่ได้รับการยอมรับในด้านการนากลับมารีไซเคิล คาถามคือเหล็กจะ
สามารถนามาใช้งานซ้าได้กี่ครั้ง? ในรูปที่ 4 เราจะพิจารณาว่าวัสดุเหล็กมีอยู่ในรูปแบบของ เหล็กดิบ ผลิตภัณฑ์เหล็ก ผลิตภัณฑ์เหล็กที่ถูกใช้งานแล้ว เศษเหล็กที่ถูกใช้แล้วฯลฯ และสิ่งที่เชื่อมโยงเหล็ก ณ สภาพต่างๆเหล่านี้ (ดังรูปที่ 4) เข้าด้วยกันก็คือช่วงของ
การเปลี่ยนสภาพของเหล็ก จากสภาพหนึ่งไปเป็นอีกสภาพหนึ่ง (เช่น การเปลี่ยนจาก
เหล็กไปเป็นเศษเหล็ก) ดังนั้นข้อมูลการส่งต่อหรือการไหลของวัสดุจึงถูกเรียกว่า "ความน่าจะเป็นในการเปลี่ยนสภาพ หรือ State transition probability หากสมมุติว่า
รูปแบบการใช้เหล็ก ตามแผนภาพ (การไหลของวัสดุ) ไม่มีการเปลี่ยนแปลง เราจะ
สามารถใช้แบบจาลองลูกโซ่มาร์คอฟ หรือ Markov chain model ในการสร้างวิธีการ
ประเมินจานวนการใช้งานซ้าโดยเฉลี่ยขึ้นมาได้ โดยจานวนการใช้งานโดยเฉลี่ยในที่นี้
หมายถึงจานวนครั้งที่มีการใช้เหล็กกับผลิตภัณฑ์ภายในประเทศโดยเริ่มตั้งแต่เมื่อเหล็ก
ยังคงอยู่ในสภาพเริ่มต้น (สินแร่เหล็ก) ซึ่งยังไม่ได้ถูกส่งออกหรือถูกกระจายออกไป (ดูรูปที่ 5) นอกจากนี้เหล็กที่ ถู กส่งออกยังสามารถถูก กระจายต่อหรือส่งออกอีกครั้ งหลังจากผ่านการใช้งานมาแล้วได้ ในประเทศญี่ปุ่นดังแสดงในรูปที่ 6 วัสดุเหล็กและเศษ
เหล็กปริมาณมากจะถูกส่งออกในช่วงของการเปลี่ยนแปลงสภาพ (state transition)ดังนั้นหากคานวณจากข้อมูลการไหลของวัสดุจะพบว่า มากกว่า 80% ของเหล็กที่อยู่
ในช่วงของการขนส่งจะเป็น เหล็กที่ถูกส่งออกนอกประเทศ หากสมมุติว่ารูปแบบการ
ผลิตและรูปแบบการบริโภควัสดุเหล็กในประเทศอื่นๆ มีความคล้ายคลึงกับของประเทศ
ญี่ปุ่น และมีแนวโน้มที่คล้ายคลึงกับข้อมูลการไหลของเหล็กในประเทศญี่ปุ่นในปี 2005
แล้ว เราสามารถที่จะคาดการณ์ได้ว่า สาหรับประเทศญี่ปุ่น เหล็กจะถูกใช้งานซ้าโดยมี
ตัวเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 5 ครั้ง และจากการใช้แบบจาลองนี้ในการประเมินอัตราการคง
อยู่ (survival rate) ของเหล็กทั่วทัง้ โลกตลอดเวลาทีผ่ ่านมา ทาให้สามารถคาดการณ์ได้
ว่าวัสดุเหล็กประมาณครึ่งหนึ่ง ที่ถูกผลิตขึ้นใหม่จะยังสามารถถูกใช้งานต่อเนื่องกันได้
เป็นเวลามากกว่า 300 ปี โดยเริ่มนับจากวันที่ผลิด นั่นหมายความว่า หลังจากการถลุง
15

Ichiro Daigo: Associate Professor at Department of Materials Engineering, Graduate
School of Engineering, The University ofTokyo. He received Ph.D., M.S. and B.E.
degrees from Kyoto University. He has developed many analytical models and tools andpioneered research in Industrial Ecology. His
achievement has been published in many
academic articles and books.

Pasan Dunuwila: Project Researcher, Department of Materials
Engineering, Graduate School of Engineering, The Universityof Tokyo. He acquired his B.Eng., M.Eng., and Ph.D. (Engineering) from Toyohashi University of Technology, Japan. His
research interests primarily lie on the upliftment of economic,
environmental and societal well-being of industries through thetools such as Material Flow Analysis, Material Flow Cost Accounting, and Environmental and Social Life Cycle Assessment.
His works have been published in several reputed journals.

Fig. 1. Comparison of Primary Energy Intensity of Steel by Country (Japan = 100)
Steel (BOF) 2015
Steel (EAF) 2010

Primary energy units (Japan=100)

160

Steel (BOF) 2010
Steel (EAF) 2005

Steel (BOF) 2005

140
120
100
80
60
40
20

U

kr

ai

ne

SA
U

a

ia
ss
Ru

di
In

il
Br

az

ce
an

d

Fr

an

En

gl

na
hi

m
er

C

an

y

a
re
G

Ko

Ja

pa

n

0

Fig. 2. Conceptual Diagram of IU Hypothesis(IU: intensity of use)
=Resource consumption/GDP

Servitization

Alternative technologies
Technological developments

Resource consumption per capita
Industrialization
GDP per capita

16

Accumulated amount of steel (million tons)

Fig. 3. Trend of Steel Stocks in Japan
Obsolete stock/landfill/cumulative dissipation

1,600

Permanent structures

1,400

In-use stock

1,200
1,000
800
600
400
200
0
1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Year

Photo 1 Steel slit dam

Photo 2 Obsolete stock

Table 1 Global Crude Steel Demand and Scrap Supply
in 2050 and 2100
2050
Crude steel
Scrap
demandsupplyPauliuk et al. 2013

2.1

1.0

Oda et al. 2013*

2.2

0.9

2.1-2.3***

0.5-0.6

Morfeldt et al. 2015**(unit: billion tons/year)
2100
Crude steel
Scrap
References
demandsupply2.6

1.8

Not applicable
2.3-2.6

1.6-1.7* Reference case;** Results of scenario demand stagnation in 2050;*** The results of the three scenarios were denoted as a range

17

11)
12)
13)

Fig. 4. Conceptual Diagram for State Transitions of Steel-material Flows
ExportNatural Resource

State

Material flow

Blast furnace
Converter

Electric furnace

BF crude iron

BF in house
scrapsRolling

ExportBF steel
products

EF crude iron
Rolling

EF steel
products
Industrial
scrapsManufacturing

EF in house
scrapsUse in products (5 categories)
Obsolete scraps
from productsCollection

Landfill

Fig. 5. Conceptual Diagram for State Transitions
Number of transitions
0

1

2

3

4

Initial state

ExportWaste
Use in Japan18

Fig. 6. Flow Chart for (a) Steel and (b) Steel Scrap (2014, Unit: million tons)
(a)

Crude
steel

110.7

Final
steel

95.3

Domestic
steel
demandDomestic
input

39.1

61.5
Steel exports

Prompt scrap 7.3
Exports of finishedproducts 16.5

Ordinary steel 26.1
Special steel 7.1

Exports ofsemifinishedproducts

Home scrap
Prompt scrap
(b)

Used
products

Used
products(Recovered)

11.3
7.3
Obsoleteiron scrap

25.0
46.3

43.3

Exports of
miscellaneous
products

Domestic
consumption

36.7
Exports of scrap 8.1

Leftovers (hibernating stock)19หัวข้อการนาเสนอ และ รายชื่อวิ ทยากรในงานสัมมนา Ninth Green Steel
Seminar ครังที่ 9 ปี 2019หัวข้อ
วิทยากร
Application of Environmental
Masayuki Kanzaki
Product Declaration (EPD), a Green Director, LCA Center, Association
Label Based on ISO 13025, in Iron for Sustainability Management
and Steel Products
Research(หน้า 13)บทความประจาฉบับ: การรีไซเคิลและการประเมินวัฏจักรของผลิตภัณฑ์เหล็ก (4)งานสัมมนาเหล็กสีเขียว

คณะกรรมการเหล็กอันเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อการก่อสร้าง
สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น
สมาพันธ์หล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น ในฐานะที่เป็นเสาหลักของการแก้ไข
ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ได้อธิบายถึงวิธีการในการจัดการกับปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมที่
เกิดขึ้น อันเป็ นผลมาจากการผลิตเหล็กและเหล็ กกล้า ในบรรดาคณะกรรมการเพื่ อส่งเสริมมาตรการสาหรับการจัดการปัญหาสิ่งแวดล้อม คณะกรรมการเหล็กอันเป็นมิตร
กับสิ่งแวดล้อมเพื่อการก่อสร้าง มีหน้าที่สนับสนุนการทาการวิจยั ในเรือ่ งการประเมินผล
กระทบด้านสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์ เหล็กที่ใช้สาหรับงานก่อสร้าง เพื่อให้เกิดความ
เข้าใจต่อผลิตภัณฑ์เหล็กและจุดเด่นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์เหล็ก
เพื่อที่จะส่งเสริมความเข้าใจเกี่ยวกับประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์
เหล็กที่เอื้อต่อการป้องกันภาวะโลกร้อน และเพื่อสร้างเสริมสังคมให้มุ่งเน้นการใช้วัสดุ
หมุนเวียนและเป็นมิตรกับธรรมชาติ คณะกรรมการจึงได้จัดงานสัมมนาขึ้น โดยมีชื่อ
งานสัมมนาว่า “งานสัมมนาเหล็กสีเขียว” หรือ “Green Steel Seminar”เพื่อผู้ที่
ทางานในสายงานก่อสร้าง โดยจัดขึ้น ณ กรุงโตเกียว ขึ้นเป็นประจาทุกปีนับตั้งแต่ปี
2011 ซึ่งในเดือนพฤศจิกายน 2019 คณะกรรมการก็ได้จัดงานสัมมนาครั้งที่ 9 ณกรุงโตเกียวอีกครั้งหนึ่ง และได้วางแผนที่จะจัดงานขึ้นที่โอซาก้าเป็นครั้งแรก ในเดือน
ธันวาคม 2019 ซึ่งเนื้อหาจะมีความคล้ายคลึงกับที่จัดขึ้นในกรุงโตเกียว
งานสัมมนาในครั้งที่ 9 นี้จัดขึ้นภายใต้หัวข้อหลัก คือ “Recent Measures to
Improve Social Infrastructure and Lifecycle Assessment: High
Environmental Performance Peculiar to Steel Products.” โดยแบ่งการน าเสนอออกเป็ น 4 หั ว ข้ อ หลั ก คื อ 1.การใช้ ง านมาตรฐานสิ่ ง แวดล้ อ ม หรื อ
Environmental Product Declaration (EPD) 2.ความแตกต่างระหว่างการรีไซเคิล
แบบระบบปิดและการรีไซเคิลแบบระบบเปิด 3.ผลสะท้อนของการรีไซเคิลทั้งระบบปิด
และระบบเปิดต่อการประเมินวัฏจักรชีวิต หรือ Lifecycle Assessment (LCA) และ
4.วิธีการประเมินวัฏจักรชีวิตโดยใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติ การรีไซเคิลของเหล็ก (ดูตารางด้านล่าง)Deference between Closed-type
Recycling and Open-type
Recycling and Its Reflection in the
Lifecycle Assessment of Iron andSteel Products
Lifecycle Assessment
Methodology for Iron and Steel
Products Making the Most of TheirHigh Recyclability
The Steel Ring Connects People
with the Earth: Steel’s
Environmental Performance andRecent Trends in the Japanese
Steel Industry’s Initiatives to
Mitigate Global Warming

20

Ichiro Daigo
Associate Professor, Department ofMaterials Engineering, Graduate
School of Engineering, The
University of Tokyo
Hidekazu Matsubara
Secretary, Committee on
Environment-friendly Steel for
Construction, The Japan Iron andSteel Federation
Yuuki Yamamoto
Chairman, Committee on
Environment-friendly Steel for
Construction, The Japan Iron andSteel Federation

A List of Presentation Titles and Presentersat the Ninth Green Steel Seminar in 2019
Title
Application of Environmental ProductDeclaration (EPD) in Iron and Steel
Products

Presenter
Masayuki Kanzaki
Director, LCA Center, Sustainable
Management Promotion Organization

Deference between Closed-type Recycling
and Open-type Recycling and Its Reflection in
the Lifecycle Assessment of Iron and Steel
Products

Ichiro Daigo
Associate Professor, Department of Materials
Engineering, Graduate School of Engineering,
The University of Tokyo

Lifecycle Assessment Methodology for Iron
and Steel Products Making the Most of TheirHigh Recyclability

Hidekazu Matsubara
Secretary, Committee on Environment-friendly
Steel for Construction, The Japan Iron andSteel Federation

The Iron Cycle Connects People with the
Earth: Steel’s Environmental Performance andRecent Trends in the Japanese Steel
Industry’s Initiatives to Mitigate Global Warming

Yuki Yamamoto
Chairman, Committee on Environment-friendly
Steel for Construction, The Japan Iron andSteel Federation(Reference: Scenes of the 2018
Green Steel Seminar in Tokyo)21

(หน้า 14)บทความ: การรีไซเคิลและการประเมินวัฏจักรของผลิตภัณฑ์เหล็ก (5)การแนะนา ISO20915 ในการประชุมประจาปีของ SEAISIคณะกรรมการยุทธศาสตร์สิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศ
สหพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น

สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ หรือ The South East
Asia Iron and Steel Institute (EAISI) ได้จัดการประชุมประจาปีขึ้นที่กรุงเทพฯเมื่อ
วันที่ 16 ~ 20 มิถุนายน 2019 ซึ่งคณะกรรมการยุทธศาสตร์สิ่งแวดล้อมระหว่าง
ประเทศแห่งสมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น หรือ The International
Environmental Strategic Committee of the Japan Iron and SteelFederation ได้ส่ง Dr.Shiro Watakabe ผู้จัดการทั่วไปกลุ่มนโยบายการเปลี่ยนแปลง
สภาพภูมิอากาศฝ่ายวางแผนเทคโนโลยีของ JFE Steel Corporation โดยในประชุม
ใหญ่ประจาปีครั้งที่ 2 นี้ Dr.Shiro ได้ทาการบรรยายแนะนา ISO20915 ซึ่งได้ถูกก าหนดให้ เ ป็ น มาตรฐานโดยองค์ ก ารมาตรฐานสากล หรื อ International
Organization for Standardization (ISO) ในเดือนพฤศจิกายน 2018นอกจากนี้ Dr.Shiro ยังได้เข้าร่วมการอภิปรายที่จัดขึ้นภายในงานการประชุมใหญ่
ครั้งที่ 2 ในหัวข้อหลักเรื่อง“การสร้างมูลค่าในอุตสาหกรรมเหล็กผ่านแนวคิดเศรษฐกิจ
หมุนเวียน”อีกด้วย ในช่วงของการอภิปรายนี้ผู้เข้าร่วมจะได้มีโอกาสนาเสนอแนวคิด
แบบเศรษฐกิจหมุนเวียนในมุมมองของตน นายวิกรม วัชระคุปต์ ประธานงานอภิปราย
ได้กล่าวแสดงทัศนะเอาไว้ว่า “แต่ละประเทศแต่ละองค์กรต่างก็มีแนวคิดเรื่องเศรษฐกิจ
หมุนเวียนที่แตกต่างกันไปและถึงแม้ว่าหลายๆประเทศในอาเซียนจะอยู่ในสภาวะทาง
เศรษฐกิจที่ ไม่ ดีนัก มีก ารน าเข้ามากกว่า การส่ง ออก แต่ถึ งจะเป็ นอย่ างนั้น ก็ มีซีอีโ อจานวนไม่น้อยที่พยายามคิดอย่างหนักเพื่อที่จะได้เข้าใจเกี่ยวกับระบบเศรษฐกิจแบบ
หมุนเวียน ซึ่งการนาเสนอจาก Dr.Shiro Watakabe และผู้เข้าร่วมคนอื่นๆได้ให้ข้อมูล
และคาแนะนาที่เป็นประโยชน์มากมาย ช่วยให้เราสามารถเข้าใจระบบเศรษฐกิจแบบ
หมุนเวียนได้ดียิ่งขึ้น”ในช่วงของการนาเสนอ Dr.Shiro ได้กล่าวเน้นย้าถึงความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
ของผลิต ภั ณ ฑ์เ หล็ ก อยู่ หลายครั้ ง สุ ดท้ า ยเขาสรุ ปการประชุ มโดยเข้า ได้ กล่ า วว่ า“มาตรฐาน ISO20915 ช่วยให้การพิจารณาการรีไซเคิลเหล็กสามารถประเมินได้ดีและชัด เจนยิ่ ง ขึ้ น ทั้ ง นี้ข้ า พเจ้ า ก็ จะมี ความยิ นดี เ ป็ นอย่ า งยิ่ ง หากการน าเสนอในครั้ ง นี้สามารถสร้างความเข้าใจในประเด็นหลั กๆ ให้แก่ผู้ที่มีส่วนเกี่ยวข้องตลอดจนองค์กร
ต่างๆ ของประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้”ในส่วนท้ายสุดของการประชุม ได้มีการนาเสนอวิดีโอความยาว 30 วินาทีซึ่งจัดทา
โดยสหพั น ธ์ เ หล็ ก และเหล็ ก กล้ า แห่ ง ประเทศญี่ ปุ่ น หรื อ JISF ภายใต้ แ นวคิ ด“Actually, Steel is Light” โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้ผู้คนได้รู้จักการประเมินอายุการ
ใช้งานของผลิตภัณฑ์เหล็ก ซึ่งกลายเป็นเหตุการณ์ที่ถูกตีพิมพ์ในวารสารเหล็กรายใหญ่
ของญี่ปุ่นที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก ในการประชุมครั้งนี้นอกเหนือจาก Dr. Shiro
Watakabe แล้ว ยังมี Dr. Nae Hee Han จากสมาคมเหล็กกล้าโลกและ Mr. Yap
Chin Seng ซึ่งเป็น ผู้ออกใบรับรองสาหรับเหล็กเสริมจากสหราชอาณาจักรประเทศ
อังกฤษก็ได้มาปรากฏตัวในฐานะผู้ร่วมการอภิปรายอีกด้วย

22

23

(หน้า 15 ~ ปกหลัง)บทความ: การออกแบบอาคารเหล็กล่าสุดในญี่ปุ่น (4)อย่างไรก็ตามเราคิดว่า มันเหมาะสมแล้วที่โรงละครคาบุกิซะที่ห้าไม่เพียงแต่จะมี
ความคล้ายคลึ่งกับโรงละครคาบุกิซะเก่า แต่ยังประสบความสาเร็จในการบรรลุสิ่งที่ทุก
คนเคยมุ่งหวังจากโรงละครคาบุกิซะ ที่สี่ (ดูภาพที่ 2 และ 3 และรูปที่ 2)กิซะ คาบูกิซะ (GINZA KABUKIZA)การก่อสร้างอาคารสานักงานสูงบนพืนที่เปิดโล่งของโรงละครคาบุกิซ ะโดยใช้
โครงถักขนาดใหญ่ (mega truss) ณ กึ่งกลางชัน
Mitsubishi Jisho Sekkei Inc.
Kengo Kuma and Associatesภาพที่ 2 มุมมองแบบเต็มของโรงละครคาบูกิซ ะแห่งใหม่ที่ออกแบบโดยยึดตามโรง
ละครเก่า
ภาพที่ 3 ที่นั่งภายในโรงละครคาบูกิซะแห่งใหม่ โดยการออกแบบตามแบบโรงละครเก่า
รูปที่ 2 ส่วนของที่นั่งภายในโรงละครคาบูกิซะแห่งใหม่

โรงละครคาบุกิซะ (KABUKIZA) ของย่านกิซะ (GINZA) ในกรุงโตเกียว ได้รับการ
สร้างขึ้นใหม่และให้ชื่อว่า กิซะ คาบุกิซะ (GINZA KABUKIZA) ซึ่งมีสิ่งอานวยความ
สะดวกมากมายประกอบด้วยโรงละครคาบูกิซะแห่งใหม่ อาคารสานักงานสูง หรือ ที่รู้จักกันในชื่อตึกคาบูกิซะซึ่งถูกสร้างขึ้นบนโรงละครคาบุกิซ ะ โดยมีจานวนชั้นเหนือ
พื้นดินจานวน 29 ชั้นและชัน้ ใต้ดินจานวน 4 ชั้นพวกเราได้ท้าทายกับความยากลาบาก ด้วยความพยายามที่จะออกแบบและสร้าง
สถาปัตยกรรมที่แปลกใหม่ให้กับสถาปัตยกรรมสไตล์ญี่ปุ่น โดยการใช้โครงสร้างเหล็ก
อันนามาสู่ความสาเร็จในการก่อสร้างโรงละครคาบุกิซะตามภาพที่ได้นึกฝันไว้ และใน
ขณะเดียวกัน ยังได้มีการผสมผสานเทคโนโลยีโครงสร้างขั้นสูงเข้าไปอีกด้วย โดยสาหรับ
โครงสรางในส่วนที่ทาหน้าทีเ่ ปลี่ยนผ่านระหว่างโรงละครและอาคารสานักงาน จะมีการ
ใช้โครงถักขนาดใหญ่ (mega truss) ซึ่งถือเป็นเครื่องมือสาคัญที่ทาให้การก่อสร้างใน
ส่วนเปลี่ยนผ่านนี้ให้เป็นไปได้ ซึ่งไม่เพียงแต่จะให้พื้นที่โรงละครที่กว้างแต่ยังช่วยรองรับ
น้าหนักของอาคารสานักงานสูงที่สร้างขึ้นบนโรงละครอีกทีด้วย (ภาพที่ 1 และรูปที่ 1)การทาให้โครงสร้างเหล็กเกิดการแสดงออกแบบโครงสร้างไม้
โรงละครคาบู กิ ซ ะที่ สี่ มี ตัว โครงสร้ า งเป็ น โครงสร้ า งคอนกรี ตเสริ มเหล็ ก อี ก ทั้ งภายนอกของอาคารก็ถูกสร้างด้วยคอนกรีตทั้งหมด อย่างไรก็ตามในโครงการบูรณะ
ฟื้นฟูนี้อาคารสานักงานสูงจาเป็นจะต้องถูก สร้างติดไปกับโรงละครเสมือนเป็นอาคาร
เดียวกัน โครงสร้างเหล็กจึงถูกนามาใช้เป็นวัสดุหลักอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้ว่าโรงละคร
คาบูกิซะใหม่จะถูกคาดหวังให้มีหน้าตาตามแบบโรงละครเก่า แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้
วัสดุชนิดเดียวกันทุกประการในการก่อสร้าง
โดยเฉพาะกับส่วนภายนอกของโรงละครคาบูกิซะใหม่ที่ ก่อสร้างด้วยการปูแผ่น
คอนกรีตอัดแรง (precast slabs) บนโครงเฟรมเหล็ก และคอนกรีตเสริมใยแก้ว
น้าหนักเบา (Lightweight glass fiber-reinforced concrete) ถูกใช้ในส่วนของแป้น
หูช้ าง (bracket complex) หรื อการที่ อลู มิเ นียมถูก นามาใช้ กับ จั นทั นที่ มีข นาดที่
แตกต่างกันไปอันเนื่องมาจากความโค้งของหลังคา ด้วยวิธีนี้ชิ้นส่วนที่เหมาะสมจะถูกใช้
กับงานแต่ละประเภทอย่างเหมาะสมด้วย
ผู้ค นบางกลุ่ ม มี ค วามกั ง วลในการที่ จ ะต้ อ งเปลี่ ยนมาใช้ โ ครงสร้ า งเหล็ ก ในการ
ก่อสร้าง โดยพวกเขากลัวว่าอาจจะมีผลต่อภาพลักษณ์ของโรงละครเก่าที่เป็นโครงสร้าง
คอนกรี ตเสริ มเหล็ก (reinforced concrete-structured) แต่อ ย่างไรก็ต ามหาก
โครงสร้างทั้งหมดของโรงละครใหม่ถูกสร้างโดยวิธีการขึ้นรูปคอนกรีต หรือ Concrete
forming method ต้นทุนการก่อสร้างจะเพิ่มสูงขึ้น อย่างมากและนอกจากนี้โรงละคร
ใหม่ที่เสร็จสมบูรณ์จะไม่สามารถสะท้อนภาพลักษณ์ในแง่ของอาคารโครงสร้างน้าหนัก
เบาได้
นอกจากนี้การออกแบบสถาปัตยกรรมของโรงละครคาบุกิซะ ยังเป็นการแสดงออก
ถึงสถาปัตยกรรมไม้แบบดั้งเดิมของญีป่ ุ่น ด้วยเหตุนี้ระบบโครงเหล็กและระบบการปูพื้น
ด้วยแผ่นคอนกรีตอัดแรง จึงถูกนามาใช้กับโรงละครใหม่แทนที่จะเป็นระบบคอนกรีต
เสริมเหล็กแบบเดิม ซึ่งดูเหมือนจะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากโครงสร้างไม้
จาเป็นต้องถูกประกอบขึ้นด้วยการนาชิ้นส่วนโครงแต่ละชิ้นประกอบเข้าด้วยกัน ด้วยเหตุนี้วิศวกรโครงสร้างในอดีตผู้ที่ทาการก่อสร้างโรงละครแห่งที่สามและแห่งที่ส่ีด้วย
โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก คงจะประสบปัญหาความยุ่งยากเดียวกันนี้มิใช่น้อย ด้วยเหตุผลต่างๆดังกล่าวที่เข้ามารองรับในเรื่องของความแตกต่างในด้านตัวเลือกวัสดุของ
โรงละครใหม่ที่แตกต่างออกไปจากโรงละครเก่า และสนับสนุนการใช้เทคโนโลยีร่วม
สมัย เราจึงมีความมั่นใจว่าการคงไว้ซึ่งแนวคิดทางสถาปัตยกรรมจากโรงละครเก่าสู่โรง
ละครใหม่ ได้บรรลุผลสาเร็จแล้ว

ภาพที่ 1 โครงการ กิซะ คาบูกิซะ ซึ่งมีการสร้างอาคารสูงไว้บนโรงละครคาบูกิซะ
รูปที่ 1 ส่วนของโรงละครกิซะ คาบุกิซะ
การสืบสานจิตวิญญาณประวัติศาสตร์ของโรงละครคาบุกิซา
โครงการ กิซะ คาบูกิซะ (GINZA KABUKIZA) เป็นโครงการบูรณะฟื้นฟูโครงสร้าง
ของโรงละครคาบุกิซะ ซึ่งมีประวัติอันยาวนานกว่า 100 ปี การบูรณะฟื้นฟูในปัจจุบัน
นับเป็นการบูรณะฟื้นฟูครั้งที่ห้าแล้วสาหรับโรงละครคาบูกิซ่า โรงละครคาบูกิซ่าเก่าที่สี่
เดิมสร้างเสร็จในปี 1950 ได้รับการออกแบบโดย Isoya Yoshida สถาปนิกผู้มีชื่อเสียง
ในด้า นสถาปัต ยกรรมสไตล์ ญี่ปุ่น เนื่ องจากความกั งวลบางอย่า ง เช่ นความล้ าสมั ยความสามารถในต้านทานแผ่นดินไหวที่อาจไม่เพียงพอและการขาดสิ่งอานวยความ
สะดวกของโรงละครเก่าที่สี่ จึงจาเป็นที่จะต้องมีการบูรณะสร้างขึ้นใหม่เพื่อขจัดสิ่งที่
เป็นกังวลเหล่านี้ นอกจากนี้ เพื่อที่จะสานต่อคาบุกิอัน ศิลปะการแสดงแบบดั้งเดิมของ
ญี่ปุ่นต่อไป โรงละครคาบูกิซะจาเป็นจะต้องรักษาความมั่นคงของธุรกิจไว้ดังเช่นก่อนจะ
มีการฟื้นฟูด้วย เพื่อให้สามารถบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ ได้ โครงการ กิซะ คาบุกิซะ จึงได้รับการสนับสนุนในฐานะโครงการพัฒนาที่มีความซับซ้อน โดยภายในโครงการจะมี
การสร้างอาคารสานักงานสาหรับให้เช่าขึ้นที่โรงละครคาบุกิซาด้วย
เป้าหมายหลักอย่างหนึ่งที่เราพยายามจะทาให้สาเร็จในโครงการ กิซะ คาบุกิซะ นี้คือการรั กษาไว้ซึ่ง ประวั ติศาสตร์ ของการแสดงคาบุกิที่ทุก คนรักและชื่นชอบ อีกทั้ งสมรรถนะใหม่ๆของอาคารที่มาพร้อมกับยุคสมัยจาเป็นจะต้องถูกผสมผสานเข้ากับโรง
ละครคาบูกิซะใหม่นี้ด้วย การบูรณะฟื้นฟูของโรงละครคาบุกิซะที่สี่ได้รับการยอมรับว่า
เป็นการรวบรวมความรูด้ ้านการบูรณะฟื้นฟูทั้งหมดมาใช้ ดังนั้นแล้วโรงละครคาบุกิซะที่
ห้าที่ได้เปิดใหม่นี้จึงได้ดาเนินการเช่นเดียวกันกับโรงละครคาบุกิซะที่สี่

จากโรงละครชันล่างสู่สานักงานชันบน
โครงการบูรณะฟื้นฟูโครงสร้างสาหรับโรงละครคาบุกิซ ะครั้งที่ห้านี้ จาเป็นต้องมี
การใช้โครงสร้างเหล็กเพื่อให้การผสมผสานระหว่างสิง่ อานวยความสะดวกที่ซับซ้อน คือ24โรงละครและอาคารส านั ก งานเป็ น ไปได้ ซึ่ ง ในส่ วนของโรงละครนั้ นเครื่อ งมือ และอุปกรณ์ต่างๆ ได้ถูกใช้ร่วมกันเพื่อสร้างสถาปัตยกรรมไม้จากโครงสร้างเหล็ก เนื่องจาก
อาคารสานักงานสูง ถูกสร้างไว้ เหนือโรงละครจึงได้มีการนาระบบโครงถักขนาดใหญ่
(mega truss system) เข้ามาเพื่อใช้ก่อสร้างโครงสร้างส่วนในส่วนที่มีการเปลี่ยนผ่าน
ระหว่างโรงละครและอาคารสานักงานสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงถักขนาดใหญ่ (megatrusses) สองตัวที่ได้ถูกจัดเรียงในชั้นที่ห้าและหกในส่วนที่มีการเชื่อมนี้เพื่อให้ห้องโถง
ซึ่งมีความสูงสี่ชั้นของส่วนโรงละครไม่มีเสาภายในและเพื่อรองรับน้าหนักจากเสาทั้งสิบ
ต้นที่ถูกใส่ไว้ทางด้านทิศใต้ (ด้านหน้าโรงละคร) ของอาคารสูง (ดูรูปที่ 4)นอกจากนี้เพื่อให้การถ่ายโอนน้าหนักจากโครงถักขนาดใหญ่ไปยังพื้นดินเกิดขึ้นได้
อย่างสมบูรณ์ กลไก wall beam mechanism จึงได้ถูกสร้างไว้ในส่วนของชั้นใต้ดินที่
สามและสี่เพื่อใช้รองรับน้าหนักจากโครงถักขนาดใหญ่และกระจายน้าหนักดังกล่าวไป
ยังชั้นใต้ดิน
ภายในชั้นที่ห้าของโครงถักขนาดใหญ่ จะประกอบด้วยโรงละครคาบูกิซะและสวน
ดาดฟ้า และภายในชั้นที่หกจะเป็นส่วนของห้องเครื่องจักร ด้วยวิธีนี้เครื่องมือและสิ่ง
อานวยความสะดวกต่างๆของโรงละครและอาคารสานักงานสูง จะถูกจัดวางไว้ภายใน
ชั้นของโครงถักขนาดใหญ่ซึ่งตั้งอยู่ระหว่างส่วนของโรงละครและส่วนของอาคารสูงได้
อย่า งลงตัว ในส่ว นแปลนระบบทางสัญจรทั้ง หมดของอาคาร ทางเข้ าของอาคาร
สานักงานได้ถูกแยกจากทางเข้าของโรงละคร โดยผู้ที่ทางานในอาคารสานักงานจาเป็น
จะต้องเปลี่ยนลิฟท์จากชั้นล่างไปเป็นลิฟท์สาหรับอาคารสานักงานสูงที่ชั้ นเจ็ดในส่วน
ของบ่อลิฟต์ ซึ่งสามารถติดตั้งเข้ากับโครงถักขนาดใหญ่ได้ ดังที่ได้วางแผนไว้
หากมองในด้านของการออกแบบสถาปัตยกรรม ด้านอุปกรณ์เครื่องมือต่างๆ ด้านโครงสร้างรวมถึงด้านอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอาคาร กิซะ คาบุกิซะ เราคิดว่าเราประสบ
ความสาเร็จในการสร้างส่วนเปลี่ยนผ่านดังกล่าว

จานวนมาก การออกแบบจึงถูกพิจารณาเพื่อยับยั้งการเสียรูปของตัวโครงเฟรม ให้อยู่ใน
ระดับที่ต่าที่สุดและโครงเฟรมต้องมีลักษณะแบบอิลาสติกหรือแบบยืดหยุ่น(elastic
behaviors) นั่นคือ การออกแบบเพื่อให้ส่วนของโครงสร้างที่อยู่ภายใต้โครงถักขนาด
ใหญ่ ไม่เกิดการเสียรูปแบบพลาสติก (plasticization) และในส่วนการพิจารณาสาหรับ
ตึกสูง คานหลัก (main beam) ได้รับการออกแบบโดยอนุโลมให้การเสียรูปแบบ
พลาสติก บางชนิด สามารถเกิดขึ้น ได้บ้างในช่วงที่เ กิดแผ่น ดินไหวใหญ่ ทั้งหมดนี้ จึ งรับรองได้ว่าโครงสร้างของโรงละครและของอาคารสานักงานสูงได้ถูกออกแบบด้วยวิธีที่
มีการจัดการอย่างดี
รูปที่ 3 การเสียรูปในแนวแกน x ของโครงสร้างแบบโครงเฟรม
การใช้โครงถักขนาดใหญ่ (mega trusses) เพื่อรองรับอาคารสูง
โครงถักขนาดใหญ่มีช่วงความยาว (span length) เท่ากับ 38.4 เมตร และความสูง
13 เมตร และมีโครงถักสองโครงตั้งอยู่ทางด้านทิศใต้ของอาคารสูง (ด้านหน้าของโรง
ละครคาบูกิซะ) น้าหนักระยะยาวในแนวแกน (long-term axial load) จะถูกรองรับ
ด้วยโครงถักขนาดใหญ่สองข้าง ข้างละ 9,000 ตัน นับเป็นโครงถักขนาดใหญ่ระดับสูง
ที่สุด ที่เ คยถูก ใช้ ในอาคารสูง ของญี่ ปุ่น และเหล็ กกล้าก าลั งสู ง หรื อ High-strength
steel (SA-440) ถูกนาไปใช้กับทั้งจันทัน (upper chords) ขื่อ (lower chords) และค้ายัน (diagonal members) โดยมีหน้าตัดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 900900 mm.
(ดูรูปที่ 5 และรูปที่ 4)เนื่องจากโครงถักขนาดใหญ่ ถูกประกอบขึ้นด้วยชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่ จึงเป็นการ
ยากที่จะยกตัวโครงถักซึ่งถูกประกอบบนพื้น ขึ้นไปด้านบนของอาคาร ดังนั้นโครงถัก
ขนาดใหญ่ดังกล่าวจึงถูกประกอบโดยการใช้เสาชั่วคราว โดยการใช้แม่แรงไฮดรอลิก
(hydraulic jacks) (รูปภาพ 6) ในการควบคุมระดับ เนื่องจากโครงสร้างทีอ่ ยู่ใต้โครงถัก
ขนาดใหญ่ คือห้องใต้ดินของโรงละคร จึงได้มีการคาดการณ์ไว้ว่าหากเสาชั่วคราวถูก
ติดตั้งในโรงละครระหว่างการติดตั้งโครงถักขนาดใหญ่ ไว้นานเกินไป จะเป็นอุปสรรค
และเพิ่มความยากลาบากสาหรับ การก่อ สร้า งโรงละครในระยะต่อ ไป ด้ วยเหตุนี้จึ งจาเป็นที่จะต้องนาเสาชั่วคราวดังกล่าวออกให้เร็วที่สุดหลังจากเสร็จสิ้นการติดตั้ง โครงถัก ซึ่งจาเป็นต้องมี การวางแผนเป็น พิเศษสาหรับการติดตั้งโครงเฟรมเหนือโครงถัก
ขนาดใหญ่เพื่อใช้สาหรับการปูแผ่นคอนกรีตอัดแรง
การติดตั้งโครงเฟรมเหนือโครงถักขนาดใหญ่ในขณะที่มีการน้าเสาชั่วคราวออกไป
ด้วยพร้อมกัน น้าหนักของโครงเฟรมจะถูกถ่ายไปยังโครงถักขนาดใหญ่ซึ่งยังไม่เสร็จ
สมบูรณ์และไม่มีเสาชั่วคราวรองรับ ส่งผลให้โครงเฟรมและโครงถัดขนาดใหญ่ เกิดการ
เสียรูปไปพร้อมกัน และนาไปสู่การออกแบบที่ไม่ลงตัวของโครงเฟรม ซึ่งมีความยุ่งยาก
ในการก่อสร้างจากผลของการเสียรูปเพิ่มเข้ามา
เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการเสียรูปดังกล่าว แม่แรงไฮดรอลิกถูกติดตั้งระหว่างฐานของ
โครงเฟรมเข้ากับด้านบนของโครงถักขนาดใหญ่ เพื่อรักษาระดับการโก่งตัวของโครง
เฟรมในขณะที่ดาเนินการติดตั้งตัวโครงเฟรมไปพร้อมกัน โดยการควบคุมการเคลื่อนที่
ในแนวดิ่งของโครงเฟรมให้อยู่ในระดับคงที่ตลอดการติดตั้ง (รูปภาพ 7) เสมือนว่าโครง
เฟรมถูกประกอบขึ้นบนพื้นดินตลอดเวลา

รูปที่ 4 โครงสร้างโครงถักขนาดใหญ่ที่ใช้เป็นโครงสร้างของส่วนเปลี่ยนผ่านระหว่างโรง
ละครและอาคารสานักงานสูง
การออกแบบต้านแรงแผ่นดินไหว (Seismic Design)สิง่ สาคัญในขั้นตอนการออกแบบโครงสร้าง คืออิทธิพลต่อการต้านแรงแผ่นดินไหว
ของเสา ซึ่งจะเป็นเสาที่อยู่ทางด้านทิศใต้เป็นส่วนใหญ่ (ด้านหน้าโรงภาพยนตร์) โดยเสา
เหล่ า นี้ ถู ก ติ ด ตั้ ง ขึ้ น บนโครงถั ก ขนาดใหญ่ เพื่ อ ให้ ส ามารถรั บแรงสั่ น สะเทื อ นจากแผ่นดินไหวที่มีทิศทางมุ่งไปทางทิศใต้ได้ ในขณะที่เสาทางด้านเหนือของตึกสูงจะถูกติด
ตั้งขึ้นบนพื้น โดยมีการตรวจสอบอิทธิพลต่อการต้านแผ่นดินไหวด้วยการใช้วิธีการแบบ
สามมิติและวิธีการอื่นๆซ้าหลายรอบ เพื่อยืนยันความปลอดภัยจากแผ่นดินไหวของ
อาคารทั้ ง หลั ง โดยเฉพาะอย่ า งยิ่ ง ส าหรั บอาคารส านั ก งานสู ง ซึ่ ง ระบบ hybrid
response-controlled system ได้ ถู กน ามาประยุ กต์ ใช้กั บโครงสร้ างสลายแรง
แผ่นดินไหวทั้งแบบ buckling-restrained braces และ viscous oil dampers (ดูรูป
ที่ 3)
โครงสร้างสลายแรงแผ่นดินไหวแบบ Buckling-Restrained Braces (BRB) ได้ถูก
ใส่เข้าไปในโครงถักขนาดใหญ่ และดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น โครงการบูรณะและฟื้นฟูใน
ปัจจุบันการออกแบบโครงสร้างมีการแนะนาให้ใช้โครงสร้างแบบโครงเฟรม (framing
structures) โดยแบ่งประเภทของโครงเฟรม (frame) ไว้อย่างชัดเจน คือ โครงเฟรมที่
ใช้สาหรับโรงละครและโครงเฟรมที่ใช้สาหรับสาหรับอาคารสานักงานสูง ในส่วนการ
พิจารณาสาหรับโรงละครนั้น เนื่องจากโรงละครจะตั้งอยู่ในแนวราบอีกทั้งยังมีจุดต่อ

ภาพที่ 5 โครงถักขนาดใหญ่ความยาว 38.4 เมตรและความสูง 13 เมตรและผลิตโดยใช้
เหล็กกล้ากาลังสูง SA440
ภาพที่ 6 แม่แรงไฮดรอลิกใช้สาหรับประกอบโครง
25

ภาพที่ 7 การวัดการเสียรูปของโครงระหว่างการติดตั้ง
รูปที่ 4 รายละเอียดของการติดตั้งโครงถักขนาดใหญ่
การข้ามข้อจากัดการใช้งานของโครงสร้างเหล็ก
จากการที่ทั้งนักแสดงคาบุกิและแฟนๆ ต่างก็มีความรู้สึกที่พิเศษต่อโรงละครคาบูกิซะ ทาให้เสียงตอบรับของพวกเขาที่มีต่อโรงละครคาบูกิซะที่ห้า ที่เพิ่งเปิดใหม่นั้นเป็น
ความกังวลหลักของพวกเรา แต่ถึงกระนั้นโรงละครคาบูกิซะที่ห้า ก็ได้รับการกล่าวขาน
อย่างมาก ในหลายๆครั้งที่ผู้คนจะรู้สึกถึงความไม่ลงรอยกันของโรงละครที่สร้างขึ้นใหม่
ในช่วงแรก แต่ในท้ายที่สุดพวกเขาก็ค่อยๆคุ้นเคยกับมัน โรงละครคาบูกิซะแห่งใหม่ได้ รั บ การกล่ า วขานถึ ง อย่ างมากนั บตั้ ง แต่ ก ารบู ร ณะฟื้นฟู เ สร็ จ สิ้ น เราจึ ง แปลกใจ
เล็กน้อยที่โรงละครใหม่ได้รับการตอบรับจากสังคมสูงมากแม้จะเพิ่งเปิดใช้งานได้ไม่นาน
ทั้งนักแสดงคาบูกิ แฟนๆ และผู้ที่เกี่ยวข้อง ต่างก็มีภาพของโรงละครคาบูกิซะในใจ
ถึงตอนนี้พวกเรารู้สึกมีความสุข ที่ประสบความสาเร็จในการบูรณะฟื้นฟูโรงละครคาบูกิ
ซะที่ห้าใหม่นี้ จนเป็นที่พอใจของพวกเขา ผู้ชมคาบูกิรวมถึงลูกค้าประจาจานวนมากมี
ความรู้เกี่ยวกับโรงละครคาบูกิซ่าที่สี่ในอดีต อย่างลึกซึ้ง ซึ่งโรงละครที่ห้าในปัจจุบัน ก็มีลักษณะคล้ายกับโรงละครเก่าของพวกเขาอย่างมาก เพียงแค่เปลี่ยนตาแหน่งของร้าน
ขายของที่ระลึกของโรงละครไปอยู่ด้านหลังทาให้ผู้ชมบางท่านสับสนเล็กน้อย
ยิ่งไปกว่านั้นมีคนจานวนไม่น้อยที่ไม่แน่ใจว่าโรงละครปัจจุบันถูก บูรณะฟื้นฟูโดย
สร้างขึ้นใหม่ทั้งหมด หรือหากแต่โรงละครแห่งที่สี่นั้นยังคงสภาพสมบูรณ์โดยมี เพียงตึก
สูงเพิ่มเข้ามาอยู่ด้านหลังเท่านั้น ด้วยเหตุนี้จึงมีหลายกรณีที่เราถูกถามว่าเป็นความจริง
หรือไม่ที่เราได้รื้อโรงละครเก่าออกและสร้างใหม่ทั้งหมด เรามีช่วงเวลาที่ยากลาบากแต่
ถึงกระนั้น โครงการบูรณะและฟื้นฟูก็เป็นที่น่ายินดีอย่างยิ่ง พวกเราเชื่อว่าได้ทางาน
ออกมาเป็ นที่ น่ า พอใจแล้ ว ซึ่ ง เป็ นผลมาจากการใช้ ประโยชน์ จ ากที มออกแบบที่ มีคุณภาพร่วมกัน ระหว่างบริษัท Mitsubishi Jisho Sekkei Inc. และบริษัท Kengo
Kuma and Associatesห้องโถงไร้ เสาของโรงละครและโครงถักขนาดใหญ่ที่นามาใช้ในการก่อสร้างโรง
ละครคาบูกิซาแห่งใหม่ ทั้งหมดนี้สามารถเป็นไปได้ด้วยคุณสมบัติอันหลายหลายของ
โครงสร้างเหล็ก ในช่วงแรกของการออกแบบเรามีความกังวลเล็กน้อยเกี่ยวกับเรื่องการ
สั่นสะเทือนและเสียงที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้โครงสร้างเหล็ก แต่ ด้วยการใช้เทคโนโลยี
สถาปัตยกรรมแบบร่วมสมัยทาให้ความกังวลเหล่านี้หมดไป โครงการบูรณะฟื้นฟูครั้งนี้
ประสบความสาเร็จ เป็นอย่างมาก ด้วยออกแบบอาคารให้มีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่
สามารถเป็นไปได้ จาเป็นที่จะต้องใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติรองรับกับการออกแบบดังกล่าว
ซึ่งผลิตภัณฑ์เหล็กสามารถเข้ามาตอบโจทย์เหล่านี้ได้ บวกกับความพยายามอย่างเต็มที่
เพื่อจะข้ามข้อจากัดต่างๆของการใช้งานโครงสร้างเหล็ก พวกเราเชื่อและหวังเป็นอย่าง
ยิ่งว่าโครงการที่ได้ดาเนินการอยู่นี้สามารถที่จะนามาใช้เป็นโครงการต้นแบบที่แสดงใ้ห้
เห็นถึงแนวทางในการแก้ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้กับระบบโครงสร้างเหล็กในอนาคต (รูปที่ 8)
ภาพที่ 8 หลังคากระเบื้องแบบดั้งเดิมของโรงละครคาบูกิซาและด้านนอกของอาคาร
คาบูกิซาในของโครงการ กิซะ คาบุกิซะ ที่เสร็จสมบูรณ์โดยการใช้โครงสร้างเหล็กอย่าง
เต็มประสิทธิภาพ

26

Fig. 1 Section of GINZA KABUKIZA

Office floor

Mega truss
Rooftop garden

Kabukiza gallery

TheatrePhoto 1 GINZA KABUKIZA, a complex facility building where a high-riseoffice was installed on the Kabukiza Theatre

Photo 2 Full view of the new Kabukiza Theatre designed by carrying on the former theatre27

Fig. 2 Section of Theatre Seat Section

Profile line of former theatre

Photo 3 Theatre seats prepared by carrying on the design of the former theatre

Photo 4 Mega truss structure provided as the switchover structure between the theatre and high-riseoffice tower28

23,210133,220
5,050 8,850 6,000 4,900 3,750 7,500 6,350
6,130 4,250 4,250 4,250 4,250 4,600 4,200 4,200 4,200 4,200 4,200 4,400
4,200 5,000 3,750
4,250 4,250 4,250 4,250 5,000 4,200 4,200 4,200 4,200 4,200 4,200
5,800

GL

740

Fig. 3 X-direction Framing Elevation
29FL
28FL
27FL
26FL
25FL
24FL
23FL
22FL
21FL
20FL
19FL
18FL

Bucklingrestrained brace(LY225)

17FL
16FL
15FL
14FL
13FL
12FL

Oil damper

11FL
10FL
9FL
8FL
7FL
6FL

Mega truss(SA440)5FL

Bucklingrestrained brace(SN490)

4FL
3FL
2FL
1FL
B1FL
B2FL
B3FL
B4FL

Wall beam tosupportmega truss
9,380
X0

Photo 5 Mega truss with a span of 38.4 m and aheight of 13 m and manufactured
employing high-strength steel SA440

9,600 6,400 6,400 6,400 6,400 6,400 6,400 6,400 6,400 7,850
78,030
X2
X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12
X13

Fig. 4 Details of Mega Truss Steel Framing

Photo 6 Hydraulic jack used to secure level
assembly of frames○: SA440C high-strength steel
Unmarked: SN490B rolled steel for building structure

29

Photo 7 Measurement of displacement offrames during installation

Outline of GINZA KABUKIZA Project

Location: Ginza, Chuo-ku, Tokyo
Project owner: KS Building Capital Specific Purpose Company, Kabukiza Theatre
Development: Shochiku Co., Ltd. (trustee)
Main applications: Office, theatre, shop and parking lot
Area: Site area-6,995.85 m2
Building area-5,905.62 m2
Total floor area-93,530.40 m2
Material: Aboveground-Structural steel
Underground-Structural steel and reinforced concreteFoundation-Reinforced concrete
No. of stories: Four basements, 29 storeys aboveground, two-storey penthouse
Maximum height: 145,500 mm
Design: Mitsubishi Jisho Sekkei Inc., Kengo Kuma and Associates
Structural design: Mitsubishi Jisho Sekkei Inc.
Construction: Shimizu Corporation
Design term: January 2008 to September 2010
Construction term: October 2010 to February 2013

Photo courtesy

Mitsubishi Jisho Sekkei Inc.
Kengo Kuma and Associates
Taisuke Ogawa/Taisuke Ogawa Shashin Jimusho
Mitsumasa Fujitsuka/Helico
Shochiku Co., Ltd.
Kabukiza Theatre

Photo 8 Traditional tile roof of Kabukiza Theatre and vertically-narrow spaced lattice exterior of
Kabukiza Building of GINZA KABUKIZA completed by optimized use of steel structure30