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第17回日本LCA学会研究発表会

鉄鋼製品のクローズドループリサイクル
2022年3月2日○礒原豊司雄*1)5)、渡壁 史朗2)5)、牧 剛司3)5)、北山 未央4)5)、桑名 奈美4)5)、齋藤龍司5)、青木宗太5)、渡部拓海5)
Toshio Isohara, Shiro Watakabe, Takeshi Maki, Mio Kitayama, Nami Kuwana,

Ryouji Saito, Souta Aoki, Takumi Watanabe1) 日本製鉄, 2) JFE スチール, 3) 神戸製鋼所, 4) 日鉄総研, 5) 日本鉄鋼連盟* isohara.4hq.toshio@jp.nipponsteel.com

2022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

廃棄物の処理法（日本）

金属
鉱滓
木

ガラス・コンクリート・陶磁器
紙

捨てられている

ゴムプラスチック
繊維再生利用0%

産業環境管理協会: リサイクルデータブック2018より作
成

20%

減容化

40%

60%

最終処分80%

排出量に対する割合100%

金属（97%は鉄鋼）はほとんどが再生されている。

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国内金属消費量比率(2018年)

銅

1.8%

ｱﾙﾐ

1.3%

亜鉛 鉛

0.5% 0.2%
数字は鉄鋼業での消費の占める割合

鉄鋼
96.2%
古原 忠：IMR NEWS KINKEN Vol.68 (2012年) p.5 を基に作成

経済産業省生産動態統計年報（2018年）を基に作成

金属の96%は鉄鋼。

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鉄鋼の老廃スクラップ回収率（日本）

4Daigo I., Iwata K., Ohkata I., and Goto Y. (2015): Environ. Sci. Technol. 49 (14), 8691-8696(スクラップ
価格相対値)

スクラップ価格：日本銀行企業物価指数を基にGDFreakが作成

老廃スクラップの回収率は市況に左右されるが85%以上（上図）。
新断（加工スクラップ）も含めた国内市中スクラップ回収率は約93%（日本鉄鋼連盟推定）。

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サステナブル（自律的・持続的）なリサイクルのための要件

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1. 選別が容易
誰でも分別できるか、容易に自動で選別できることが必要。
鉄は磁石に付く。他素材のほとんどは付かない。
2. 再生時の環境負荷が低い
天然資源から作るより環境負荷が低くないと環境的な意味がない。
金属スクラップは加熱溶融するだけで再生できる。
3. 経済的なリサイクルシステムが世界中で確立している回収物が有価取引できる程度に経済価値があることが必要。
鉄鋼スクラップは世界中で有価で取引されてる。
4. リサイクル時に精製できる（Closed-loop Recyclingに必要）精製できないと天然資源代替にはならない。
鉄鋼は、スクラップ中の多くの不純物を容易に除去できる。
鉄鋼はこれらの要件をすべて満たしている。

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金属中の不純物除去

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平木岳人, LU Xin, 中島謙一, 松八重一代, 中村愼一郎, 長坂徹也: 軽金属のリサイクル性に関する熱力学的検討, 第23回廃棄物資源循環学会研究発表会（2012） 23_269を改変

ガス相

スラグ
相

Ce

Si

取り除ける不純物

Mg

CaCa

B
Nb
Cr

溶融メタル
相

Ti

Mg

ZnZn

PbMn
V

Ni

酸化さ
れ易さCa

Mg

Mg AlAlSnCuMo鉄BTi

Si Mn Cr Zn Fe Cu

CoCeMn取り除けない不純物
VVCu MnCu

BCe

Co

FeCo

Pb
Ti

Si

Nb

B

CrSn

Ni

アルミMo

AlCe

Fe

Ti

Si

Pb
Nb

Cr

Sn

Zn

Ni

Mo

マグネシウム

Co

Pb
Si
V

Fe

Cr
Sn

Al

Nb
Cu
Ni

Mn
Mo

チタン

鉄は不純物と比べて酸化しにくいので、スクラップ中の不純物のほとんどは酸化で除去できる。
酸化除去できない不純物も、磁気選別では除去できる。

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鉄鋼製品の製品システム（個々の鉄鋼製品）

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個々の鉄鋼製品としての製品システム

鉄鉱石

高炉

転炉

鋼管

H形鋼

配管

建築物

電炉
鉄スクラップ

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ISO 14044規格における閉ループと開ループ
製品システムの技術的な記述

製品システムからの物質が，同じ製品システムにおいてリサイクルされている。

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リサイクルのための配分の手順

閉ループ

閉物質は，固有の特性を変えることなくリサイクルされている。

開ループ

ループ

開ループ

製品システムからの物質が，異なる製品システムにおいて理沙育されている。
リサイクルされた物質は，固有の特性に対する変化を受ける。

図-製品システムの技術的な記述とリサイクルのための配分の手順との違い
2022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

鉄鋼製品の製品システム（鉄鋼素材）

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鉄鋼素材としての製品システム

鉄鉱石

高炉

転炉

鋼管

H形鋼

配管

建築物

電炉
鉄スクラップ

2022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

鉄の循環（世界）
日本鉄鋼連盟worldsteel: World Steel in Figures 2019
Bureau of International Recycling:
World Steel Recycling in Figures 2014-2018
鉄リサイクリング・リサーチ

102022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

素材のリサイクル効果
原料採掘から工場出荷まで天然資源素材製造最終製品製造

製品
使用

製品
寿命

素材のリサイクル?

日本製鉄

多くの素材は原料採掘から工場出荷までのCO2排出量で計算すればよいが、クローズドループリサイクルされている鉄鋼の場合はどう計算すればよいか？

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2022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

鉄鋼製品の閉ループにおけるリサイクル効果を含めたLCIの考え方 12

1.00+ 0.20 + 0.16

Xpr1.00

Xre+0.81

Xre+=0.55

0.65

高炉材
電炉材
電炉材
高炉材のスクラップ使用率0%、電炉材のスクラップ使用率100%、
Xpr ＝1.0、Xre ＝0.25、R ＝90%、y ＝90%の場合
2022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

複数回リサイクルがある場合のLCI（CO2排出量）

0.9

1.0

従来の考え方製造時のCO2 排出量

0.8

0.8

0.7

0.7

0.6

0.6

0.5

鉄鋼製品のCO2

0.5

0.4
0.3

リサイクルを考慮した考え方

0.9

ライフサイクル平均CO2 排出量

1.0

高炉材のCO20.4

電炉材のCO20.3

0.2

0.2

0.1

0.1

0.00.0高炉材
高炉 電炉材電炉 電炉材電炉 電炉材電炉 電炉材
電炉

鉄鋼

ライフサイクル

鉄鋼

鉄鋼

鉄鋼

鉄鋼

ライフサイクル

クローズドループリサイクルでは、高炉材、電炉材の区別はない。

132022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

ISO 20915規格における鉄鋼製品のシステム境界

従来：
原料から製品出荷まで
原料
採掘

製品
製造

製品
使用

製品
寿命

製品
使用

製品
寿命

ISO 20915規格：
リサイクル効果を考慮した、原料から製品出荷まで
原料
採掘

製品
製造

スクラップリサイクル

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2022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

ISO 20915 規格の環境負荷計算法（スクラップを使用しない場合）

鉄鉱石からの製造時CO2

リサイクル効果を含めたCO2＝鉄鉱石からの製造時CO2相当量スクラップLCI

再生時
CO2
スクラップのCO2削減効果×再生時
歩留-B2

スクラップリサイクル効果

×スクラップ回収率

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2022年3月2日 日本鉄鋼連盟 第17回日本LCA学会研究発表会© 2022 Japan Iron and Steel Federation. All Rights Reserved.

ISO 20915 規格の環境負荷計算法（スクラップを使用する場合）

スクラップ使用に応じて減る
製造時CO2

リサイクル効果を含めたCO2

製造時
CO2（A）
鉄鉱石からの製造時
CO2
相当量＝-(B2-B1)
スクラップ
LCI

再生時
×再生時
CO2
歩留
スクラップのCO2削減効果-B2

実質のスクラップリサイクル効果
スクラップ使用に応じて減る
スクラップリサイクル効果（B1）×スクラップ ×(スクラップ回収率－スクラップ使用率）
回収率

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ISO 20915規格における鉄鋼製品のリサイクル効果を含めたLCIの計算法
高炉材

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電炉材

B1B1
リサイクル効果

AA+(B1－B2)

A
LCI

B1

B2

A+(B1－B2)

LCI

A

B2

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日本鉄鋼連盟の鉄鋼製品のLCIデータ公開■ データ収集時期
2018年度の操業実績。上流はGaBiデータ。
■ 対象製品
16鉄鋼製品（熱延鋼板、冷延鋼板、鋼管、・・・）■ システム境界
スクラップリサイクルを含めたcradle to gate
■ 参加企業15社（高炉3、電炉12）、26サイト。
国内粗鋼生産の85%。
■ データ形式
以下のLCIの製品毎の日本平均値
・スクラップリサイクルを考慮したLCI（A+B1+B2）
・製造時のみのLCI（A）
・スクラップリサイクルの負荷（B1）・スクラップリサイクルのクレジット（B2）■ リサイクル率（加工スクラップ+老廃スクラップ)/鋼材生産量■ 入手法
日本鉄鋼連盟に下記サイトからデータ請求
鉄鋼業界の取り組み: LCIデータコレクション
https://www.jisf.or.jp/business/lca/data/index.html

18日本鉄鋼連盟

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