◆ 特集 1 ◆エネルギーの見える化による CO2 削減目標・計画策定と取り組み

CO 2 排出量算定の仕方〜鉄鋼製品の LCA 〜礒原 豊司雄一般社団法人日本鉄鋼連盟

LCA 検討 WG 主査

日本製鉄（株） 技術総括部部長代理《PROFILE》
略歴：
東京大学大学院（化学工学専攻）修士課程修了
新日本製鐵（現日本製鉄）入社
環境化学研究開発，研究企画，LCA，低炭素化等の業務に従事

1の範囲で計算する。しかし，具体的な最終製品を想定はじめにすれば使用段階も考えられ，さらには製品寿命を迎え

CO2 排出量の算定で最も重要なのは，その計算範囲（シて廃棄された後のリサイクルの効果も含めて CO2 の排ステム境界）で，基本的には製品のライフサイクル全体出量を考えるライサイクルアセスメント（Life Cycleで考える必要がある。製品のライフサイクル全体で考えAssessment，LCA）は，素材製品においても重要である。

た，種々の物質の環境からのインプット（採取），アウ

本稿では鉄鋼製品の LCA を，製造，使用，リサイクルトプット（排出）のデータ（原単位）の一覧リストをラのそれぞれの段階に分けて検討する。

イフサイクルインベントリ（Life Cycle Inventory，LCI）という。LCI では温室効果ガス，酸性化物質等の様々な物質を扱うが，本稿では CO2，あるいはメタン等も含む

2温室効果ガスを対象として話を進める。

鉄鋼製品は製造量が非常に多いため総排出量も多く，鉄鋼製品は基本的には素材製品（中間製品）であ製造段階

鉄鋼産業だけで日本の CO2 排出量（電力配分後）の1）

2）

り，ライフサイクル全体といっても最終製品は極めて13％程度を占める 。しかし例えば図 1

多岐にわたるため，使用段階は考慮しきれない。そのり，新材製造時の質量あたりの温室効果ガス排出原単位

ため，素材製品のシステム境界は，通常は，いわゆる（CO2 当量換算）を自動車車体で用いられる各素材と比

cradle-to-gate と呼ばれる，鉱山（cradle）からの原料較すると，鉄鋼製品の排出原単位は非常に低いことがわ採掘，その輸送，鉄鋼製品製造の出荷門（gate）までかる。

鉄鋼に示すとお2.0-2.5アルミニウム

11.1-11.4

マグネシウム36-56

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）

21-2301020

製造時温室効果ガス排出原単位［kg-CO2eq/kg- 素材］
図1

自動車車体素材製造時の各素材の温室効果ガス排出原単位

研究開発リーダー Vol.19, No.2 202213

通常鋼板
車体

1.3

高強度鋼板
（ハイテン）
車体

1.0

アルミニウム車体

4.4

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）車体

5.7012345

車体製造時温室効果ガス排出量（ハイテン車体との相対値）
図2

自動車車体製造時の各素材の等価機能車体あたりの温室効果ガス排出量

上記は質量当たりの比較だが，鉄鋼と軽量素材とは密4度がかなり異なるため，同一機能である等価車体あたり2）で比較したものを図 2 に示す。この場合でも，通常鋼板や高強度鋼板（ハイテン）はアルミニウム合金や炭素繊維強化プラスチックと比べ，製造段階の温室効果ガス

4.1

リサイクル性とリサイクル効果の考え方
鉄鋼製品のリサイクル性

製品の LCA において，製造，使用段階とともに重要排出量は，かなり低いことがわかる。

なのが使用後の廃棄段階のリサイクル性とリサイクル効3果（天然資源代替に伴う環境負荷低減効果，CO2 排出削使用段階減ポテンシャル）である。鉄鋼以外の素材は一般に廃棄製品使用時の CO2 排出については色々な評価がある

段階での回収率が低く，回収しても他素材と選別しにくが，自動車でいえば質量が使用時の CO2 排出量に直結い上，不純物をほとんど取り除くことができず，限定的するので，使用段階の軽量度の指標として強度あたりのな用途にしかリサイクルできないオープンループリサイ密度（比強度の逆数）で各素材を比較したものを図 33）

クル（あるいはカスケードリサイクル）を形成している。に示す。図のように自動車用鋼板の強度は非常に高く，一方，鉄鋼製品は磁気選別が極めて容易（磁石には事実他の軽量素材と比肩しうる軽量化（＝使用段階の低 CO2上鉄のみがくっつく）で，かつスクラップとしての価値排出）が実現されている。従って，鉄鋼製品は十分に軽があるため，ほぼ全量が回収され，有価物として取引さ量で，自動車での使用時の CO2 排出も非常に低いといれている。その上，鉄鋼はスクラップ回収後に酸化精錬うことができる。

を行うことにより，ほとんどの不純物を酸化物（スラグ）
強度あたりの密度［kg/N・m］
010

自動車用軟鋼板（270MPa）
自動車用普通鋼板（440MPa）
自動車用高張力鋼板（780MPa）

ハイテン

自動車用超高張力鋼板（1,470MPa） 超ハイテン
アルミニウム合金
チタン合金
マグネシウム
ガラス繊維強化プラスチック
熱硬化性 CFRP（迅速成型，Vf ＝ 0.6）
図314

研究開発リーダー Vol.19, No.2 2022

各素材の強度あたりの密度2030

CO2 排出量算定の仕方〜鉄鋼製品の LCA 〜として分離除去することができる

4）

ため，素材本来の

図 4 に示す。図 4 において，赤いバー（A）は鉄鋼製品性質を失うことなく「何にでも何度でも」リサイクルで製 造 時 の cradle-to-gate の LCI（CO2 等 の 排 出 原 単 位 ）き，素材として閉じたクローズドループリサイクルを形を示す。鉄鋼製品は将来リサイクルされるので，当該製成している。従って，鉄鋼製品の CO2 排出を考える上品が将来生み出すスクラップにより天然資源からの製造では，そのリサイクル効果も含めて考える必要がある。

時の CO2 排出量（A）相当量を差し引くマイナスの CO2排出量が，リサイクル効果に相当すると考えられる。た4.2

だし，スクラップの再生プロセス（スクラップ溶融等）

鉄鋼製品のリサイクル効果の考え方における CO2 排出や，再生時の歩留，スクラップ回収

鉄鋼製品は上述のようにほぼ全量がリサイクルされているため，CO2 排出量の算定においてはそのリサイクル効果も考慮に入れないと鉄鋼製品の本来の LCI の計算にならない。

率によりその効果は減じるため，これらの値を差し引くと，実質のリサイクル効果は図の B になる。
もし製造時にスクラップを使用する場合は，図 5 のようになる。すなわち，製造時に使用するスクラップ量

鉄鋼製品のリサイクル効果を含めた LCI の計算法は，（B1）の分だけ，将来生み出されるスクラップが実質目

世 界 鉄 鋼 協 会（World Steel Association，worldsteel）減りするので，その量を図 4 のリサイクル効果（B ＝こが そ の 計 算 法 を 示 し，ISO 20915:2018 規 格 や JIS Qの図では B2）から差し引く。

5）20915:2019 にて規格化されている 。その考え方をリサイクル効果を含めた CO2

製造時
CO2（A）＝ （A − B）（− B）

資源代替効果再生時
CO2−スクラップの CO2
図4−スクラップの CO2×再生歩留

スクラップ
リサイクル効果（− B）−スクラップの CO2×再生歩留×回収率

ISO 20915 規格のリサイクル効果の考え方（製造時にスクラップを使用しない場合）

スクラップ使用に応じて減る
製造時 CO2
製造時
CO2（A）

×スクラップ使用率

リサイクル効果を含めた CO2（B1）

鉄鉱石からの製造時CO2相当量（− B2）

再生時
CO2
スクラップのCO2 削減効果

図5×再生時歩留＝（A ＋ B1− B2）

スクラップ
リサイクル効果（B1 − B2）

×スクラップ回収率

ISO 20915 規格のリサイクル効果の考え方（製造時にスクラップを使用する場合）

研究開発リーダー Vol.19, No.2 202215この場合，製造時の CO2 排出量（A）はスクラップ使

なお，各社の個別製品の CO2 排出原単位について用量に応じて減少しているが，その減少量は実は B1 とは，一部の製品において，SuMPO 環境ラベルプログ

5）同じである 。これは，リサイクル効果を考慮したライラム（一般社団法人サステナブル経営推進機構が運フサイクル全体での CO2 排出原単位は製品製造時のス営）におけるエコリーフ宣言

クラップ使用量によらず一定となるということを示してProduct Declaration）と呼ばれる環境ラベルとして公開いる。すなわち，スクラップ使用量が少ない高炉材も，されている。図 6 にその一例を示す。図 6 の枠で示さ多い電炉材も，スクラップ使用によるリサイクル効果をれているように，「製造のみ」の値（cradle-to-gate）に考慮すれば，製品のライフサイクルにおける CO2 排出加えて，「製造＋間接影響」の欄にリサイクル効果を含原単位は同じである。これは，上記規格から導かれる重めた値が記載されている。これを見てわかる通り，鉄鋼要な結論である。

製品におけるリサイクル効果は大きく，製造段階のみの8）や EPD（Environmental値（図 6 の例では 2,000 kg-CO2eq/t）に対して，リサ鉄鋼製品のリサイクル効果を含めた
5
CO2 排出量データ

イクル効果も含めた値（同 870 kg-CO2eq/t）は半分以下になることがわかる。

上記規格に基づき計算された鉄鋼製品の LCI データ
は，世界鉄鋼協会，および日本鉄鋼連盟で，それぞれ世6）界（データ収集協力各社）平均値 ，日本（日本鉄鋼連7）盟でのデータ収集協力各社）平均値 が公表されており，データ請求すれば無料で入手できる。特に日本平均値は日本の粗鋼生産量の 85％をカバーしており，鉄鋼製品の CO2 排出原単位の最も信頼がおけるデータということができる。

図616

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鉄鋼製品のエコリーフの例

8）

CO2 排出量算定の仕方〜鉄鋼製品の LCA 〜

6

最後に鉄鋼製品は，上述のようにほぼ全量が素材としてのクローズドループリサイクルを形成しているため，その実態に即してリサイクル効果を含めて CO2 排出量を考えることが極め重要であり，その考え方を正しく理解した上で鉄鋼製品の CO2 排出量を計算し，LCA を考えることが必要である。
また，鉄鋼製品は鉄鋼メーカー自身による CO2 排出量データが整備されており，入手も容易なので，ぜひ，これらの信頼性の高いデータを用いた CO2 排出量計算や LCA 検討を行っていただければ幸いである。

参考文献
1）環境省，2020 年度温室効果ガス排出量排出量（確報値）
2）WorldAutoSteel, Life Cycle Assessment : Good for the Planet, Goodfor the Auto Industry (http://www.worldautosteel.org/download̲ﬁles/Communication/Communication%20-%20Car%20Manufacturers%205.0̲A4̲20130404.pdf) を一部改変
3）アーサー・D・リトル（ジャパン），平成 25 年度産業技術調査事業
重要技術分野に関する技術動向等調査 成果報告資料（https://img.minsaku.com/wp-content/uploads/2019/02/081608
42/E004083̲sankobunken3.pdf），P. 22（2014）から作図
4） 平 木 岳 人 ら： 第 23 回 廃 棄 物 資 源 循 環 学 会 研 究 発 表 会（2012）23̲2695）礒原豊司雄ら：鉄鋼製品のクローズドループリサイクル，第 17 回
日本 LCA 学会研究発表会（2022）3-B1-03
6）worldsteel, Life cycle inventory (LCI) request form
(https://worldsteel.org/steel-by-topic/life-cycle-thinking/lca-lciform/)7）日本鉄鋼連盟，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）
8）SuMPO 環境ラベルプログラム（https://ecoleaf-label.jp/）

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