740

レ

ビ ュ ー
鉄

と

鋼 Tetsu-to-Hagané Vol. 100 (2014) No. 6

鉄鋼製品のリサイクル性と世界の累計鉄鋼蓄積量
高松信彦 1）・米澤

公敏 2）・上野博則 1）・玉城 わかな 3）＊・林誠一 4）

Steel Recycling Circuit in the World
Nobuhiko Takamatsu, Kimitoshi Yonezawa, Hironori Ueno, Wakana Tamaki and Seiichi Hayashi

Synopsis : In recent years, while comparing materials has been actively performed by utilizing LCA, in consideration of the lifecycle of a material, recycling is an important factor that influences the overall lifecycle of the materials. However, there is little material of which statistical datain the recycling industry, in other words the venous industry, is arranged. In addition, a definition of the recycling and an amount of material
being recycled are different for each material and further, even though it is the same material, the definition of the recycling and the amount ofmaterial being recycled are greatly different depending on publicized reports.
Among the materials, qualitatively, steel material is said to have high recycling performance but there is not much statistical data regarding
recycling thereof. Thus, it is often to indicate a quantitative recycling rate as Recycled Content (a ratio of using steel scrap). However, theRecycled Content of steel manufacturing in Japan is as low as 30%, in accordance with a recent increase in steel consumption, which gives animpression departing from the original meaning of qualitatively “high recycling performance”.
Based on the above background, we have collected the quantitative data regarding steel manufacturing for each country of the world andestimated world steel stock (accumulated) in 2008 using the collected data in consideration of a loss or the like in the steel making process.
As a result of the estimation, the world steel stock (accumulated) in 2008 was 22 billion tons including the amount of loss. This amount wasconverted into an amount in terms of Fe and it was estimated that there was 20.8 billion tons excluding the amount of loss. In this review, therecycling rate is considered to be an obsolete scrap recovery ratio and the idea and the estimation method are presented. As a result of collecting data for a long period of time, verifying data and examining the inspection method, material balance of the steel is confirmed and a world
steel recycling circuit can be created.
Key words: steel making; steel scrap; obsolete scrap; pig iron and steel scrap supply; pig iron and steel scrap demand; recycled content; obsolete scrap
recovery ratio.

1. 緒言の低い数字となってしまい，定性的な「リサイクル性が良い」とは，かけ離れた印象を持たれていた。これは，鉄鋼材

1990 年代後半に地球環境問題が声高々に叫ばれる様に料の使用が多岐に渡り，その寿命も長い為，何時の時代のなり，LCA を活用した素材間比較も素材間戦争と呼ばれ鉄鋼材料が何時リサイクルされたかが判らないことによるる勢いで盛んに行われていた。ライフサイクルを考える場と思われる。例えば，スクラップが集まれば，リサイクル

合，リサイクルは全体を左右する大きな要素になるが，静は容易だが，集まった量が把握できない，或いは，集まる

脈系の統計データが整った素材は少なく，またリサイク

べき量が把握できないことにその問題があった。

ルの定義や使用される数量についても，素材ごと，さらにこれら静脈系の統計データに関して，日本国内では，経は同素材であっても公表されるレポートによって大きく

済産業省より毎月公表される「鉄鋼・非鉄金属・金属製品

異なっていた。このうち，鉄鋼材料は，定性的にはリサイ

1）
統計月報」
には，スクラップ購入量（統計上は「受入」とクル性が高いと言われるものの，スクラップに関する統計記載），スクラップ自家発生量（統計上は「発生」と記載），

データが少なく，定量的なリサイクル率については多くのスクラップ消費量が記載されている。これら公表データ，

場合 Recycled Content（スクラップ使用比率）で表示されて鉄鋼製品やスクラップの輸出入に関する公表データおよびいることが多い。しかしながら，日本の鉄鋼生産における鉄鋼業内における独自の調査データを用いて，（一社）日Recycled Content は，近年の鉄鋼消費の拡大に伴い，30% 台

本鉄源協会では，日本国内の鉄鋼材料の蓄積量，即ち鉄鋼

平成 25 年 10月28日受付 平成 26 年 3月5日受理（Received on Oct. 28, 2013；Accepted on Mar. 5, 2014）
1） 新日鐵住金（株）（前 IISI）（Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, 2-6-1 Marunouchi Chiyoda-ku Tokyo 100-8071，formerly IISI）
2） 新日鐵住金（株）（Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation）
3） 文部科学省科学技術政策研究所（現：特許業務法人 志賀国際特許事務所外国技術部）（National Institute of Science & Technology Policy, Ministry of Education,
Culture, Sports, Science & Technology, now Shiga International Patent Office）
4）（株）鉄リサイクリング・リサーチ（Steel Recycling Research Corporation）＊ Corresponding author : E-mail : tamaki.wakana@shigapatent.com（1-9-2 Marunouchi Chiyoda-ku Tokyo 100-6620)
DOI : http://dx.doi.org/10.2355/tetsutohagane.100.740

26鉄鋼製品のリサイクル性と世界の累計鉄鋼蓄積量

蓄積量増分および累計鉄鋼蓄積量を統計値（鉄源協会推計

鋼蓄積量を推計している。さらに Kozawa and Tsukihashi11）2）値）
として公表している。なお，公開されている限り，日は，世界の累計鉄鋼蓄積量を時系列で推計し，GDP の推移

本で初めて累計鉄鋼蓄積量の推計は，吉本ら による積みとの高い相関を明らかにしている。

3）上げ方法（ボトムアップ方法）による累計鉄鋼蓄積量の推

また，高松が 2004 年から勤務した IISI（International Iron

計である。

and Steel Institute，2008 年に World Steel Association に改称，筆者の高松らは，鉄源協会推計値 2）を知り，累計鉄鋼蓄

略称 WSA）
・環境委員会でも「なんとか鉄のリサイクル性

積量から鉄の循環を表すことを意図した Fig.1（図は，2003

を訴えたい」との声が強かったため，日本の様に世界の年の鉄鋼循環図 日本鉄源協会）に示すような鉄鋼循環図を

鉄鋼循環を表現することを試みた。現在，世界では約 13

作成することを考えた。鉄鋼循環図を作成するためには，億トンの粗鋼が生産されており，例えば，『IISI Steel Facts

鉄鉱石などの原料の消費量や粗鋼生産量以外に，累計鉄鋼

9）
2006』
に記載されているように 4 億トンを超えるスクラッ

蓄積量やスクラップ消費量などの静脈系の情報が必要となプが使用されている。また，世界の鉄鋼循環に関する統計る。そこで，高松らは（一社）日本鉄鋼連盟において，1998

データのうち，粗鋼生産量などの生産に関する統計データ

年の統計データ（鉄源協会推計値 ）を基に 2000 年に初めは 150 年前（1850 年代）から収集されており，スクラップて鉄鋼循環図 を作成した。

についても 40 年前（1970 年代）から IISI（ 現 WSA）に統計

2）

4）

そ の 後，日 本 国 内 の 鉄 鋼 蓄 積 量 増 分 に 関 し，筆 者 のデータ 10）として蓄積されている。これら過去の文献から時Tamaki and Hayashi5）による鉄源協会推計値 2）を基に部門別

代ごとの「プロセス効率」を仮定することができれば，スの鋼材生産量と間接輸出入とから部門別の鉄鋼蓄積量増分

クラップ消費量を決定でき，世界の鉄鋼蓄積量増分およの推計が行われ，さらに，（一社）日本鉄源協会とは別に，

び累計鉄鋼蓄積量が推定できることが判った。また，スクスクラップの発生源を明確にするため，日本国内の大学等

ラップの内訳に関して，製鉄所内の自家発生スクラップ 1），

でも積極的に調査・研究が行われている。例えば，Daigo

機械部品製造時の加工スクラップおよびその製品寿命を終

ら は累計鉄鋼蓄積量を「将来スクラップとして回収されえた老廃スクラップの 3 種類に上述の統計データ 10）と各種るか否か」の視点から累計鉄鋼蓄積量の内訳を，理論に基の係数の設定とを基に推計を行い分類することが可能でづいたモデリングにより分類し，Hirato ら は用途別の累あった。なお，日本では，自家発生スクラップ消費量 1）は計鉄鋼蓄積量をトップダウン方法とボトムアップ方法と統計データとして報告されている。また，加工スクラップの 2 種類の手法により推計し評価を行っている。また，Hsuと老廃スクラップとの合計量はスクラップ消費量 1）から自ら は衛星画像を用い建築部門・土木部門における累計鉄家発生スクラップ消費量 1）を差し引くことで求められてい

6）

7）

8）

Fig. 1. Steel Circuit of JAPAN. (Online version in color.)
27

741

742

鉄と鋼 Tetsu-to-Hagané Vol. 100 (2014) No. 6

る。さらに，（一社）日本鉄源協会では，加工スクラップ消扱うこととした。

費量について，5 年に一度行われる加工スクラップの発生

鉄鋼製品（鋼材）のライフサイクルを考えると，製鉄所実態調査によって加工係数を求め，加工スクラップ発生量

での製造段階，鋼材出荷後の鋼材使用製品（例えば，自動を推計している。また，同協会では，発生した加工スクラッ

車部品）への加工時，更に，その製品の End of Life の段階

プは全て回収・消費されるとして，加工スクラップ発生量

で，それぞれスクラップが発生しており，それぞれ自家発を加工スクラップ消費量と見なし，前述の加工スクラップ生（リターン）スクラップ，加工スクラップ，老廃スクラッと老廃スクラップとの合計量より，加工スクラップ消費量

プと呼ばれている。この自家発生（リターン）スクラップ，を差し引いた残りを老廃スクラップ消費量としている。し加工スクラップおよび老廃スクラップの合計の消費量が本かしながら，世界の累計鉄鋼蓄積量の推計において，日本

推計におけるスクラップ消費量である。

の様に統計値が揃っている国は少ないため，IISI に報告さ

なお，日本では以下の方法で各年の鉄鋼蓄積量，即ち鉄れている統計値を使用し，プロセス効率，熱間歩留，加工

鋼蓄積量増分および累計鉄鋼蓄積量が推計されている。廃係数を設定することで，自家発生スクラップ消費量，加工棄量とは，沈没した船や，コンクリート等と一緒に廃棄さスクラップ消費量，老廃スクラップ消費量を推計した。本

れる鋼材を含んでいる。

レビューでは，筆者らが 2004 年から行ってきたこれらの調各年の鉄鋼蓄積量（鉄鋼蓄積量増分）＝各年の最終鋼材査の推計手法と結果および世界の累計鉄鋼蓄積量と鉄のリ生産量 1）＋（各年の鋼材輸入量 13）＋各年の鋼材間接輸入

サイクル率との関係に関する一考察について報告する。

量 12）＋各年のスクラップ輸入量 2））−（各年の鋼材輸出
量 13）＋各年の鋼材間接輸出量 12）＋各年のスクラップ輸

2. 世界の累計鉄鋼蓄積量の推計
2・1

出量 2））−（各年のスクラップ消費量 1）−自家発生スク

累計鉄鋼蓄積量の概念

世の中では色々な鉄鋼製品がその機能を果たしており，それらの鉄鋼製品を Working Steel と称す。

式（1）

累計鉄鋼蓄積量＝Σ（各年の鉄鋼蓄積量）

式（2）

この式（2）を用いて，世界の累計鉄鋼蓄積量を推計する

この Working Steel には，自動車の鋼板や建築物や道路の場合には，鋼材およびスクラップ輸出入量が相殺される

鉄骨，船舶に使用される厚板等様々な鉄鋼製品が含まれる。日本の累計鉄鋼蓄積量統計値である鉄源協会推計値

ラップ消費量 1））−廃棄量

為，以下の様に簡素化できる。

2）

世界の累計鉄鋼蓄積量＝Σ（最終鋼材生産量 10））−Σ（スには一部既に廃墟になった家屋やビルが含まれていること

クラップ消費量 10,14）−自家発生スクラップ消費量）−Σ

は否めない。但し，全体の中でのその割合は極めて低いと（廃棄量）思われる。例えば，以前日本では路上放置（放棄）された自式（3）動車が問題となっていたが，統計上のそれらは数万台，重ここで，式（3）に示した最終鋼材生産量 10）は統計データ

さにすれば数万トン足らずであり，日本のスクラップ取扱として把握されているものの，報告国によっては熱間圧延量（消費量＋輸出量）の約 4500 万トン／年に比べると 0.1%

鋼材とダブルカウントされている可能性があるため粗鋼生のレベルである 。また，ビルや橋梁の基礎として埋め殺

産量 10）およびプロセス効率等との関係により式（4）のよされている鋼材については，改めてビルや橋が建設される

うに置換することが出来る。また，スクラップ消費量 10,14）時に再度基礎として流用されていること等を考慮し，世界および粗鋼生産量 10）は，鉄（Fe）分量に換算した Fe ベーの累計鉄鋼蓄積量の推計において，これらはすべて有効なスで次のように表現できる。ここで，Stoc：鉄鋼蓄積量増

社会蓄積であるとの仮説をおいた。つまり，本レビューに

分，St：粗鋼生産量 10），P：銑鉄生産量 10）と直接還元鉄生

おける世界の累計鉄鋼蓄積量には，基礎工事に使われた鉄産量 10）との合計量，Sc：スクラップ消費量 10,14），Scir：自筋や鉄骨，廃線になった鉄道やトンネルは含まれている家発生スクラップ消費量，Spro：加工スクラップ消費量，ことになる。即ち，場所を特定できる鉄鋼材料は，すべてSobs：老廃スクラップ消費量，ε：加工係数，Stac：累計

Working Steel として計上し，言い換えれば Working Steel と鉄鋼蓄積量，η：プロセス効率，ζ：熱間歩留，Sfin：最終は，社会蓄積であり，場所を特定できる鉄であるとした。

鋼材生産量，Unk：廃棄量（不明量）である。

12）

図面等で場所が特定できる鉄鋼製品は，お金さえ掛けれ

まず，最終鋼材生産量は下記式（4）で表される。

ば，正確に掘り出して原料として使うことのできる鉄鋼製式（4）品であり，有事の活用が可能である。
一方，海に沈んでしまった船やコンクリート塊と一緒にこの式（4）を式（3）に代入すると式（3ʼ）となる。

埋め立てられた鉄鋼製品は，場所を特定することが出来な
いため，二度と原料として使用をすることが出来ない。こ式（3ʼ）

れらの鉄鋼製品は本推計において廃棄物（不明量）として28

鉄鋼製品のリサイクル性と世界の累計鉄鋼蓄積量

ここで，スクラップ消費量は下記式（5）で表される。

消費量は，加工係数と鉄鋼熱間圧延製品生産量との関係から求め，老廃スクラップ消費量は，スクラップ消費量から，式（5）自家発生スクラップ消費量および加工スクラップ消費量を次に，統計データとして把握されていない自家発生スク減じたものとした。

ラップ，加工スクラップ，老廃スクラップについては下記（2）各種パラメータの設定

式（5-1）〜（5-3）で表される。

1）プロセス効率
プロセス効率は，Fe 換算した Fe ベースの銑鉄生産量と式（5-1）

直接還元鉄生産量との合計量，即ち，装入 Fe から粗鋼 Fe に式（5-2）式（5-3）

至る製鋼プロセスにおける歩留に相当する効率として定義した。粗鋼生産量，銑鉄生産量と直接還元鉄生産量との合

これらより式（3ʼ）において廃棄量（不明量）を 0 とした

計量は，統計データが 1870 年以降揃っているので，これら場合，累計鉄鋼蓄積量は，粗鋼生産量，銑鉄生産量と還元のデータを使用して Fe ベースのスクラップ消費量を推計

鉄との生産量の合計量，プロセス効率，加工係数，熱間歩した。製鋼プロセスは歴史的にみれば，Fig.2 に示す様に，

留および廃棄量で表すことができる。なお，廃棄量（不明

ベッセマー炉，平炉，転炉，電気炉と変遷をたどっている量）を考慮する場合は，各年の老廃スクラップの 15% を廃ため，過去のプロセス効率をプロセス毎に推計し，製鋼法

棄量（不明量）とした。

別の粗鋼生産量の加重平均にてその年の平均のプロセス効率を算出した。各プロセスの歩留については，技術論文に

式（3ʼʼ）
2・2

見られる効率 16–18）を参考にベース値とし，ベッセマー炉等

推計に必要なデータとパラメータのプロセスごとに普及時の立ち上がり等を考慮して経時的（1）使用できる統計データの検討に歩留を改善させた（Table 1）。1975 年以降については，ス

鉄鋼製品の累計鉄鋼蓄積量を推計するためには，本来，クラップ消費量の統計値が存在するため，この効率は計算

粗鋼生産が始まって以来のすべての統計値を頼りに各々を上不要であるが，それ以前の歩留については 1975 年のベー推計する必要がある。しかしながら，現存する最も古い統

ス値との整合性を確保するために，統計値と計算値とが合

計値は，粗鋼生産量が伸びてきた 1870 年頃からの粗鋼生産致するよう配慮して設定を行った。

量と銑鉄生産量とであり，その統計値をベースに欠けている必要なデータを推計した。なお，本推計において，使用したデータとその有効期間を以下に示す。
1869 年から 2011 年までの世界の粗鋼生産量および世界の銑鉄生産量は，ドイツ鉄鋼統計 15），WSA「Steel Statistical
10）
Yearbook」
よりデータを採用した。また，すべての期間にわたってデータは認められないが，部分的にデータが存在する統計もあった。直接還元鉄生産量は WSA「Steel
10）
Statistical Yearbook」
よ り 1975 年 か ら 2011 年 ま で の デ ー

タ を，世 界 の ス ク ラ ッ プ 消 費 量 は WSA「Steel Statistical
10）
Yearbook」
より 1975 年から 2008 年までのデータを採用

し，1975 年以前または，2009 年以降は Fe バランスを用い，粗鋼生産量，プロセス効率，銑鉄生産量，直接還元鉄生産
量の Fe 含有量を仮定して推計した。主要国の鉄鋼熱間圧

Fig. 2. Portion of Steel making process. (Online version in color.)

延製品生産量のデータは，1870 年から 2011 年までのデー
タのうち，一部は WSA「Steel Statistical Yearbook」10）に公開

Table 1. Process Yield by steel making method.
(Online version in color.)

され，一部は WSA に非公開統計 14）として存在しており，
2011 年のカバー率は，82.3% だった。ここで，鉄鋼熱間圧延製品の製品歩留については，鉄鋼熱間圧延製品生産量と粗鋼生産量から推計した。また，スクラップ消費量について
は，粗鋼生産量，銑鉄生産量，直接還元鉄生産量と，各種文
献 10,14,15）に見られる製鋼工程での歩留，即ち，プロセス効率と鉄鋼熱間圧延製品生産量の歩留とを用いて Fe バラン
スから推計した。スクラップ消費量のうち加工スクラップ
29

743

744

鉄と鋼 Tetsu-to-Hagané Vol. 100 (2014) No. 6

また Fig.3 に示すプロセス効率は，1975 年以降は，スク工程にも歩留まりが存在する。なお，鉄鋼製品によってラップ消費量，粗鋼生産量および銑鉄生産量が統計値とは，熱間製品から最終鋼材までの間の工程において，実際して使用できるので，プロセス効率を逆算して推計していにはロス分（歩留落ち）が発生しているが，このロス分はる。この際に，自家発生（リターン）スクラップのうち粗鋼非常に小さいとして，本推計では最終鋼材から鉄鋼製品を生産時に生じる製鋼スクラップについては，1990 年以降の生産する工程における歩留を加工係数として設定した。加プロセス効率の推計に反映されている。製鋼スクラップが工係数については，過去の加工係数を設定（1870 年：0.30，

発生するケースでは，プロセス効率を求める式の分子が溶

2005 年：0.11）し，その間は年毎の改善を考慮し，Fig.5 の鋼ベースとなるため，効率は高くなる。近年のプロセス効通りとした。

率はこれが定義となっていると考えられる。製鋼スクラッ

4）その他のパラメータ

プはインゴット時のスクラップ発生率を 10%，連続鋳造

本レビューでは物質量バランスを適切に捉えるため，Fe（CC）のスクラップ発生率を 2% とし，CC の普及率によりベースにて推計を行っている。統計値である素材量から Fe

製鋼スクラップ発生率を算出して決定した。この際のプロ量への変換には，下記の関係を仮定して用いた。Fe 換算しセス効率の計算式を式（6）に示す。1990 年以前はスクラッ

た粗鋼生産量は，粗鋼生産量の 99% とした。また，熱間圧

プ消費量，CC 普及率ともにデータの信頼性を欠くため，製延製品生産量および最終鋼材生産量の 99% を Fe ベースの

鋼スクラップによる影響は考慮していない。ここで StFe：

熱間圧延製品生産量および最終鋼材生産量とした。また Fe

Fe ベースの粗鋼生産量，PFe：Fe ベースの銑鉄生産量と直ベースの老廃スクラップは，推計した老廃スクラップ消費

接還元鉄生産量との合計量，ScFe：Fe ベースのスクラップ

量の 95% とした。Fe 換算した銑鉄生産量は，銑鉄生産量の消費量，R：製鋼スクラップの消費量，RFe：Fe ベースの製

91% から 94% とした。また Fe 換算した直接還元鉄生産量

鋼スクラップの消費量，CC：CC 普及率として式（6-1, 6-2）

は，直接還元鉄生産量の 91% とした。

よりプロセス効率を推計した。
式（6-1）
式（6-2）
式（7）2）熱間歩留粗鋼から熱間製品を製造する工程における歩留は，熱間歩留である。熱間歩留は，主要国（米国，日本，欧州，旧ソ連における熱間歩留の統計値の平均値）を過去に遡って調査し算出した。1920 年以前については統計値が収集できなかったため，60% から徐々に向上したと仮定して，1920 年
以前を漸減させて設定した。設定した熱間歩留の変遷についは Fig.4 に示す。
3）加工係数
最終鋼材から社会に投入にされる鉄鋼製品を生産する

Fig. 4. Yield average (from crude steel for hot products), JAPAN, US, EU, and U.S.S.R. (Online version in color.)

Fig. 3. Trend of the process Yield. (Online version in color.)

Fig. 5. Processing loss Ratio. (Online version in color.)30

鉄鋼製品のリサイクル性と世界の累計鉄鋼蓄積量（3）スクラップの発生実態

本レビューにおいて推計のために定義した鉄鋼循環の概一言に「スクラップ」といっても，上述したように鉄鋼念図は Fig.6 の通りである。

製品のライフサイクルの中のどの段階で排出されるかに

2・3

調査および推計結果

よって，その性状，素性には大きな差がある。

（1）粗鋼生産

自家発生（リターン）スクラップは，最終鋼材や鉄鋼製

Fig.7 に推計の基本となった 1900 年からの粗鋼生産の推品と成分的には同質であるので，非常に綺麗で純粋な貴重移を示す。併せてスクラップ消費量を示す。歴史的には，な原料として，多くの場合，製鉄所内の製鋼工程に 100%

Primary Fe（Steel）の比率（＝ 1-Recycled Content）が低下し戻され再生される。

た後，鉄鋼需要の急激な増大に伴い，その比率が安定，若加工スクラップは，新品の最終鋼材を単に切断等の加工

しくは，やや上昇していることが解かる。これは，需要のが施されたものなので，純粋な最終鋼材と同等の良質な原

急激な伸びに対応し，それまでの主力プロセスであった平料として回収され，ほぼ 100% 再生されている。

炉法から転炉法に変わり，溶銑の使用が急激に増加したこ

老廃スクラップは，鉄骨の様に古いが比較的 Fe 分の高いとによるものと考えられる。従って，この時期に Primary

形で回収されるものもあれば，自動車の A プレスの様に銅Fe（Steel）の比率がやや上昇に転じていた。

線やプラスチックなどのその他の素材をかなり内在した形（2）世界の鉄鋼蓄積量増分および累計鉄鋼蓄積量で回収されるものがあり，いくつかに分類，グレード分けさ

上述の方法により算出された 2011 年に社会に蓄積したれてスクラップ市場で取り扱われる。この中には，コンク

鉄鋼量，即ち 2011 年の鉄鋼蓄積量増分は Fig.8 に示す通り，

リート塊に閉じ込められたまま埋め立てられている鉄筋等

ロスを含むと 10.3 億トン，Fe 換算した Fe ベースの鉄鋼蓄もあると考えられる。この老廃スクラップの取り扱いにつ

積量増分は 10.2 億トンだった。また，ロスを除く 2011 年の

いては，各国の状況が異なる為，一括りに論じることは出

鉄鋼蓄積量増分は 10.1 億トン，ロスを除く Fe 換算した Fe

来ない。しかし，何れにしても，回収されたこれらスクラッ

分ベースの 2011 年の鉄鋼蓄積量増分の 10.2 億トンだった。

プの殆どは原料即ち装入鉄分として鉄鋼業へ戻っていく。

また，Fig.9 に示す通り，2011 年までの累計鉄鋼蓄積量は廃Fig. 6. Conceptual diagram of steel recycling circuit. (Online version in color.)

Fig. 7. The amount of Crude steel production and Scrap and Primary Steel Rate. (Online version in color.)

Fig. 8. Steel Stock in the World. (Online version in color.)
31

745

746

鉄と鋼 Tetsu-to-Hagané Vol. 100 (2014) No. 6

棄量（不明量）を考慮しない場合は，251 億トン，Fe 換算しFig.11 に示すように，リーマン・ショックを背景に，粗鋼た Fe ベースでは 248 億トンと推計された。また，廃棄量（不生産が落ち込んだ 2009 年以降は，老廃スクラップの消費量明量）を考慮する場合は，2011 年までの累計鉄鋼蓄積量はは減少している。

238 億トン，Fe 換算した Fe ベースでは，235 億トンと推計

3. リサイクル率の定義された。累計鉄鋼蓄積量は近年の高い生産によりさらに増大しつつあることを示している。
（3）スクラップ品目別推移「リサイクル率」と言葉は，技術論文に限らず一般に広くまた，1870 年からのスクラップの種類別消費量を推計し使用され，一見理解しやすい言葉であるが，その定義は必た結果を Fig.10 に示す。スクラップ消費量は増大している

ずしも統一されていないばかりか，曖昧なものが多い。既が，とりわけ 2008 年までは，自家発生（リターン）スクラッ

存の「リサイクル率の定義」について下記にまとめる。

プが減少し，老廃スクラップが急増している。自家発生（リ3・1

WSA の発刊書 19）に見られるリサイクル率ターン）スクラップの減少は，連続鋳造化の進展による熱WSA（World Steel Association）
が発行している「Sustainability

間歩留の向上に起因するものであり，老廃スクラップの急Report」19）で は，世 界 平 均 の「Recycled Content」が 報 告 さ

増は，過去に社会に投入された鉄鋼製品が寿命を迎え発生れている。この値が主に利用される理由には大きく 2 つあ

してきていると捉えることができる。加工スクラップと老る。まず第 1 に WSA に報告されている各国の統計値の合

廃スクラップを合わせた合計量を，スクラップ消費量との計より簡単に算出できること，第 2 に正確なリサイクル率

比率で評価すれば，2008 年までは 80% を超えており，今後

は分子，分母となる内容とその定義が曖昧であることに加のスクラップの主流となると推計された。しかしながら，

え，すべてのデータを集めることができないためである。

Fig. 9. Accumulated Steel Stock in the World.
(Online version in color.)

Fig. 10. Scrap Consumption. (Online version in color.)

Fig. 11. World scrap recovery. (Online version in color.)
32

鉄鋼製品のリサイクル性と世界の累計鉄鋼蓄積量

また，収集したデータについては，報告国の増減やダブル

Recycling Rate 3 ＝ Recovering rate

カウントなどデータの正確さを欠いていることが指摘され＝（Scrap market）（Possible/
Scrap Generation）ており，分子／分母を正確に推計できない。しかしながら，式（10）周知のようにリサイクル性（Recyclability）は，鉄鋼製品の大きな長所の一つであり，判りやすく表現し易い新たな定（4）特定の製品についてその特定製品由来のスクラップが義が必要であろう。

消費された量の比率
特定の製品（例えば，自動車鋼板）が，その特定の製品（自Recycled Content ＝ Scrap usage / Crude Steel Production

動車鋼板）にリサイクルされる率を定義しようと試みるも

式（8）
3・2

のである。一般的には特定商品から特定商品に戻る率，例

色々なリサイクル率の定義

え ば，Car to Car，Can to Can，更 に は，自 動 車 の Fender to

リサイクル率については色々な定義がある。そのうち，Fender を持って Closed Recycle と称されている。しかし実鉄のリサイクル率として使用されているリサイクル率の定際には，スクラップは自動車以外の製品から（例えば建築義を整理した。

物など）多く発生するためにこの分子にあたる特定の製品，（1）スクラップ配合率

即ち鉄鋼用途でのスクラップ消費量は推計でのみ求められ前述のように，スクラップ配合率を，便宜的にリサイク

るが，式（10）と同じように推計手法が確立していないた

ル率としているケースがある。例えば，2005 年に IISI よりめに正確性を欠いた推計値である。

発行された「Sustainability Report」 では，「Steel Recycling」
19）

Recycling Rate 4 ＝ Scrap Usage for the specific products /と 表 記 さ れ て い る。因 み に，2005 年 版 19） で は，SteelSpecific Steel products

Recycling は 42.3% となっているが，その値に対し IISI 環境委員会において「リサイクルの実態から考えると低過ぎる」

式（11）（5）その他のリサイクル率との指摘や，現在の鉄鋼需要の延びは年率 5% を超えるが，その他のリサイクル率については下記のような種類があスクラップの発生量はその勢いで延びない為スクラップ配る。日本でのスチール缶リサイクル率 20）は缶のプレススク

合率が低下し，「見かけ上，リサイクル性が低下しているよ

ラップ等を分子に同年の缶の生産量を分母としている。な

うな印象を与える」という指摘があった。

ぜ，スチール缶だけがこのような定義を定められるのかという理由は，他の製品，例えば自動車や建築物は社会に投Recycling Rate 1 ＝ Steel Recycling

入されてからスクラップとして回収されるまでの期間が 7＝ Scrap usage / Crude Steel Production

年から 40 年程あるが，缶は 1 年以内となっており，生産か式（8ʼ）

ら回収までが短期間であるためこのような方法を用いてリ（2）購入量に占めるスクラップ使用量の比率

サイクル率を設定することができるからである。

スクラップ発生量の具体的な把握は非常に難しい。そのまた，自動車のリサイクル率は自動車を構成する素材の為，便宜的にスラップ市場での取扱量を分母とし，自家発多さゆえに，素材ごとのリサイクル率は定義していない。

生スクラップ，加工スクラップおよび老廃スクラップ合計

その代り，自動車リサイクル法に基づき報告された埋め立のスクラップ消費量を分子として，リサイクル率を定義して率から逆算する手法でリサイクル率を定義している。

ている場合がある。しかしながら，市場で取り扱われるス

さらに日本鉄源協会では累計鉄鋼蓄積量と老廃スクラッ

クラップは，加工スクラップおよび老廃スクラップなの

プとの関係により老廃スクラップ回収率を定めている 2）。

で，この定義の場合，リサイクル率が 100% を超える可能

これは累計鉄鋼蓄積量のうち毎年何 % が老廃スクラップ性もある。

化するかということを示しており，毎年の鉄鋼蓄積量増分が減少し，また老廃スクラップ消費量が増加することによ

Recycling Rate 2 ＝ Scrap consumption / Scrap Generation（スクラップ市場での取扱量）

り，この老廃スクラップ回収率は上昇傾向となる。

式（9）このように，様々なリサイクル率が使用されている為，（3）推計したスクラップ発生量のうち市場で回収された量一概にリサイクル率を定義することは非常に難しいというの比率ことができる。

リサイクル率と言うよりも，「回収率」との考え方に適し

ここで，特定の商品に戻る，即ちリサイクルされるもの

た定義である。
（2）の定義同様，「回収率」としては，理解だけを Closed Recycle と称する考え方において，その他のし易い定義であるが，分母であるスクラップ発生量に関す製品にリサイクルされるものを，Open Recycle と称し，グる統計データは存在しない。よってこのスクラップ発生量

レードダウンを伴うリサイクルとされている。本レビューに関する推計手法が確立していないために，定義が曖昧でにおける鉄鋼製品とはあくまで全ての鉄鋼製品そのものある。

でありであり，決して缶や自動車などの個別の鉄鋼製品で
33

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鉄と鋼 Tetsu-to-Hagané Vol. 100 (2014) No. 6はない。全ての鉄鋼製品を全ての鉄鋼製品にリサイクルす上げたものから発生するために，スクラップは循環していることこそ「「Steel to Steel」の「Closed Recycle」である」とると考える。しかし，実際には，このスクラップ中からもいうのが，その基本的な考え方である。鉄鋼製品は，世の消えてしまうロス分は存在するため，そのロス分を補う量

中の多くの商品に使われている為，この考え方を適用する

は鉄鋼蓄積量増分から差し引いて Fe バランスを成立させと，その商品に見合っただけのリサイクルルートの確立がた。本推計においては老廃スクラップの 15% を廃棄量（不必要になってしまう。日本のスチール缶は，缶だけを選別明量）と考えた。本推計において廃棄量（不明量）は累計鉄して集めているものの，厳密に言えば，すべてが缶製品に

鋼蓄積量の中に含まれている場合も想定した。そのため，戻る訳ではなく，缶の他に，厚板，自動車用鋼板や電磁鋼

実質的なロス（Real waste loss）は式（12）で表せる。

板のように高級鋼材に戻るものもあれば，その他の鉄鋼製

Real waste loss ＝（Hot metal）×ηp

品にリサイクルされるものもある。一般的に鉄鋼製品は，−（unknown waste ＋ recovering loss）「カスケードリサイクル」や「ダウングレードリサイクル」

式（12）等の認識があるように思われる。しかしながら，鉄鋼業におけるスクラップの消費ルートを見ると，明らかに新し

ここで，係数ηp は銑鉄および直接還元鉄を合わせた「Hot

いスクラップである新断スクラップを除き，自動車やビル

metal」即ち「Primary Fe」と鉄鋼蓄積量増分とを同量とする

ディングが寿命を終えて発生する老廃スクラップについてための係数である。また，老廃スクラップ回収率αをしたは，一般的に鉄筋や H 型鋼の様な鉄鋼業から出て行くとき

とき，式（12）は式（ʻ12）とすることが出来る。

には薄板に比べて低グレードの鋼材であるが，スクラップ

Real waste loss ＝ P ×ηp − Obsolete Scrapとして購入される際には，高価なスクラップ，言い換えれ×（1/ α− 1）＋ unknown waste

ば綺麗で使い易い上級スクラップとして高炉／電気炉メー式（ʻ12）

カーに購入され，高級鋼材に再生されていることが多い。

ここで，「unknown waste ＞ 0」であり，定義した「recovering

一方，一部を分別回収された商品を除き，薄板製品は銅やloss」は「unknown loss」を含む。また，各年の鉄鋼蓄積量増

その他の物質を伴ったスクラップとして回収される為，安分と溶銑と老廃スクラップとの関係においては式（13）が価に扱われているケースもあり，全体的にはグレードアッ

成立する。

プとグレードダウンとの双方が行われている。従って，「個Increase of Steel stock ＞（P）×ηp − Obsolete Scrap

別鉄鋼製品 to 個別鉄鋼製品」のリサイクルではなく，「全×（1/ α− 1）ての鉄鋼製品 to 全ての鉄鋼製品」即ち「Steel to Steel」のリサイクルが実践されている理由も，そこにあると考えられ

鉄鋼蓄積量増分は銑鉄生産量および直接還元鉄生産量よ

る。
3・3

式（13）

りも低いため，式（13）は式（ʻ13）となる。
本推計におけるリサイクル率

Increase of Steel stock ＋ Obsolete Scrap ×（1/ α− 1）

本推計においてリサイクル率は老廃スクラップ回収率と＞（Hot metal）×ηp

する。その概念を Fig.12 に示す。一般的に，各年の鉄鋼蓄式（ʻ13）

積量，即ち，鉄鋼蓄積量増分は銑鉄生産量および直接還元

この係数ηp を推計した「Primary Fe」に乗じて，それを Fe

鉄生産量よりも低い。また，老廃スクラップは過去に積みベースの鉄鋼蓄積量増分から差し引くことによって，老廃Fig. 12. Concept of Waste loss in this study.
34鉄鋼製品のリサイクル性と世界の累計鉄鋼蓄積量

Fig. 13. World Steel Recycle Circuit in 2011.

スクラップのロス分を考慮した老廃スクラップ回収量が推7 ) T.Hirato, I.Daigo, Y.Matsuno and Y.Adachi: Tetsu-to-Hagané,95(2009), 96.
8 ) F-C.Hsu, I.Daigo, Y.Matsuno and Y.Adachi: Tetsu-to-Hagané,96(2010), 517.
9 ) IISI Steel Facts 2006, International Iron and Steel Institute edition,
Brussels, (2006).
10) Steel Statistical Yearbook 1990-2013, World Steel Association
edition, Brussels, (1990-2013).
11) S.Kozawa and F.Tsukihashi: Tetsu-to-Hagané, 95(2009), 710.
12) Unpublished work at Japan Technical Information Service 20032010, Tokyo, (2003-2010).
13) 鉄鋼統計要覧 1990-2012，日本鉄鋼連盟編，東京，(1990-2012).
14) International Iron and Steel Institute, Private Communication, (20022006).
15) Statistisches jahrbuch der stahlindustrie 1970-1990, Wirtschaftsvereinigung
Stahl edition, Dusseldorf, (1970-1990).
16) M.Neelis and M.Patel: Long-term production, energy consumption
and CO2 emission scenarios for the worldwide iron and steel
industry, 11(2006), 25.
17) Y.Shimomura and S.Hayashi: Bull. Iron Steel Inst. Jpn., 10(2005),
479.
18) Commission on Global Metallics Balances, World Steel Dynamics,
Englewood Cliffs, New Jersey, (2005).
19) Sustainability report of the world steel industry/Sustainable steel
2005-2012, World Steel Association edition, Brussels, (2005-2012).
20) スチール缶リサイクル年次レポート 2006-2012，スチール缶リサイクル協会編，東京，(2006-2012).
21) 例えば，自動車リサイクル促進センターホームページ，
http://www.jarc.or.jp/automobile/manage/,（参照 2014-03-05）.

計できる。そして，老廃スクラップ回収率αを算出すると，2011 年の老廃スクラップ回収率αは 70% となった。

4. 結言
本レビューは，製鉄プロセス技術の変遷から，世界の鉄鋼のリサイクルに関する量的関係を明らかにした。本推計において，廃棄量（不明量）を除く Fe 換算をした 2011 年の累計鉄鋼蓄積量は 235 億トンとなった。これらのデータをもとに作成した 2011 年の鉄鋼循環図を Fig.13 に示す。また，鉄鋼生産における各プロセスの歩留を係数として設定することによって，鉄鋼のスクラップサイクルにて消費されるスクラップの諸量を明らかにすることができた。
文

献1 ) 鉄鋼・非鉄金属・金属製品統計年報 1990-2012，経済産業省大臣官房調査統計グループ編，東京，(1990-2012).
2 ) 鉄源年報 1997-2012，日本鉄源協会編，東京，(1997-2012).
3 ) 吉本秀幸：鉄鋼界第 35 巻，日本鉄鋼連盟編，東京，(1985), 70.
4 ) 例えば，鉄の輪がつなぐ人と地球 2006-2012，日本鉄鋼連盟建設環境研究会編，東京，（2006-2012).
5 ) W.Tamaki and S.Hayashi: CAMP-ISIJ, 18(2005), 254.
6 ) I.Daigo, Y.Igarashi, Y.Matsuno and Y.Adachi: Tetsu-to-Hagané,93(2007), 66.

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