持続可能な資源利用と脱炭素化：
サーキュラーエコノミーというアプローチ
東京大学大学院工学系研究科
村上

技術経営戦略学専攻教授

進亮（smurakam@tmi.t.u-tokyo.ac.jp）

1資源消費量の拡大と劣化• いわゆる資源消費量DE(A)は増加し続けるがシェアは小さいものの実はOresの伸びはかなり大きい。
• これが社会に貯め込まれる量(NAS: C)もその結果の蓄積量(Stocks: D)も大きい。
• また資源利用の内訳(B)を見るとバイオマスの比率が下がりそれ以外のものが増え続けていることが分かる。
Krausmann, F., Lauk, C., Haas, W., Wiedenhofer, D., 2018. From resource
extraction to outflows of wastes and emissions: The socioeconomic metabolismof the global economy, 1900–2015. Glob. Environ. Chang. 52, 131–140.

金属鉱物資源の劣化とは• 開発現場が大深部化する• その他環境影響の増大要因がある• 現地コミュニティとの関係が難しい
etc.
• 右図はチリの例：現在世界最大の生産量を誇るEscondida (銅量で年間120万トン弱）, 2位の Collahuasi (55万トン程度)などの低下は明らか

Escondida

3.00
2.50
2.00

Collahuasi

1.50
1.00
0.50
0.00
1991 Y
1992 Y
1993 Y
1994 Y
1995 Y
1996 Y
1997 Y
1998 Y
1999 Y
2000 Y
2001 Y
2002 Y
2003 Y
2004 Y
2005 Y
2006 Y2007 Y
2008 Y2009 Y2010 Y2011 Y2012 Y
2013 Y2014 Y2015 Y2016 Y2017 Y2018 Y

広い意味での低品位化を差す• 目的鉱物の含有濃度が下がる• 忌避元素の含有濃度が上がる• その他コスト上昇につながる要因

3.50

Escondida

Collahuasi

El Teniente

Los PelambresChuquicamata

Los Bronces

Escondida SX-EW

Radomiro Tomic

Andina Division

Ministro Hales

Spence SX-EW

Centinela Sulfide

Candelaria

Caserones

Gabriela Mistral

Sierra Gorda

Zaldivar

Centinela Oxide

El AbraLomas Bayas3

環境問題
増加傾向にある尾鉱ダムの事故• ブラジルの鉄鉱石鉱山で2015, 2019と大きな事故が2回あったこともあり、国際金属・鉱業評議会（International
Council on Mining and Metals: ICMM）、国連環境計画（UNEP）、国連責任投資原則（Principles for ResponsibleInvestment: PRI）が新しい国際基準を設定するに至った。
• 鉱山開発の環境影響としては、CO2は当然としても、土地改変(衛星画像解
析関係の論文数が急増中)→生態系、水(淡水利用と汚染水の両方)が注目されることが多い。

Decoupling

Human well-being

資源効率を高めるための考え方としてDecouplingと言うものが提唱されて実は20年程度たちます。

Economic Activity (GDP)

基本的には資源デカップリングと書いてあるものですが、環境影響も見据えては居ます。
この発想は2000年に日本が循環型社会というコンセプトを導入した時点でその基礎にあったもので、全く新しいものではありません。

Resource Decoupling
Resource UseTimeImpact Decoupling
Environmental Impact
United Nations Environmental Programme International Resource Panel“Decoupling Natural Resource Use and Environmental Impacts from Economic Growth”

5サーキュラーな流れ
我が国の循環型社会とは何が違ったのか？
（左：EMFのButterfly Diagram, 右：METI循環経済ビジョン）
L: https://ellenmacarthurfoundation.org/circular-economy-diagram
R: https://www.meti.go.jp/press/2020/05/20200522004/20200522004-1.pdf

6サーキュラー･エコノミー(CE)In our current economy, we take materials from the Earth, make products fromthem, and eventually throw them away as waste – the process is linear. In a circular
economy, by contrast, we stop waste being produced in the first place.
The circular economy is based on three principles, driven by design:
1.
2.
3.

Eliminate waste and pollution
Circulate products and materials (at their highest value)
Regenerate nature

It is underpinned by a transition to renewable energy and materials. A circulareconomy decouples economic activity from the consumption of finite resources. It
is a resilient system that is good for business, people and the environment.
The circular economy is a systems solution framework that tackles global
challenges like climate change, biodiversity loss, waste, and pollution.
What is a circular economy?
https://ellenmacarthurfoundation.org/topics/circular-economy-introduction/overview

7https://ellenmacarthurfoundation.org/articles/the-biological-cycle-of-the-butterfly-diagram

左側

This cycle mainly concerns products that are consumed, such as food. However some otherbiodegradable materials, such as cotton or wood, may eventually make their way from the technicalcycle into the biological cycle once they have degraded to a point where they can no longer be used tomake new products.
The biological cycle describes the processes that return nutrients to the soil and help regenerate
nature.
Regeneration: At the heart of the biological cycle is the concept of regeneration. It is the third principleof the circular economy. Instead of continuously degrading nature, as we do in the linear economy, inthe circular economy we build natural capital. We employ farming practices that allow nature to
rebuild soils and increase biodiversity. Our wider food system returns biological materials to the earth
rather than wasting them. No longer should our focus be simply on doing less harm to theenvironment, but on how we can actively improve it.
Farming: We can manage farms, and other sources of biological resources such as forests and fisheries,
in ways that create positive outcomes for nature. These outcomes include, but are not limited to,healthy and stable soils, improved local biodiversity, improved air and water quality, and storing morecarbon in the soil.
Composting and anaerobic digestion: Composting is the microbial breakdown of organic matter in thepresence of oxygen. Anaerobic digestion is another way of recovering the materials embedded inorganic waste. As with composting, the process involves microorganisms, but in this case in theabsence of oxygen. Biogas, made primarily of methane and carbon dioxide, can be produced from bothcomposting and anaerobic. This type of energy recovery is part of a circular economy since it is abyproduct of the process of returning organic material to the soil.
Cascades: These loops of the biological cycle make use of products and materials already in theeconomy. This could mean, for example, using food by-products to make other materials, such as
textiles made from orange peel, or designing new food products using ingredients usually consideredwaste, like ketchup made from banana peel.
Extraction of biochemical feedstock: Taking both post-harvest and post-consumer biological materials
as feedstock, this step involves the use of biorefineries to produce low volume but high value chemicalproducts. On top of this, biorefineries can produce a range of other valuable products from organic
materials through a series of steps.

8https://ellenmacarthurfoundation.org/articles/the-technical-cycle-of-the-butterfly-diagram

On the right-hand side of the butterfly diagram is the technical cycle, relevant for
products that are used rather than consumed. This page will focus on the different stagesof the technical cycle and look at how each step allows materials to remain in use rather
than becoming waste.
Sharing: Sharing is the first port of call in the technical cycle and, while not appropriate
for all products in the economy, it has the power to dramatically increase the utilisationof many products.

右側Maintaining: If sharing is a way to increase the intensity of product use, another way tomaximise the value of a product is by prolonging its usable life. Maintenance is an
important way of keeping products at a high quality and guards against failure or decline.
Reusing: The next loop in the technical cycle of the butterfly diagram is reuse. Like
sharing and maintaining, this step keeps products in use in their original form and fortheir original purpose
Redistributing: Redistribution is another way to keep products in use and stop them
becoming waste. By diverting products from their intended market to another customer,
the product is put to valuable use. For example, a fashion brand could redistribute unsold
clothing from one store to another.
Refurbishing: Returning products to good working order is a way to restore their value.
This could include repairing or replacing components, updating specifications, andimproving cosmetic appearance.
Remanufacturing: The next stage of the technical cycle is remanufacturing. This is done
when products cannot remain in circulation in their current state and need more
intensive work to be used again. Remanufacturing involves re-engineering products andcomponents to as-new condition with the same, or improved, level of performance as a
newly manufactured one.
Recycling: The final step in the technical cycle is recycling. This is for when a product canno longer be used and is beyond refurbishment or remanufacture, or isn’t suitable forthose steps.

9循環性(Circularity)をあげる• Circularity: 何かシステム（経済でも、製品でも、企業でも、ビジネスモデルでも）のCEっぽさを測り、評価するもの• 何がサーキュラーに？：マテリアル系の資源、エネルギー、水の流れ• At their highest value: こうなってれば結果的にサーキュラーになるんじゃ？と思いますが、valueも測っておいた方が良い。（例：天然資源等投入量ではな
くて資源生産性）• どうやって測る？：システム境界を跨いだ流れ（要するにinflow / outflow）がサーキュラーかどうか• サーキュラーって？：再生可能である（バタフライの左側にある）こと、リサイクル、リユース等であること、より長期使用につながっていること な
ど10PSS: ビジネスモデル的なアプローチ
所有権に注意？

• シェアリング：もの、サービス、場所等を複数のプレーヤーで共有する仕組み。C to Cだと所有権はユーザーの誰か、サービス提供者はマッチングの仕組みだけを提供。B to Cだと所有権もサービス提供者。
• プーリング：シェアリングとの違いが難しいですが、例えばライドシェアリングはプーリングです。

• レンタル･リース：所有権はサービス提供者。この2つは期間を始め契約の項目が意外と違います。
• サブスクリプション：所有権はサービス提供者。支払額固定のリース？ただし、違う機種との交換、新機種との交換など、メリットも多いし、ちょっと違う･･。
11

PSSならなんでもGHG削減ではない (学生の論文から)
耐久消費財の製品サービスシステムを通じたサーキュラーエコノミーのもたらす温室効果ガス削減効果とLCA手法の系統的文献レビュー(Koide, R., Murakami, S., & Nansai, K. (2022). Prioritising low-risk and high-potential circular economy strategies for decarbonisation:
A meta-analysis on consumer-oriented product-service systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 155(November), 111858.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111858)

12

13

対象としたCE施策と耐久消費財
対象製品

サーキュラー施策• 大型家電• 小型家電• 情報通信機器
• 工具
• 衣類
• 書籍
• メディア• 容器包装• 自動車• 自転車･スクーター• サービス化• プーリング(同時使用)• リース• C2Cシェアリング• レンタル• リユース• 修理• 耐久性向上• アップグレード･モジュール化• リファービッシュ、リマン

右図：Tukker, A., 2004. Eight types of product–service system: eight ways to sustainability? Experiences from SusProNet. Bus. Strateg.
Environ. 13, 246–260. https://doi.org/10.1002/bse.414

14評価指標!"#$%&'!!

#((=#!

製品k 施策jに関する記述統計量
を製品ごとにCE施策間で⽐較– #!)*('#!)*('&$$!!"#$% : ベースラインの排出量 !!

：施策導入後の排出量中央値, 第1,第3四分位,10%,90%パーセンタイル

i: シナリオ
j: 施策
k: 製品種類

GHG純増シナリオの割合をもとにGHG増加リスクを把握)*.-/!$')*.-/!$'%+,-"#*)+!,%"',)

=

&+,-

製品ごと・全製品横断でCE施策間で⽐較

*00
&+,-

#-: GHG増加したシナリオ数 "',)
：報告されている全シナリオ数異なる製品を横断した評価のため各製品ごとに改善率を四分位範囲で除してリスケーリング!"#$%&'1$'(.*0'2!!

!"#!!
='3,- − '4,-) ∈ +-施策jに関する記述統計量
を全製品横断でCE施策間で⽐較
中央値, 第1,第3四分位,10%,90%パーセンタイル

Q3,k : 製品kの第3四分位 , Q1,k : 製品kの第1四分位Sk : 製品kに関するシナリオ集合

15メタ分析の結果：全製品種をひとまとめにリース・単3なる長期使用のみの効
果は限定的サービス化・シェ
アリング・リユー
スは改善ポテン
シャルも大きいがリスクも大きい

修理・アップグ
レード・リファービッシュ・プーリ
ングは低リスク

2100%

50%

10

シェアリング

アップグレード
モジュラー化

rentalrepairrefurb./reman.

CE Strategy

servi.

pooling

reuse

リユース

リファービッシュ
リマニュファクチャリング

sharing upgrad./modular.

durability( 179 , 15 ) ( 34 , 9 ) ( 260 , 23 )

プーリング

(2,2)

サービス化

( 23 , 3 )修理( 17 , 8 )

レンタル

lease

( 21 , 6 ) ( 117 , 17 ) ( 339 , 3 )耐久性( 16 , 5 )

リース

−10%

Rebound Proportion
バックファイア効果が生じたシナリオ割合

Rescaled
Score of Improvement Rate
GHG排出量改善率のリスケールドスコア

レンタルは特All にGHG増加リスクが大きい
4

各CE施策の導入によるGHG削減効果とバックファイア効果の割合
90パーセンタイル

GHG排出改善率

第三四分位
中央値
第一四分位
10パーセンタイル

低リスクのCE施策（プーリング、アップグレード、リファービッシュ）と高ポテンシャル・高リスクのCE施策（リユース、サービス化、シェアリング）

バックファイア効果が生じたシナリオ割合( シナリオ数, 文献数 )16

製品ごとの結果(抜粋)Improvement rate &Backfire proportion(a) Large
appliance
Large
Appliance(c) ToolTools(b) ICT
ICT

150%

125%

100%

100%

100%

0%

75%

−100%

50%
50%

−200%

0%
25%

−300%

−50%

(3,2)

( 13 , 5 )

(5,3)

(1,1)

(1,1)

( 24 , 3 )durability servi.

(9,3)

refurb./reman.

repair upgrad./ leasemodular.

(1,1)

reuse

(1,1)

(1,1)

(6,1)

(4,1)

( 21 , 5 )(2,1)

refurb./ upgrad./ lease
reman. modular.

repairrentalreuse durability0%( 10 , 2 )(e) Books
Book& Media& media(d) Automobile
Automobile(9,1)

rental sharing(f) Clothes
Clothes60%

75%

Improvement

rate

Improvement rate &Backfire proportion

90th percentile
40%

50%

3rd quarters
median50%

1st quarter10th percentile

20%

25%

Backfire
proportion

0%

0%
0%

−20%

−25%
(8,2)

(1,1)

(3,1)

( 46 , 5 )(8,2)( 18 , 5 )( 34 , 9 )

(6,1)

(4,1)

(4,1)

(4,1)

( 90 , 3 )

lease

reuse

sharing

servi.

refurb./reman.

rentalpooling

sharing

lease

rentalreuse

servi.

−40%

(4,1)

( 57 , 3 )reuserental17

GHG削減効果の打ち消し（バックファイア効果）の潜在的な理由 Fig7DeviationReasonPercent
Color Key00.3

(simple)0.6

proportion of literature

バックファイア効果の可能性が指摘された理由別・CE施策別の全文献数に対する割合
COUNT([Extract])/83

輸送と使用回
数は結果志向と使用志向
PSSのGHG増
加要因

23%

numberuses
numberof ofuses
使用回数23%product substitution
product
substitution
製品代替

14%

maintenance
維持管理
maintenance7%

sourceエネルギー源energyenergy
source6%エネルギー効率energyefficiency
energyefficiency

6%

upgrad./modular.
アップグレード**
durability
耐久性

repair修理
refurb./reman.*
リファービッシュ

sharing
シェアリング
reuse
リユース

rental
レンタル
lease
リース

素材・製品
material&& productmaterial
product 6%
使用行動
use behavior
use behavior

6%

その他
other

5%

other

Color Key

0.00000.800018%

product
lifetime
product
lifetime
製品寿命

servitization
サービス化
pooling
プーリング

製品代替(PSS導入により売り切りが何台置き換わるか)と使用期間はCE施策間で共通する要因

transport transport
輸送使用・結果志向PSSでは輸送と使用回数が影響大。
製品代替の度合い、使用期間は全てのPSSに共通する要因。他に維持管理、エネルギー、使用時行動など。

proportion of studies
文献割合

各 Answer MA に対する COUNT([Extract])/83 は Question MAによって分類されています。 色は COUNT([Extract])/8300.3
0% COUNT([Extract])/8330% 0.6
60%を示します。 マークは
proportion of literature
によってラベル設定されます。
データは Literature Inclusion
文献割合
および PSS Impact Conclusion GWP でフィルターされます。
Literature Inclusion
フィルターは GWP, LIT-GWP および*リマニュファクチャリング含む
LIT-NonGWP を保持します。 PSS Impact Conclusion GWP**モジュール化含む
フィルターは -1, -2,0 および 1 を保持します。 ビューは Question
MA および Answer MA でフィルターされます。 Question MA
フィルターは を保持します。 Answer MA フィルターは 101 中64 のメンバー を保持します。

transport
number of uses

product substitutio

18

product lifetime
maintenanceCEと脱炭素化をつなげるために必要なこと
1. リスクの低いCE施策の重要性を再考するべき(例: 修理、アップグレード、リファービッシュ、リマン、プーリング）

2. リスクの高いCE施策はバックファイア効果を防止しながら導入（例: サービス化、C2Cシェアリング、リユース)

3. 複数のCE施策の統合による相乗効果の活用（例: リユース/リファービッシュ/アップグレード品のレンタル・リース）• LIBや、PVなど利用状況から情報を囲い込んでリユースへ持ち込む可能性のある財でやることは悪くなさそう。
19

リサイクルすると素材の背負う負荷は減るのか
Sugimura, Y., Kawasaki, T., & Murakami, S. (2023). Potential for Increased Use ofSecondary Raw Materials in the Copper Industry as a Countermeasure Against
Climate Change in Japan. Sustainable Production and Consumption, 35, 275–286.
https://doi.org/10.1016/j.spc.2022.11.007
20銅製錬の原料を変えてみる。
Case 1Case 2現在(2019)

2019

2030

2050

2019

2030

2050

銅精鉱

1,241

886

805

496

869

767

379

Copper scrap (現状)

353

353

353

353

353

353

353

Copper scrap (輸出分を国内に)

-

253

268

332

253

268

332

Copper scrap (輸入する)

-

102

168

412

102

168412

WEEE (国内回収を頑張る)

---

-

1.8

2.0

2.4

WEEE (海外から買ってくる)----

1636115

1,594

1,594

1,594

1,594

1,594

1,594

1,594

22%

44%

50%

69%

46%

52%

76%

Total
Percentage of SRMs

21万Total CO2 emission(10,000 t-CO2)

結果の見せ方
現状とCase1の比較から二次原料が増えると銅のCFは減る

Copper concentrate
WEEE (imported from overseas)
Copper scrap (imported from overseas)

600

500

3.55
t-CO2/t-Cu

3.09
t-CO2/t-Cu

2.84
t-CO2/t-Cu

2.67
t-CO2/t-Cu
2.39
t-CO2/t-Cu

400

2-1は全てのCO2を銅が背負っていますが、2-2はWEEE,つまり基板に含まれる貴金属等に経済価値の比率で背負わせている。その結果2050年にはCase1よりも小さい値になった。

2.36
t-CO2/t-Cu

2.23
t-CO2/t-Cu

Case1と2-1の比較からWEEEを増やすと総量では増える
2-1と2-2の比較がミソです。

Copper scrap (currently recycled)
WEEE (recovered domestically)
Copper scrap (converted from exports)

300

2.15
t-CO2/t-Cu

1.63
t-CO2/t-Cu

1.40
t-CO2/t-Cu

200

1000Present(2019)

2019

2030

Case1

2050

2019

2030

Case2-12050

2019

2030

2050

Case2-222

まとめにかえて23

CEとCN• 資源利用を持続可能にしたい？デカップリングしたい？どちらかというと、資源を我々の持続可能な成長の妨げにならないよ
うにしたい。
• この文脈での低炭素は、資源を使うことに由来するGHGsが大きくてはいけないと言うこと。それだけを目指しているわけではないので、当然うまく考える必要がある。
• 一つ前の事例にあったように、CFの話は見せ方の問題もある。
CEについて、特にリサイクルについては素材産業が重要だが、素材産業にとってどう見えるか、見せるかも重要な問題。
24

CEのこれからに関する諸問題？
• リサイクルはするんでしょう。きっと。
• バイオマス素材に本当に行くのか？サステイナブルなのか？
• 複数戦略の組み合わせ(サブスクだとリマン使ってくれる)が重要。
• →消費者行動は極めて重要。ものを使うのはユーザー。買うのは？

• 今日はお話ししてませんが、資源安全保障やら、倫理的な調達やらと言った話も全て含めて考えないと。
• 最後は情報共有の話も重要です。
25

モノの流れカネの流れ

資源循環そのものは完全に共有
配送

ESG的な気になること（環境負荷、倫理･･･）

製造

資源採取

購買

生活スタイル
単純な利用履歴
3?Rs

利用（ストック）
その他属性

心理的な要因

使用済み
収集

顧客情報？

分離･選別

最終処分

狭義の静脈側共有
完全な情報の共有

静脈側の情報共有
26情報共有で解決？
• しないと思いますが、必須だろうとは思います。
• 共有された情報で• 純粋に情報が増えるので、低コストで高効率に循環• 非財務価値のマネタイズ？

• などに期待がかかります。色々なものが見える化されたとき、それをモチベーションにして人々がどう動くか、そのあたりが非常に興味深く、重要な問題だと思います。

27

ご清聴ありがとうございました
ご質問、意見交換等、お気軽にお声がけ下さい。

28