Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
があることから、低資源省費の可能性が示唆された。

セメントについても、鉄と同様に、1人当たりGDPが低水準のときはGDPとセメント消費量との間に正の相関関係が見られたが、1人当たりGDPが高水準に達すると、セメント消費量は頭打ちになるか、減少に転ずる傾向が見られた。国別に見ると、ほとんどの国で鉄と同様の傾向が見られた。日本のセメント消費量は高度経済成長期（1954～1973年）までは増加傾向にあったが、それ以降は横ばい傾向にあった。米国、ドイツの場合、推計の開始年である1962年時点ですでに1人当たりGDPが高水準であり、横ばい傾向が続いていた。一方、中国、インドは、1人当たりGDPが増加傾向にあり、それに伴ってセメント消費量も増加傾向にあった。中国の消費量は、1人当たりGDPが同水準の国に比べて消費量が大きかった。GDPが高水準の国において、1人当たりセメント消費量は最大で7倍程度の違いがあった。

図(2)-3 1人当たり GDPと1人当たり 紙・板紙消費量との関係（分析対象70カ国中主要国のみ国名表示）

図(2)-3は、1人当たりGDPと1人当たり紙・板紙消費量との関係を見たものである。消費財である紙・板紙は鉄やセメントに比べてGDPとの相関が高い傾向が見られた。また、1人当たりGDPが20,000ドル以上の先進国について見ると、フィンランド、米国、スウェーデンでは消費量が大きく、ノルウェー、シンガポール、アイルランドでは小さい傾向が見られた。また、1人当たりGDPが10,000ドル以上20,000ドル未満の国々においては、エストニア、トリニダード・トバゴ、モーリシャスで消費量が小さい状態で推移する様子が見られた。1人当たり紙・板紙消費量が50 kg/人/年に満たな
い中国やインドなどの発展途上国が今後経済発展していく際、フィンランドや米国のような300kg/人/年以上の消費経路を辿るのか、あるいは、アイルランド、エストニア、トリニダード・トバゴのような100kg/人/年前後の消費経路を辿るのかによって世界全体での紙・板紙消費量は大きく異なることが示唆された。

いずれの物質においても、GDPが高水準の国における1人当たり消費量は2倍以上の違いがあった。その背景には様々な要因が考えられるが、低資源省費の経路があることを示しており、その経路を選択できる可能性が示唆された。

## （２）鉄鋼材のフロー・ストックの計量手法の開発と適用

アジア地域における鉄鋼材を対象とした分析については、アジア全体、中国、インドにおける1人当たりの鉄鋼材ストック量が、2010年にそれぞれ2.3t/人、3.2t/人、0.6t/人と推計され（図(2)-4）、これまでの成長が続くと仮定すると、中国は2025～2040年、インドやアジア全体は2060～2080年頃に現在の先進国のレベルに達する可能性があることが示された（図(2)-5）。また、今後の粗鋼の需要量は1100～1200 Mt/年に達し、この水準を維持することが示唆された（図(2)-6）。中国の粗鋼需要は間もなくピークに達し、今後減少していく一方、インドやその他のアジア地域の需要量が増加していくと推計された。さらに、鉄鋼材のストック需要を8t/人まで削減するシナリオについて検討したところ、2011～2050年のCO₂排出量をBAUと比較して16%程度削減できることが示されるとともに、長寿命化やリサイクル率・歩留まりの向上等をさらに見込んだシナリオによって、さらに19%程度の削減が見込まれることが示された（図(2)-7）。エネルギー効率の改善やCO₂の回収・貯留を加えて、全体として、鉄鋼材に関わるCO₂排出量を2050年に2000年の半分程度にまで削減できる可能性が示された。

図(2)-4 アジア諸国における1人当たりの鉄鋼材ストック量（2010年）

図(2)-5 先進国における鉄鋼材ストック量の推移とアジアにおけるシナリオ
図(2)-6 中国、インド、その他のアジア地域における粗鋼需要の過去の推移と将来の推計

図(2)-7 アジアにおける鉄鋼材に関わる二酸化炭素排出量の削減シナリオ:(i)鉄鋼材需要削減、(ii)長寿命化・リサイクル、(iii)エネルギー効率改善、(iv)最新鋭の鉄鋼技術

表(2)-2 2010年における1人あたりの鉄鋼材ストック量（kg/人）の比較

ポトムアップの推計	トップダウンの推計
Buildings and infrastructure
- Buildings
- Infrastructure	1,527 (574-2,565)
1,202 (427-1,986)
325 (146-579)	Buildings and infrastructure	1,860 (1,750-1,910)
Domestic appliances	28 (16-40)	Appliances, containers, and other sectors	180 (150-210)
Machinery
- Agricultural machinery
- Non-agricultural machinery	610 (306-912)
153 (65-242)
456 (241-670)	Machinery	730 (610-830)
Transport equipment
- Motor vehicles
- Railway rolling stock
- Vessels	206 (132-279)
138 (88-187)
12 (10-13)
56 (34-78)	Transport equipment	320 (280-380)
Total stocks in use	2,370 (1,028-3,795)	Total stocks in use	3,100 (2,790-3,330)

また、中国を対象としたボトムアップでのより詳細な鉄鋼材ストック量の推計については、まず、2000年から2010年にかけて、1人あたりの鉄鋼材ストック量が、0.9 t/人から2.4t/人に上昇したと推計された。この増加の主要な要因として、建設物のコンクリート化と都市部における建設活動の活発化があった。次に、2010年の農村部におけるストックが1.1t/人であったのに対し、都市部におけるストックは3.7t/人と大きな差が見られた。ただし、いずれの値も先進国で観察される10-15t/人に比較してまだ小さく、生活水準の向上に伴ってさらなる蓄積の増加が見込まれる。さらに、今回のボトムアップの推計とトップダウンの推計を比較すると、表(2)-2に示すような結果となった。5類型に集約したものを比較すると、全ての製品類型を網羅できないボトムアップの推
計値がトップダウンの推計値を下回った。特に、輸送機械において大きな差が見られたが、この理由として、ボトムアップの推計において自動車部品が含まれていないこと、他国で登録された船舶が含まれていないことなどが考えられた。ボトムアップの推計は、個別の対策を検討する際に有益であり、今後もこのギャップを埋める研究が引き続き必要である。

さらに、高速鉄道の物質フロー分析とライフサイクル評価については、まず、中国の高速鉄道路線の約70%が高架もしくはトンネルとなっており、多くの資源を利用する構造となっていることが示された。2030年までのシナリオによって、総計83～137Mtの鉄鋼材、560～920Mtのセメントが必要になると推計された。この量は中国全体の資源消費量を直接大幅に引き上げるものではないが、多くの鉄鋼材やセメントを必要とする構造体は、自動車や航空機に対する高速鉄道の環境上の優位性を押し下げることになる。欧州や米国においては高架やトンネルの比率が30%以下であるが、それでも、鉄道インフラの建設に関わるGHG排出量を鉄道による輸送で回避されたGHG排出量で埋め合わせるには、20年程度かかる可能性がある。この埋め合わせは、各国の主たる交通手段や電源構成に依存するが、中国において石炭火力の比率が高いままで推移する場合、20～30年の時間がかかる可能性が示唆された。

## （３）紙・板紙のフローの計量手法の開発と適用

表(2)-3 アジア10カ国における紙・板紙需要量の推計結果（Mt/年）

2005 $ ^{a} $	2030	2050
A2r-10 countries	126	186	415
A2r-China	64	107	268
A2r-India	8	18	52
B1-10 countries	126	218	571
B1-China	64	112	259
B1-India	8	22	136
B2-10 countries	126	286	574
B2-China	64	144	262
B2-India	8	29	126

a) 2005年の世界の紙・板紙消費量は369百万t

アジア10カ国におけるパルプ・紙・板紙生産に関わる化石燃料起源のCO $ _{2} $ 排出量の推計結果(Mt-CO $ _{2} $ )

2005 $ ^{a} $	2030	2050
A2r-no measure $ ^{b} $	175	274	636
A2r-bl	175	253	483
A2r-wp in $ ^{c} $	175	270	605
A2r-cp in $ ^{c} $ & bl	175	263	435
A2r-tec imp	175	250	479
B1-no measure	175	316	822
B1-bl	175	291	614
B1-wp inc	175	311	775
B1-cp inc & bl	175	303	555
B1-tec imp	175	288	620
B2-no measure	175	421	829
B2-bl	175	387	618
B2-wp inc	175	414	781
B2-cp inc & bl	175	402	560
B2-tec imp	175	385	623

a) 2005年の紙・板紙消費量にエネルギー消費量と$\mathrm{CO}_{2}$排出係数を乗じて算出、b) 対策なしのベースラインシナリオ、c) 黒液（bl）利用シナリオ、d) 古紙パルプ増加（wp inc）シナリオ、e) 木材化学パルプ増加（cp inc）シナリオ、f) 技術改善（tec imp）シナリオ

経済水準（1人当たりGDP）を説明変数として、用途ごとの紙・板紙需要量（1人当たり消費量）の回帰分析を行った結果、いずれの用途も、線形曲線や対数曲線と比べて逆U字（2次）曲線による説明力が最も高く、その回帰係数も有意性が確認された。ただし、ターニングポイントとなる経済発展レベルは高く、47,000ドル（International$、PPP）/人以上であることが分かった。また、今後の人口、GDP、1人当たり紙・板紙需要によって、2050年のアジア10カ国における紙・板紙需要量は415～574Mt、現在の世界（アジア10カ国）の消費量の112%（328%）～156%（454%）になる。
ると推計された（表(2)-3）。なお、中国とインドだけでアジア10カ国全体の需要量の約7割を占めた。また、2050年のアジア10カ国におけるパルプ用木材需要量は、2050年の世界（アジア10カ国）の木材供給可能量の約13%（48%）～21%（84%）に相当すると推定された。さらに、低炭素化方策において、2050年の無対策のCO₂排出量と比べて、黒液利用対策は約24%、古紙パルプ増加対策は約5%、化学パルプ増加と黒液利用の複合対策は約32%、技術改善対策は約25%の削減効果が得られることが分かった（表(2)-4）。

紙・板紙需要の要因分析については、まず、経済水準と紙・板紙の消費経路との関係において、既に経済成熟期にある先進諸国では、経済成長は必ずしも消費の増加に寄与するわけではなく、経済水準を高く維持・向上させながら低消費経路を辿ることができる可能性があることが示唆された。例えば、新聞用紙、衛生用紙、段ボールの消費量は価格に敏感に反応しており、高価格になることにより、それらの消費抑制に効果があると考えられる（表(2)-5）。また、第三次産業の拡大の抑制は、印刷・情報用紙と衛生用紙の消費抑制に効果があるが、農業の活性化により食料生産が増大すると、段ボールの消費増加に寄与する可能性がある。一方、経済水準、教育水準、都市化は、紙・板紙の消費に影響する社会経済因子であるが、それらに対する政策導入を検討する際、新聞用紙、印刷・情報用紙、衛生用紙、段ボールの用途間で消費抑制効果にトレードオフが生じる可能性があることが示された。なお、紙・板紙の消費を抑制すべきかどうかは、同様の機能を持ち代替関係となり得る金属やプラスチック等の他の資源消費との関わりの中で検討する必要もあり、今後はより広い資源消費を対象とした分析も行っていくことが重要と考えられる。

表(2)-5 判別分析の結果

新聞用紙	印刷・情報用紙	衛生用紙	段ボール
固有値	0.645	0.637	1.087	0.551
正準相関係数	0.626	0.624	0.722	0.596
Wilksのラムダ	0.608	0.611	0.479	0.645
有意確率	< 0.000	< 0.000	< 0.000	< 0.000
標準化された正準判別関数係数
1人当たりGDP	▲	0.236 *	0.315 *	-0.335 *
新聞用紙の価格	-0.554 *	-	-	-
印刷・情報用紙の価格	-	▲	-	-
衛生用紙の価格	-	-	-0.181 *	-
段ボールの価格	-	-	-	-0.245 *
インターネット利用率	▲	-	-	-
1人当たりパソコン利用台数	-	0.227 *	-	-
GDPに占める新聞広告の比率	0.354 *	-	-	-
GDPに占める雑誌広告の比率	-	▲	-	-
高等教育機関進学率	0.456 *	-0.237 *	-0.374 *	-
都市化率	0.478 *	▲	-0.721 *	0.151 *
GDPに占める第三次産業の比率	-	1.024 *	1.177 *	▲
1人当たり農作物生産量	-	-	-	0.938 *
1人当たり畜産物生産量	-	-	-	0.139 *
グループ重心の関数
低消費経路国	-1.001	-1.320	-3.834	-0.738
高消費経路国	0.641	0.480	0.282	0.714
データ数	495	495	495	495
有効データ数	356	345	336	425
除外データ数(欠損値等)	139	150	159	70

*: グループ平均の差の検定による有意水準1%
## （４）中国の国レベルの物質フロー分析と構造分解分析

中国の天然資源等消費量の推計結果は、図(2)-8に示すとおりである。1998年から2008年の期間において、その消費量は11 Gtから22 Gtに倍増したと推計された。中でも、金属鉱物は約4倍と大きく増加していた。非金属鉱物と化石燃料はほぼ2倍、バイオマスは大きく変化しなかった。非金属鉱物は天然資源等消費量の約60％と大きな割合をしめており、その倍増は中国の建設活動の増加を示すものと考えられる。図(2)-8に示すとおり、中国に関してはその天然資源等投入量について数多くの推計があるが、本研究の推計結果は、Schandlら(2010)による推計結果に近く、それ以前に行われた他の推計より大きな値となった。この理由として、これら2つの研究がEurostatのガイドラインにもとづいており、より詳細に農業残渣や建設用非金属鉱物の推計を行っていることが考えられる。それ以前の研究では、農業残渣が対象に含まれず、建設用非金属鉱物が過小推計されていた。例えば、図のZhu(2009)による推計では、2005年の建設用非金属鉱物が1Gtと推計されているが、これは本研究による推計の8分の1以下である。建設用非金属鉱物は天然資源等消費量の大きな割合を占めるため、この推計を適切に行う必要がある。また、本研究では、より多品目に渡って輸入品の重量を推計しており、これも結果が異なる要因と考えられる。

中国の天然資源等消費量が増加した要因分析については、Affluenceの影響が大きく、これが天然資源等消費量を増加させた。Technology（物質利用強度）の改善はこれを減少させる方向に貢献したが、前者の影響が大きかった（図(2)-9）。物質別に見ると、Affluenceの影響が大きいのが非金属鉱物であり、経済的に豊かになることで建設需要が高まったことを表している。また、Technology（物質利用強度）の影響が大きいのがバイオマスであり、より経済的に価値の高い農作物が生産されるようになったものと考えられる。年別に見ると、Affluenceの影響が年々高まってきたことが分かる。中国の経済成長が資源消費の伸びを大きく後押ししてきたことを示している。

図(2)-8 中国の天然資源等消費量の推計値の比較
a）物質別

b) 年別

図(2)-9 1998年から2008年の中国の天然資源等消費量の変化とそれに影響を与えた要因 ※P_effect、A_effect、T_effect、R_effectはそれぞれ、Population、Affluence、Technology（物質利用強度）、Recyclingの影響である。
なお、PopulationとRecyclingの影響は小さかった。これらの因子について将来のシナリオを設定し、中国の第12次5カ年計画（2011–2015）中の資源需要を推計したところ、2015年には現状の22 Gtから27～38%程度増加し、28～31Gt程度になると推計された。依然として、非金属鉱物が多くを占め、金属鉱物と化石燃料のシェアが拡大する一方で、バイオマスの比率は下がるものと推計された。資源消費の削減には、より物質利用強度の低い製品のデザインや消費パターンの変革が求められる。非金属鉱物が支配的なため、これまでのところリサイクルの影響は限定的ではあるが、鉄などの特定の素材については天然資源消費抑制に非常に有効であり、これを推進していくことが重要である。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

生産時の炭素排出量が大きい物質を対象として、その需要量とその生産に関わる$\mathrm{CO}_{2}$ 排出量を推計できる物質フロー・ストックモデルを構築した。本モデルは、耐久財・耐久消費財・消費財の製品需要量（ストック量及びフロー量）から素材需要量と素材生産に伴って排出される$\mathrm{CO}_{2}$ 排出量を推計することができるモデルとなっており、ボトムアップ的に製品需要量削減やリサイクル等の脱物質化対策が検討できるモデルとなっている。本研究では、トップダウン、ボトムアップの両面からモデルの検証を行っていることが特徴であり、この点で先行的な成果となっている。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

環境省「2013年以降の対策・施策に関する検討小委員会第2回低炭素ビジネスWG」（2012年2月8日開催）の資料において、本研究の成果である中国の鉄鋼需要の推計結果が引用され、その検討に貢献した。また、「2013年以降の対策・施策に関する検討小委員会」（2012年3月15日開催）の参考資料としても同結果が引用された。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

本研究成果は、循環型社会構築に関わるリサイクルや長寿命化などの施策が、低炭素社会構築においても有益であり、win-winの関係にあることを示したものであり、両社会の構築を統合する観点で、成果を活用することが有益と考えられる。また、ワークショップや共同研究を通じて、中国の研究者との接点を多く構築してきたことから、これを通じて中国の環境政策へ貢献することができると考えられる。

## 6 ．国際共同研究等の状況

## （1） 中国との共同研究

中国東北大学（瀋陽）のZhong Wu Lu教授のグループにおいて、中国を対象とした金属および国レベルの物質フロー分析を進めていたことから、2009年11月に同グループを訪問し、同グループとの研究交流・研究協力に関する意見交換を行った。その後、同グループの博士後期課程学生Heming Wang氏が、1年間日本に滞在することとなり（2010年10月～2011年3月に国立環境研究所、2011年4月～9月に立命館大学）、これ以降decouplingに関する具体的な共同研究を行うこととなり、
上述したような成果を得た。

## （２）国際ワークショップの開催

「Workshop on Supply and Demand of Resources and Low Carbon Development in Asia-Pacific Region」を4回開催し、関連分野の研究者との研究交流を進めてきた。各回で招聘した外国人研究者は以下の通りである。前半は欧州・豪州等での関連研究者との研究交流に主眼を置いたが、後半は中国やインドなどの研究者を招聘し、本研究に必要な関連情報を取得し、関係を構築することに主眼を置いた。

第1回：2010年2月12日、秋葉原コンベンションホール

Heming Wang氏 (Northeastern University, China)

Graham Turner氏 (CSIRO, Australia)

第2回：2010年11月8日、日本科学未来館

Stefan Bringezu氏 (Wuppertal Institute, Germany)

Stefan Giljum氏 (Sustainable Europe Research Institute, Austria)

Heinz Schandl氏 (CSIRO, Australia)

Jiang Kejun 氏 (Energy Research Institute, China)

第3回：2012年1月18日、秋葉原コンベンションホール

Stefan Bringezu氏 (Wuppertal Institute, Germany)

Heinz Schandl氏 (CSIRO, Australia)

Dingjiang Chen氏 (Tsinghua University, China)

Heming Wang 氏 (Northeastern University, China)

第4回：2012年9月18日、メルパルク京都

Jonathan Cullen氏 (University of Cambridge, UK)

Hongtao Wang氏 (Sichuan University, China)

Harpreet Kandra氏 (Free lance consultant, Australia)

Heming Wang 氏 (Northeastern University, China)

Dingjiang Chen 氏 (Tsinghua University, China)

※これらはS-6-4として開催したものであり、本サブテーマの研究代表者が国立環境研究所に所属していた時のもの（1、2）を含む。

## 7 ．研究成果の発表状況

（1）誌上発表

<論文（査読あり）>

1) C. KAYO, S. HASHIMOTO, and Y. MORIGUCHI: Journal of Industrial Ecology, 16, 529-540 (2012.8)

“Paper and paperboard demand and associated carbon dioxide emissions in Asia through 2050”

2) H. WANG, S. HASHIMOTO, Y. MORIGUCHI, Q. YUE, and Z. LU: Journal of Industrial Ecology, 16, 481-492 (2012.8)

“Resource use in growing China: Past trends, influence factors, and future demand”
3) 加用千裕、橋本征二、森口祐一：土木学会論文集G、68(6)、II_473-II_484（2012.10）「統計的分類手法を用いた紙・板紙消費に影響する社会経済因子の分析」

4) S. HASHIMOTO and Y. MORIGUCHI: Global Environmental Research, 17, 39-46 (2013.4) "Resource management for carbon management: A literature review"

5) H. WANG, S. HASHIMOTO, Q. YUE, Y. MORIGUCHI, and Z. LU: Journal of Industrial Ecology, 17(4), 618–629 (2013.8)

“Decoupling analysis of four selected countries: China, Russia, Japan, and the United States during 2000–2007”

6) 行木美弥、森口祐一：土木学会論文集G、69(6)、II_205-II_215(2013.10)

「中国とインドにおける鉄鋼需給に関連する温室効果ガス排出の中長期予測—スクラップの利用可能性と限界—」

7) T. WANG, S. HASHIMOTO: Journal of Industrial Ecology, in press (2014)

“The weight under the steel wheels: Material stock and flow analysis of high-speed rail in China”

## くその他誌上発表（査読なし）>

1) 橋本征二、村上進亮：エネルギー・資源、34(5)、291-295 (2013.9)

「明日を支える資源(137) <連載：持続可能な資源の利用④> 温暖化対策技術とクリティカルメタル」

2) S. HASHIMOTO, M. FISCHER-KOWALSKI, S. SUH, and X. BAI: Journal of Industrial Ecology, 16, 459-466 (2012.8)

“Greening growing giants: A major challenge of our planet”

3) S. HASHIMOTO and Y. MORIGUCHI: Journal of Industrial Ecology, 14, 185-187 (2010.4) "Linkages among resources, climate, and Asian growth"

## （2） 口頭発表（学会等）

1) 加用千裕、橋本征二、南斉規介、森口祐一：第38回環境システム研究論文発表会、2010「アジア地域における紙資源消費量および温室効果ガス排出量の将来推計」

2) M. ISHIDA, S. HASHIMOTO, and Y. MORIGUCHI: ISIE Asia-Pacific Meeting & ISIE MFA-ConAccount Meeting, Tokyo, Japan, 2010

"Trends of steel demand, accumulation, and greenhouse gas emissions with economic development"

3) 加用千裕、橋本征二、南斉規介、森口祐一：第6回LCA学会研究発表会、2011「アジア地域における紙・板紙消費量と温室効果ガス排出量」

4) 加用千裕、横尾英史、橋本征二、森口祐一：第39回環境システム研究論文発表会、2011「パネルデータを用いた紙・板紙需要の要因分析」

5) T. WANG and S. HASHIMOTO: 2011 Conference of the International Society for Industrial Ecology, Berkeley, California, USA, 2011

“Iron and steel stocks and flows in China’s transportation systems”

6) H. WANG, Q. YUE, Z. LU, S. HASHIMOTO, and Y. MORIGUCHI: 2011 Conference of the
International Society for Industrial Ecology, Berkeley, California, USA, 2011

“China’s resource use and its relation to economic growth in the period of 2000-2007: A decoupling analysis”

7) T. WANG: The 6th Conference on the Circular Economy and Eco-Industry of China. Taiyuan, Shanxi, China, 2011

“From “xunhuan” to “junkan”: Toward a sound material-cycle society” (in Chinese)

8) T. WANG, Y. YUE, M. XU, and S. HASHIMOTO: Gordon Research Conference on Industrial Ecology, Les Diablerets, Switzerland, 2012

“Material flows and environmental impact assessment of high-speed rail in Asia”

9) T. WANG and S. HASHIMOTO: MFA – ConAccount Section Conference 2012, Darmstadt, Germany, 2012

“The material and carbon footprint of high-speed rail in Asia”

10) T. WANG: The $ 7^{th} $ Conference on the Circular Economy and Eco-Industry of China, Beijing, China, 2012

“Socio-economic metabolism of transport systems: A case of high-speed transport in China” (in Chinese)

11) T. WANG and S. HASHIMOTO: The $ 10^{th} $ International Conference on EcoBalance, Tokyo, Japan, 2012

“Forging a low-carbon steel cycle in Asia”

12) T. WANG and S. HASHIMOTO: The 7th International Society for Industrial Ecology biennial Conference. Ulsan, Korea, 2013

“Socio-economic metabolism of transportation: A case of high-speed transport in China”

13) T. WANG: The 8th Conference on the Circular Economy and Eco-Industry of China. Baotou, China, 2013

“Socio-economic metabolism of high-speed transport in China” (in Chinese)

14) C.M. LWIN, K. TANAKA, S. HASHIMOTO, and H. TANIKAWA: 第9回日本LCA学会研究発表会、2014

“Analysis on material flows and stocks of sewer pipes: A Case Study in Japan

15) C.M. LWIN and S. HASHIMOTO: The 3R International Scientific Conference on Material Cycles and Waste Management. Kyoto, Japan, 2014

“Estimation of sewage sludge amount in ASEAN through 2050”

※本サブテーマの研究代表者が国立環境研究所に所属していた時のもの（1～4）を含む。

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

（４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

1) Workshop on Supply and Demand of Resources and Low Carbon Development in Asia-Pacific Region（2010年2月12日、秋葉原コンベンションホール、参加者46名）
2) Second Workshop on Supply and Demand of Resources and Low Carbon Development in Asia-Pacific Region（2010年11月8日、日本科学未来館、参加者約100名）

3) Third Workshop on Supply and Demand of Resources and Low Carbon Development in Asia-Pacific Region (2012 年 1 月 18 日、秋葉原コンベンションホール、参加者約 30 名)

4) Forth Workshop on Supply and Demand of Resources and Low Carbon Development in Asia-Pacific Region（2012年9月18日、メルパルク京都、参加者約30名）

※これらはS-6-4として開催したものであり、本サブテーマの研究代表者が国立環境研究所に所属していた時のもの（1、2）を含む。

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

下記の誌上発表・論文（査読あり）が、土木学会環境システム委員会の「環境システム優秀論文賞」を受賞。

加用千裕、橋本征二、森口祐一：土木学会論文集G、68(6)、II_473-II_484（2012.10）

「統計的分類手法を用いた紙・板紙消費に影響する社会経済因子の分析」

### 8 \. 引用文献

特に記載すべき事項はない。
（３）温室効果ガス排出削減ポテンシャル算定のための物質フロー・ストックモデルの構築

みずほ情報総研（株）

環境エネルギー第一1部持続型社会チーム 松井 重和

環境エネルギー第一1部地球環境チーム 吉川 実

環境エネルギー第一1部持続型社会チーム 高木 重定

環境エネルギー第一1部持続型社会チーム 村田 有紗

平成21～25年度累計予算額：57,663千円

（うち、平成25年度予算額：10,401千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

本研究は日本及びアジア諸国における今後の資源需要の増加に伴って、これに附随する温室効果ガス(GHG)排出量が今度どの程度増加するのかを見通すとともに、資源の循環的・効率的な利用という手段により、今後素材生産に係るGHG排出量をどの程度削減することが可能かを定量的に分析するために、日本とアジア諸国、特に中国を対象とした物質フロー・ストックモデルを構築することを目的とした。

物質フロー・ストックモデルの構築のために中国の社会経済等データ、生産プロセスデータ、生産設備データや脱物質化社会推進のための対策に関する情報を収集・整備し、国立環境研究所で日本を対象に構築していた物質フロー・ストックモデルを基にして、高炭素強度の素材である鉄鋼、セメント、紙・板紙を対象とした中国の物質フロー・ストックモデルの開発を行った。

また、開発したモデルを用いて、中国が先進国と同様の成長をたどった場合のケース（基本ケース）と脱物質化推進対策（主に長寿命化や長期使用の需要抑制対策）を推進したケース（対策ケース）のCO₂排出量を推計し、その差分をとることで対策の導入によるCO₂削減効果の試算を行った。基本ケースでは、鋼材、セメント、紙・板紙の生産に伴って排出されるCO₂は2020年頃までは増加するが、その後は鋼材、セメントの需要減少によって排出量が減少して2050年には2010年比で約1.5億トン-CO₂減少となることが示された。また、長寿命化や長期使用の需要抑制対策等の脱物質化推進対策を導入していくことで2050年までに約10億トン-CO₂の削減（基本ケースと対策ケースの差分）が見込まれることも示された。

## [キーワード]

物質フロー分析、シナリオ分析、二酸化炭素、対策技術
### 1. はじめに

大量生産・大量消費に支えられた経済社会から循環型社会への転換は、主に廃棄物問題の改善、資源の有効利用の観点から提唱されてきたが、エネルギー消費・GHG排出の面からも大きな意義がある。資源の循環的・効率的利用によるGHG排出削減効果は、特定の素材や製品のリサイクルについては多くの算定例があるものの、総量としてどれだけ削減に寄与してきたかや、今後どれだけ削減ポテンシャルがあるかについては、我が国についても十分には定量化されておらず、今後、資源利用の飛躍的な増大が見込まれるアジアの発展途上国については、知見がさらに不足している。また、今後、アジア諸国では、社会基盤整備や耐久消費財の普及などにより、素材産業からのGHG排出の増大が見込まれる。加えて、そうした耐久財の蓄積は、その利用段階でのエネルギー消費と密接に関連するとともに、将来の二次資源の供給源という性格ももち、物質のストックと物質・エネルギーのフローを関係づけて解析する新たな視点が必要である。さらに、温暖化対策技術の導入が資源需要を変化させ、資源・素材産業のエネルギー需要へと跳ね返る効果も考慮に入れる必要がある。

### 2. 研究開発目的

本業務では、日本及びアジア諸国における今後の資源需要の増加に伴って、これに付随するGHG排出量が今後どの程度増加するのかを見通すとともに、資源の循環的・効率的な利用という手段により、今後素材生産に係るGHG排出量をどの程度削減することが可能であるかを定量的に分析するため、日本とアジア諸国、特に中国を対象とした物質フロー・ストックモデルを構築する。

### 3. 研究開発方法

（１）物質フロー・ストックモデル構築のための基礎データの収集・整理

## 1 ）中国の社会経済等データの整備

物質フロー・ストックモデル構築のための基礎データとして、人口、GDP、製品保有台数、等の社会経済データ及び炭素強度の高い素材である鉄鋼、セメント、紙・パルプに関する統計データを収集・整理した。

## 2 ）中国の生産プロセスデータの整備

日本の生産プロセスのインベントリデータを元に中国の統計や文献などから中国のインベントリデータの整備を行った。

## 3 ）生産設備データの整備

生産設備等をモデルに盛り込むための概念整理を行い、生産設備等に関する既存の統計データを収集・整理した。また、日本の物質フローにおける天然資源等投入量のデータと総務省の産業連関表の固定資本マトリックスを用いて部門別の生産設備等の誘発物質原単位（1980年、1990年、2000年、2005年）を整備した。

## 4 ）インフラ系銅電線の将来推計

中国などで需要が増加することが想定されるインフラ系銅電線に着目し、個別統計データ（日
本電線工業会「電線統計年報」）を元にインフラ系銅電線のストック量を予測するためのサブモデルを構築した。サブモデルの構築にあたっては、銅電線のフロー量と複数の活動量との相関を調査し、一人当たりGDPを銅電線のフロー量の説明変数として、将来のストック量を予測することができるサブモデルを構築した。

インフラ系銅電線サブモデルの定式化

$ S(t) = S(t-1) + F(t) - F(t-L) $

S : インフラ系銅電線のストック量

F : インフラ系銅電線のフロー量 (一人当たり GDP を説明変数として予測)

L : インフラ系銅電線の寿命 18 年と設定

t : 年

## 5 ）対策シナリオに関する情報収集

中国を中心に今後の需要量とGHG排出量の推移、及び、リサイクル、省資源化等の評価を行うため、今後導入が想定される温暖化対策および脱物質化社会推進のための対策をリストアップし、情報を収集・整理した。特に軽量化や長寿命化対策に関しては有用な対策と考えられることから具体的な情報の収集・整理を行った。また、幅広く用いられ、産業の根幹をなすベースメタルについて代替技術の可能性について検討した。中でも今回は資源制約の問題から銅、そして資源量的には問題はないが、軽量化技術の観点からアルミに注目して情報・資料の収集を行なった。

## （２）物質フロー・ストックモデルの構築

中国の経済発展による資源需要の増加に伴って排出されるCO2排出量の推計を行うために、S6-1や他のサブテーマとこれまでに検討を行ってきたシナリオ及び各種対策を反映できるように物質フロー・ストックモデルを構築した。

本研究で構築した物質フロー・ストックモデルの基本構造を図(3)-1示す。物質フロー・ストックモデルは、最終製品フロー・ストックモデルと、生産プロセスモデルから構成されている。最

図(3)-1 物質フロー・ストックモデルの基本構造
表(3)-1 物質フロー・ストックモデルの対象品目と用途

財	資材	最終製品フロー・ストックモデル
大区分	中区分	小区分	鉄鋼	セメント	紙	適用モデル	財の単位
耐久財・耐久消費財	建築物	住宅(都市部)	○	○	-	財－資材型	床面積[m2]
住宅(農村部)	○	○	-
非住宅	○	○	-
インフラ	○	○	-	資材型	-
輸送機器	乗用車	○	-	-	財－資材型	保有台数[台]
貨物等	○	-	-
他輸送機器	○	-	-	資材型	-
生産設備	○	-	-	資材型	-
その他	○	-	-	資材型	-
消費財	紙	-	-	○	-	-

図(3)-2 最終製品フロー・ストックモデル（財－資材型）の構造
図(3)-3 最終製品フロー・ストックモデル（資材型）の構造

終製品フロー・ストックモデルで求めた資材需要量や廃棄物等循環利用量を生産プロセスモデルの入力とし、資材生産に伴うGHG排出量を算出する。

最終製品フロー・ストックモデルは、財の需要量（ストック量）から対象年の資材投入量（フロー量）を推計するモデルと、資材の需要量（ストック量）から対象年の資材投入量（フロー量）を推計するモデルの二種類を構築した。前者は、図(3)-2のとおり、まず、財のストック量に基づき、財のフロー（需要）量を推計する。これと財の資材含有原単位をもちい、財を生産するために投入される資材の投入（需要）量を推計する（以下、「財－資材型」とする。）。一方、後者は、図(3)-3のとおり、財として蓄積された資材のストック量にもとづき、資材の投入量を推計する（以下、「資材型」とする。）。

また、本研究で対象とした財、資材および、適用した最終製品フロー・ストックモデルを表(3)-1に示す。

## 4 ．結果及び考察

## （１）物質フロー・ストックモデル構築のための基礎データの収集・整理

## 1 ）中国の社会経済データの整備

人口やGDPなどの社会経済データに関してはS6-1から提供されたデータを用いた。素材や製品に関するデータは中国統計年報等からデータを収集し整理を行った（乗用車に関する収集情報を表(3)-2に示す）。
表(3)-2 乗用車関連データの整備状況

項目	文献
自動車保有台数(中国)	中国統計年報
乘用車保有台数(世界)	IRF World Road Statistics 2008, 2009
人口	中国統計年報、World Population Prospects: The 2008 Revision, UNPD
GDP、GRP(中国)	実績:中国統計年報推計:2008年のデータを基準として中国31省・行政区別での2030年長期エネルギー需給予測を用いて算出World Economic Outlook Database, October 2010, IMFを用いて$PPPに換算
GDP(世界)	World Economic Outlook Database, October 2010, IMF
人口密度	中国統計年報より作成
自動車保有率
EVの普及(中国)	中国当局の発表資料
中国の乗用車の燃費・電費	Environmental Implication of Electric Vehicles in China (HONG HUO et al. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 4856-4861)
走行距離
資材利用量	電気自動車ELIICAのLCA慶應義塾大学産業研究所KEOセミナー(2008年1月7日)

## 2 ）中国の生産プロセスデータの整備

日本の生産プロセスデータ（インベントリデータ）を基本としながら各種資料を基に現在の中国の生産プロセスデータの整備・検討を行った。ただし、今後、将来の予測を行うことを想定した場合には現状の中国の生産プロセスが変化しないことは想定しにくいため、将来の予測を行う場合には日本の生産プロセスデータを活用することとした。

表(3)-3 中国の生産プロセスデータの整備・検討状況

生産プロセスの対象の資材(中間製品)	中国のデータの整備・検討状況
骨材	日本のプロセスデータを活用→「コンクリートがらリサイクルの環境面からの評価」(橋本征二、2000年8月)
セメント	日本と中国のエネルギー効率の差を考慮→「セメント製造および廃棄物のセメント原燃料利用のLCI分析に関する研究」(佐野奨、2005年9月)、「The Cement Sustainability Initiative」(World Business Council for Sustainable Development、2009年)、「環境自主行動計画〔温暖化対策編〕2010年度フォローアップ結果」(日本経団連、2010年11月)
鋼材	日本と中国のエネルギー効率の差を考慮→「鋼鋼・非鉄金属・金属製品統計」(経済産業省)、「エネルギー生産・需給統計」(経済産業省)、「鋼鋼スラグ統計」(鋼鋼スラグ協会)、「エネルギー効率の国際比較(発電、鋼鋼、セメント部門)」(RITE、平成20年1月)、「World Steel in Figures 2010」(IISI、2010)、「Tracking Industrial Energy Efficiency and CO2 Emissions」(IEA、2007)
銅地金	日本と中国のエネルギー効率の差を考慮→「二酸化炭素固定化・有効利用技術等対策事業／製品等ライフサイクル二酸化炭素排出評価実証等事業開発／製品等に係る
生産プロセスの対象の資材(中間製品)	中国のデータの整備・検討状況
LCA及び静脈系に係るLCAの研究開発成果報告書」(NEDO、2005年)、「JLCA-LCAデータベース 2008年度4版」(日本LCAフォーラム)、「銅製錬事業環境の国際比較」(日本メタル経済研究所、2006年5月)
アルミ地金	新地金は国外で製造されることを想定し世界平均の値を用いた。二次地金は日本のプロセスデータを活用。→「スクラップ溶解のインベントリー調査報告書」(日本アルミニウム協会、2007)、「アルミニウム新地金および展伸用再生地金のLCIデータの概要」(日本アルミニウム協会、2005)
紙・板紙	日本と中国のエネルギー効率の差を考慮→「平成19年度製造産業技術対策調査(製紙産業の環境エネルギー分野に関する調査)報告書」(日本エネルギー経済研究所、2008年3月)
樹脂	日本のプロセスデータを活用→「JLCA-LCAデータベース 2008年度4版」(日本LCAフォーラム)
石油製品	「国外リサイクルを含むシナリオ間のライフサイクル比較手法と廃プラスチックへの適用」(平成18～20年度 廃棄物処理等科学研究費補助金総合研究報告書 代表研究者:森口祐一、2009年3月)
電力・熱	「IEA energy balances of non-OECD countries 2010」(IEA)

## 3 ）中国の生産設備データの収集・整備

中国の生産設備データを収集することは困難だったことから、モデル構築の参考とするために日本の生産設備等のデータの整備を行った。データの整備にあたっては、該当年の生産量に対して新たにその年に必要となる生産設備等の量を「フロー量」と、該当年の生産量に対して必要となる生産設備等の総量（過去から積み上げられた生産設備等をすべて含む）を「ストック量」と分けて整理を行った。

フロー量に関するデータとして経済産業省「経済産業省企業金融調査（旧・経済産業省設備投資調査）」、経済産業省「工場立地動向調査」、国土交通省「建設総合統計年度報」など、ストック量に関するデータとして内閣府「民間企業資本ストック年報」、内閣府「日本の社会資本」などのデータの整備を行った。なお、ストック量に関する公式な調査としては、政府、民間別、産業別、品目別に実地調査から直接的に資本ストックを把握している経済企画庁「国富調査」があったが、1970年を最後に中断されたままとなっており、データの陳腐化が進んでいる。このため、現在公開されているデータとしては実査に基づく公式のストック量調査はなく、フロー量に関する一次統計データを用いてストック量を推計したものしか得ることができない。

また、個別の統計データではなく、産業連関表の固定資本マトリックスを活用して各産業の生産設備等にどの程度の資源が投入されているかを特定するために、1980年、1990年、2000年、2005年を対象に日本の天然資源等投入量（各種統計より作成した日本の物質フロー図より）と総務省の産業連関表（小部門）から各部門の誘発物質投入強度（t/万円）を算定し、更に各部門の固定資本マトリックスから各部門における生産設備等の誘発物質量を推計した（表(3)-4）。なお、対象年以外の年に関しては対象年のデータを内挿することで推計した。推計結果を図(3)-4に示す。
また、1980 年から 2005 年のフロー量に関して寿命を考慮せずに積み上げた推計結果を図(3)-5 に示す。

## 4 ）インフラ系銅電線の将来推計

構築したサブモデルを用いて中国の将来の銅電線のフロー量の試算を行ったところ、仮に今後、中国の経済成長に伴い日本と同程度のインフラ系の銅電線が必要となることを想定した場合には、2030年には中国のインフラ系の銅電線の需要量（フロー量）だけで現在の世界の銅地金生産量の約55％に相当する結果となった。ただし、本試算では日本と中国の人口密度の違いなどが考慮できていない点には留意する必要がある。

表(3)-4 部門別誘発物質投入強度の算定式

$$ {}^{t}\mathbf{p}={}^{t}\mathbf{q}\cdot(\mathbf{I}-\mathbf{A}^{d})^{-1} $$

$$ A^{d}{}_{ij}=X^{d}{}_{ij}\Big/Y_{j}\quad q_{j}=U_{j}\Big/Y_{j} $$

$$ U_{i}=p_{i}\cdot F^{d}{}_{i} $$

$$ \begin{aligned}&\begin{aligned}\\ &p: 誘発物質投入強度の列ベクトル (t/ 円 )\\&q: 直接物質投入強度の列ベクトル (t/ 円 )\\&Ad: 国内財の投入係数の行列 (-)\\&Ui: 国内財 i の誘発物質投入量 (t)\\&Fdi: 国内財 i の国内最終需要額 ( 円 )\\&Xdij: 内生部門 i と内生部門 j の国内財の取引額 ( 円 )\\&Yj: 内生部門 j の産出額 ( 円 )\\&Uj: 内生部門 j の DMI(t)\\ &\end{aligned}\\ \end{aligned} $$

<誘発物質投入強度等の算定に利用する産業連関表と付帯表の枠組>

中間需要	最終需要	輸入	產出額
財1	財2	国内	輸出
產業連閱表	中間投入	国内財	財1	円	Xd11	Xd12	Fd1	E1	-	Y1
財2	円	Xd21	Xd22	Fd2	E2	-	Y2
輸入財	財2	円	Xml1	Xml2	(0)	-	-M1	0
財2	円	Xm21	Xm22	(0)	-	-M2	0
粗付加価值額	円	V1	V2	-
產出額	円	Y1	Y2	-
DMI	国内資源投入	t	Ud1	Ud2	-
輸入資源等投入	財1	t	Um11	Um12	-
財2	t	Um21	Um22	-
合計	t	U1	U2	-

※上段は非競争輸入形式の産業連関表、下段は物質投入に関する付帯表。本分析では輸入財の最終需要への直接投入はゼロとする。DMI：天然資源等投入量。
図(3)-4 固定資本形成（生産設備等）への誘発物質投入量（フロー量）の推移

図(3)-5 日本の固定資本形成（生産設備等）への誘発物質投入総量（ストック量）の推移
※中国の2030年までの一人あたり GDP の年間伸び率は3%と想定した。

図(3)-6 中国におけるインフラ系（通信用および電力用）の銅電線フロー量の試算結果

## 5 ）対策シナリオに関する情報収集

＜温暖化対策及び脱物質化対策リストの検討と情報収集＞

モデルで対象とする温暖化対策及び脱物質化対策のリストを検討するにあたり、対象とする資源としては素材生産に係るGHG排出量の評価及び温暖化対策の推進による影響に着目し「高炭素強度素材（鉄、セメント、紙など）」、「温暖化対策技術の導入により大きく需要が変動する資源」が考えられる。また、対象とする財としては今後の普及拡大が見込まれGHGの影響が大きい「耐久消費財：自動車、家電」、「社会基盤：鉄道、道路、住宅、建築物」が考えられる。整理した対策リストを表(3)-5に、収集した情報を表(3)-6に示す。

また、一部の温暖化対策および脱物質化対策に関しては、将来のモデル構築に向け、対策の導入に必要な資源量や将来の対策導入量に関するデータの整理を行った。

表(3)-5 温暖化対策および脱物質化対策の整理

温暖化対策	家庭
・業務
部門	エネルギー効率の改善	○高効率機器（エアコン、冷蔵庫、HP給湯器等）
○高効率照明（LED、有機EL等）
活動量の削減・需要の代替	○高断熱住宅・建築物
電子新聞・電子雑誌・電子看板
運輸部
門	エネルギー効率の改善	○次世代自動車（HV, PHV, EV, FC自動車）
○高効率鉄道・船舶・航空機
活動量の削減・需要の代替・交通流対策	高度道路交通システム
物流の効率化
都市機能の集約
産業部
門	エネルギー効率の改善	○省エネ型生産設備
ピンチテクノロジー
活動量の削減・需要の代替	各種の廃棄物・副産物利用
農作物の旬産旬消
産業構造のサービス化
エネルギー転換部門	エネルギー効率の改善	火力発電の高効率化
廃棄物発電・熱利用による未利用エネルギー活用
電力インフラの整備（蓄電・給電、スマートグリッド等）