Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
製品はより加工度の低いマテリアルから生産されるが、製品には様々な加工度の物があるため、加工度の低い製品はより加工度の高い製品に投入される。また、資源から直接製品に投入されることはない。

この条件を $ \tilde{A} $ に適応させると $ \tilde{A} $ は以下の式のように簡略化できる。

$$ \widetilde{\boldsymbol{A}}=\left(\begin{array}{ccc}{{{\widetilde{A}_{PP}}}}&{{{0}}}&{{{0}}} \\{{{\widetilde{A}_{MP}}}}&{{{0}}}&{{{0}}} \\{{{0}}}&{{{\widetilde{A}_{RM}}}}&{{{0}}}\end{array}\right) $$

$\tilde{A}_{PP}=0$ のとき、製品のマテリアル組成は単純に$\tilde{A}_{MP}$ で与えられる。しかし、部品などの中間製品の投入があるので一般に$\tilde{A}_{PP}\neq0$ である。一般的な場合における製品マテリアル組成行列$C_{MP}$ は以下で与えられる。

$$ C_{M P}=\tilde{A}_{M P}(I-\tilde{A}_{P P})^{-1} $$

この i, j 要素 $ C_{M_{i}P_{i}} $ は 1 単位の製品 j を構成するマテリアル i の量を表す。したがってその列和は 1 単位の製品 j の重量を与える。製品の単位が物量表記、例えば 1t である場合、該当する組成行列の列和も 1t となる。製品の単位が金額表示、例えば 100 万円である場合、該当する組成行列の列和は 100 万円当たりの重量を表す。

### 3.2 IPCIO データベースの構築

#### 3.2.1 産業連関表の拡張と部門分類

IPCIOはリンの循環利用による影響を定量的に評価することを目的としたモデルである。しかし既存の産業連関表中では、リン鉱石やリン酸といった多くのリン関連財が独立した部門として存在しないため、既存の産業連関表を用いた分析によりリンの循環利用について議論をすることは不可能である。例えばリン鉱石は、石灰石や窯業原料鉱物等を除いた「その他の非金属鉱物」という部門に集約されており、リン酸やリン酸カルシウムといったリン化合物は「その他の無機化学工業製品」という部門に集約されている。このままでは例えば、リン鉱石の輸入量の増減による、国内の各産業による波及効果を分析しようと試みても、リン鉱石を使わずリン鉱石以外の「その他の非金属鉱物」部門に属する非金属鉱物を使用する産業へも影響を及ぼす結果となってしまい、またその反面、実際にリン鉱石を使っている産業部門における波及効果が小さく評価されてしまう。そこで、IPCIOの構築にあたっては、まず既存の産業連関表の部門分類を改め、上記で示したリン鉱石やリン酸のように既存の部門分類の一部に集約されている場合はその部門を細分化する。また、リンの二次資源として考えられている鉄鋼スラグや下水污泥のような廃棄物に関しては、財として国内を流通しないため産業連関表では記述
されていない。そこでそのようなリンの関連財に関しては新たに部門を新設し、既存の産業連関表の部門分類に加えた。

また、以上の様な部門の細分化・新設に関して、産業連関表における行と列によって分類の方法が異なる。例えば上記で例として挙げたリン鉱石は、リン製品の「原料」としかなりえないため、供給先である列部門に「リン鉱石」部門を加える必要はない。一方リン酸はリン鉱石の供給先（リン鉱石から湿式・乾式リン酸が作られる）であるのと同時に、様々なリン製品の原料でもあるため、供給元・供給先のどちらとしても機能しており、行・列の各部門で部門の細分化が必要となる。以上のような事情を踏まえて、本研究では表1のように、既存の産業連関表の拡張（部門の細分化・部門の新設）を行った。

表 1 IPCIO データベース用部門の細分化

行部門(拡張前)	行部門(拡張後)	列部門(拡張前)	列部門(拡張後)
その他の非金属鉱物	リン鉱石	その他の非金属鉱物	有機質肥料	動物性有機質肥料
鶏卵	鶏ふん	その他の鶏卵	植物性有機質肥料
肉鶏	鶏ふん	その他の肉鶏	リンを含まない有機質肥料
豚	きゅう肥(豚)	豚	化学肥料	リン酸質肥料
肉用牛	きゅう肥(牛)	肉用牛	複合肥料
その他の酪農生産物	酪農きゅう肥	その他の酪農生産物	-	リンを含まない化学肥料
有機質肥料	動物性有機質肥料	植物性有機質肥料	その他の無機化学工業製品	湜式リン酸
リンを含まない有機質肥料	乾式リン酸
化学肥料	リン酸質肥料	複合肥料	黄リン
リンを含まない化学肥料	リン酸
-	汚泥等廃棄物肥料	リン酸ナトリウム
-	鉄鋼スラグ	無水リン酸
-	排水・下水汚泥	塩化リン
-	食品残渣	リン酸アンモニウム
その他の無機化学工業製品	湿式リン酸	塩化リン	リン酸カリウム
乾式リン酸	リン酸アンモニウム	リン酸カルシウム
黄リン	リン酸カリウム	赤リン
リン酸	リン酸カルシウム	その他のリン化合物
リン酸ナトリウム	赤リン	その他の無機化学工業製品
無水リン酸	その他のリン化合物
その他の無機化学工業製品	石けん・合成洗剤・界面活性剤	石けん・合成洗剤
その他の化学最終製品	金属表面処理	その他の化学最終製品	その他の化学最終製品	界面活性剤

まず、行部門の拡張内容について、その根拠を述べる。「鶏卵」、「肉鶏」、「豚」、「肉用牛」、「その他の酪農生産物」については、生産物として発生する食用品と家畜糞尿では流通や用途が大きく異なり、後者はたい肥や有機質肥料原料としての利用など、リン
の循環利用に大きな影響を持つと考えられるため部門を細分化した。「有機質肥料」に関しては、家畜糞尿などによる動物性のものと、油かすなどによる植物性のものを分けることで、リンの二次資源から動物性ないしは植物性の有機質肥料へ再利用する場合に、より細かくその影響を追えるようになるため細分化した。「化学肥料」部門に関しても同様の理由で部門の細分化を行った。拡張後行部門の「汚泥等廃棄物肥料」、「鉄鋼スラグ」、「排水・下水汚泥」、「食品残渣」は廃棄物系のリンの二次資源ポテンシャルであり、既存の産業連関表中に部門として存在しないため、それらの部門を新設した。「その他の無機化学工業製品」は、黄リン、リン酸といったいわゆる「リン化合物」を製造・販売している部門であり、食糧や工業製品のように一部にリンを含むのでなく、高い純度でリンを含むため、リン化合物の形態によって部門を細分化した。また化学工業で生産されたリン化合物の用途として、金属表面処理に用いるめっき浴があるが、産業連関表の部門分類において金属表面処理に該当する部門が存在しなかったため、「その他の化学最終製品」に金属表面処理用途の製品が含まれるとして、部門を細分化した。

列部門の拡張について、一部は行部門の拡張内容と重複しており、その説明は省略する。行部門で新設した廃棄物系二次資源の中で、汚泥等廃棄物肥料についてはその生産のために他の産業部門からの投入が考えられるので、列部門においても部門を新設した。また既存の産業連関表の列部門では、石けん・合成洗剤と界面活性剤が同じ部門にまとめられているものの、列部門「石けん・合繊洗剤」に使用されるリンは行部門「界面活性剤」から投入されるため、列部門を「石けん・合成洗剤」と「界面活性剤」に細分化し、その需給を追えるようにした。

#### 3.2.2 リン関連財の 物量化

産業連関表の行列の値は金額ベースで記述されているため、リンの循環利用に関しての定量的な結果の提示や考察のためには、リン

表 2 物量化する部門分類

行部門
リン鉱石	鉄鉱石
石灰石	石炭
動物性有機質肥料	植物性有機質肥料
リン酸質肥料	複合肥料
汚泥等廃棄物肥料	湿式リン酸
乾式リン酸	黄リン
リン酸	リン酸ナトリウム
無水リン酸	塩化リン
リン酸アンモニウム	リン酸カリウム
リン酸カルシウム	赤リン
その他リン化合物	可塑剤
合成染料	医薬品
界面活性剤	化粧品・菌磨き粉
農薬	金属表面処理
その他のリンを含む化学最終製品
鉄鋼スラグ	排水・下水汚泥
金属表面処理浴	食品残渣
酪農きゅう肥	鶏糞(鶏卵)
鶏糞(肉鶏)	きゅう肥(豚)
きゅう肥(牛)

列部門
動物性有機質肥料	植物性有機質肥料
リン酸質肥料	複合肥料
汚泥等廃棄物肥料	湿式リン酸
乾式リン酸	黄リン
リン酸	リン酸ナトリウム
無水リン酸	塩化リン
リン酸アンモニウム	リン酸カリウム
リン酸カルシウム	赤リン
その他リン化合物	可塑剤
合成染料	医薬品
界面活性剤	化粧品・歯磨き粉
農薬	金属表面処理
その他のリンを含む化学最終製品
関連財についてその値を金額ベースから物量ベースに変換する必要がある。そこで本研究では、表2に示す行39部門、列26部門に関して、産業連関表の値の物量化を行うこととした。他のリン関連財としては主に作物や食肉などの農畜産物や、鉄鋼製品が考えられるが、それらの製品中のリン濃度はごく微量であり本分析・考察に大きな影響を与えないとし、それらは金額ベースのままとした。

#### 3.2.3 IPCIO の全体像

産業連関表におけるリン関連財の部門の拡張と、値を物量化する部門を決定することにより、産業連関表は以下の図1のように、「リン関連財(物量)、「リン関連財(金額)、「非リン関連財(金額)」の3つに財を分類する構造に拡張される。既存の産業連関表からの部門の並び替えと、物量化する部門についての値の挿入については、3-7章において詳細を説明する。

さらに IPCIO では、

リンの循環利用のシ

ナリオを設定し、それに伴う新規エネル

ギーの投入や CO2 等

環境負荷の発生等の

一時的な波及効果を、

リンの二次資源の回

収技術の原単位表を

作成・運用すること

需要部門供給部門	リン関連財(物量)	リン関連財(金額)	非リン関連財(金額)	最終需要	輸出	輸入	国内生産
リン関連財(物量·t)	$ x_{ij}^{PP} $	$ x_{ij}^{PM} $	$ x_{ij}^{PN} $	$ F_{ij}^{P} $	$ E_{ij}^{P} $	$ I_{ij}^{P} $	$ X_{ij}^{P} $
リン関連財(金額·百万円)	$ x_{ij}^{MP} $	$ x_{ij}^{MM} $	$ x_{ij}^{MN} $	$ F_{ij}^{M} $	$ E_{ij}^{M} $	$ I_{ij}^{M} $	$ X_{ij}^{M} $
非リン関連財(金額·百万円)	$ x_{ij}^{NP} $	$ x_{ij}^{NM} $	$ x_{ij}^{NN} $	$ F_{ij}^{N} $	$ E_{ij}^{N} $	$ I_{ij}^{N} $	$ X_{ij}^{N} $
付加価値	$ V_{j}^{P} $	$ V_{j}^{M} $	$ V_{j}^{N} $
国内生産	$ X_{j}^{P} $	$ X_{j}^{M} $	$ X_{j}^{N} $

図１ IPCIO データベースの概略

で計算する。そしてその結果を拡張した産業連関表の値に反映させることにより、リンの循環利用による社会全体への波及効果を産業連関分析を用いることで分析し、新しい、有効なリンの国内循環利用の方法を提示する。以上を総合した、IPCIOのモデル構築の簡単な流れを図2に示す。

$$ V_{PP} $$

$$ V_{MP} $$

$$ V_{PM} $$

$$ V_{NP} $$

$$ V_{M M} $$

$$ V_{PN} $$

$$ V_{NM} $$

$$ V_{MN} $$

$$ V_{N N} $$

$$ F_{P} $$

$$ F_{M} $$

$$ F_{N} $$

$$ I_{P} $$

$$ I_{M} $$

$$ I_{N} $$

$$ X_{P} $$

$$ X_{M} $$

$$ X_{N} $$

図2 IPClO モデル構築の概略
#### 3.2.4 リン関連財の配分

##### 3.2.4.1 リン関連財の各供給先への配分量の計算

リン資源循環モデル IPCIO の構築の際に必要となる各種リン関連財の産業部門間の量的需給関係を、マテリアルフロー分析を行うことで明らかにしてきた。各リン関連財中のリン量の、各供給先への配分の方法は大きく分けて3つである。1つは、各産業部門間の量的需給関係を利用して、各部門への供給量の値を挿入することである。例えばリン鉱石を湿式リン酸や乾式リン酸の製造部門に供給する、乾式リン酸や黄リンを各リン化合物の製造部門に供給するといったデータは、マテリアルフロー分析により明らかになっているので、この方法により値の挿入を行う。

2つ目は、産業連関表付帯の部門別品目別生産額表により、リン関連財の各供給先との量的需給関係が把握できる場合であり、以下の（式6）を用いることで該当するリン関連財iの各供給部門への供給量に応じて、リン関連財i中のリンを配分するという方法である。ただし、各供給先では同じ種類のリン関連財iを使用するという仮定のもとこの式を用いるものとする。例えば石炭や界面活性剤といったリンの天然資源や二次製品がこの方法に該当するが、石炭であればどの産業部門でも同じ性状（リン濃度）の石炭を用いていること、界面活性剤であれば本来は産業によってリン酸塩系の界面活性剤とその他の界面活性剤の使用割合は少なからず異なると考えられるが、どの産業でも一定の割合でリン酸塩系の界面活性剤を用いている、といった仮定となる。

$$ \begin{aligned}& リン関連財 i の列部門 j\ne\nの供給量 = リン関連財 i 中のリン量 \times\begin{aligned}\\ &\frac{ リン関連財 i の列部門 j\ne\nの供給量 }{ リン関連財 i の国内需要量 }\\&\quad\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot( 式 6)\\ &\end{aligned}\\ \end{aligned} $$

また3つ目は、リン関連財の中でも、その供給先との量的な需給関係に関するデータが不足している部門を対象とし、既存の産業連関表における各部門の金額ベースの需給データを用いた方法で、以下の（式7）を用いることで該当するリン関連財iの各供給部門への供給金額に応じて、リン関連財i中のリンを分配するという方法である。仮定として、各供給先ではリン1tあたりの価格が同じリン関連財iを用いているとした。

$$ リン関連財 i の列部門 j\nearrow の供給量 \ =\ \ リン関連財 i 中のリン量 \ \times\ \ \frac{ リン関連財 i の列部門 j\nearrow の供給金額 }{ リン関連財 i の国内需要金額 } $$

· · · · (式 7)

ここで、物量化するリン関連財の種類（行部門名）とそれに含まれるリン量、配分方法を以下の表3にまとめた。ただし、ここで用いている「リン量」とは、各リン関連財の全量に含まれるリンの量ではなく、産業連関表で記述される各産業の需要量の合計で
ある「国内需要」の量を示しているので、例えば埋立に回る鉄鋼スラグ中のリン等の、産業連関表で記述される産業部門以外へ流出するリンの量は除いている。なお、石鹸・合成洗剤自体には、それに含まれる界面活性剤中にリンが含まれているが、これは界面活性剤からの二次的な投入であるので、石鹸・合成洗剤の行部門からの各列部門への一次的なリンの投入量は0とした。また、リンの二次資源である金属表面処理浴（金属表面に移行せず歩留まり落ちしたもの）と食品残渣については、現時点では産業部門への再利用はないと考え、産業部門へ投入されているリン量は0とした。ただし、今回既存の産業連関表の部門を拡張するにあたり新設した部門の中で、「汚泥等廃棄物肥料」と「金属表面処理」に関しては、既存の産業連関表からも本研究で推定したマテリアルフローからも供給先との需給関係を得られなかったので、汚泥等廃棄物肥料中のリン量に関しては行部門「有機質肥料」からの各列部門への供給と同様の割合で各列部門に供給されると仮定した。また既存の産業連関表において、「塗料」部門から自動車産業や電子部品産業等への供給金額は大きく、「塗料」部門の中に金属表面処理が含まれていると考えられるため、金属表面処理に使用されるリン量に関しては行部門「塗料」からの各列部門への供給と同様の割合で各部門に供給されるとした。

また本研究で行った、既存の産業連関表の部門分類の拡張により細分化・新設された天然資源以外の財である各種肥料やリン化合物の部門については、それらを製造するための他部門からの投入、例えば行部門「事業用電力」から列部門「湿式リン酸」といった投入が値として挿入されていない。そこで、既に上記で求めた、物量化されたリン関連財以外の行部門からの投入（金額ベース）を、表4に示した方法により求め、それらの値を拡張した産業連関表に挿入した。なお、各種肥料の生産量や各リン化合物中に含まれるリン量については、本章で推計したマテリアルフローの結果や、その推計過程にて用いたポケット肥料要覧2)の値を用いた。

以上の操作により、拡張した産業連関表の全ての部門について、リンの物量または各製品・サービスの金額で国内の産業間の需給構造を行列で表した。
表 3 物量化した部門に対応するリンフロー

行番号	行部門名	リン量(t)	配分方法·備考
1	リン鉱石	101367	フロー結果より各供給先へ配分
2	鉄鉱石	79731	各供給先に物量比例
3	石灰石	20672	各供給先に物量比例
4	石炭	47713	各供給先に物量比例
5	有機質肥料(動物性)	7830	各供給先に、物量比例(元部門:有機性肥料)
6	有機質肥料(植物性)	4111	各供給先に物量比例(元部門:有機性肥料)
7	リン酸肥料	104572	各供給先に金額比例(元部門:化学肥料)
8	複合肥料	143071	各供給先に金額比例(元部門:化学肥料)
9	汚泥等廃棄物肥料	11424	各供給先に物量比例(元部門:有機性肥料)
10	湿式リン酸	83302	化学工業分野フロー結果より各供給先へ配分
11	乾式リン酸	15704	化学工業分野フロー結果より各供給先へ配分
12	黄リン	31481	化学工業分野フロー結果より各供給先へ配分
13	リン酸	35683	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
14	リン酸ナトリウム	6832	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
15	無水リン酸	2270	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
16	塩化リン	9754	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
17	リン酸アンモニウム	968	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
18	リン酸カリウム	1242	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
19	リン酸カルシウム	12036	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
20	赤リン	261	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
21	その他のリン化合物	866	用途別細分化の結果より各供給先へ配分
22	可塑剤	2000	各供給先に金額比例
23	合成染料	142	各供給先に物量比例
24	医薬品	3347	各供給先に金額比例
25	石鹸·合成洗剤	0	リン化合物からの直接的な投入なし
26	界面活性剤	8642	各供給先に物量比例
27	化粧品·歯磨き粉	567	各供給先に金額比例
28	農薬	3040	各供給先に金額比例
29	金属表面処理	18515	各供給先に「塗料」の金額割合で比例配分
30	その他のリン含有化学最終製品	33660	各供給先に金額比例
31	鉄鋼スラグ	110854	フロー結果より各供給先に配分
32	排水·下水汚泥	10206	フロー結果より下水等汚泥肥料部門に投入
33	金属表面処理浴	0	現時点では産業部門への再利用なしと仮定
34	食品残渣	0	現時点では産業部門への再利用なしと仮定
35	酪農きゅう肥	33286	フロー結果より有機質肥料(動物性)と飼料作物に投入
36	鶏糞(鶏卵)	62106	フロー結果より有機質肥料(動物性)と飼料作物に投入
37	鶏糞(肉鶏)	38474	フロー結果より有機質肥料(動物性)と飼料作物に投入
38	きゅう肥(豚)	55177	フロー結果より有機質肥料(動物性)と飼料作物に投入
39	きゅう肥(牛)	13494	フロー結果より有機質肥料(動物性)と飼料作物に投入
##### 3.2.4.2 歩留まり係数行列と物質フローフィルターの作成

ここで物質フローフィルターΦと歩留まり係数行列Γの作成方法を示す。物質フローフィルターは非物質的な財の流れを取り除くための行列であるため、サービス産業である第三次産業や、その製品が別の製品中に入ることがない自動車や産業機械、衣服といった第二次産業における最終製品の部門についてはその行列要素は0となり、その他の産業部門は1とした。

次に歩留まり係数行列を設定する。基本的に各部門に供給された財は供給先の製品やサービスに含有されるが、例えば本研究のリンのケースを考えると、米の生産のために肥料として農地に投入されたリンは2割しか米の成長に有効利用されず、残りの8割は土壌蓄積として歩留まり落ちする。そのため、肥料として「米」部門にリンが100投入されても、米という

表 4 各行部門からの投入量の決定

列部門名	各行部門からの投入量の決定方法
有機質肥料(動物性)	元部門「有機質肥料」への投入量に、有機質肥料(動物性)の生産割合(※1)を乗じる
有機質肥料(植物性)	元部門「有機質肥料」への投入量に、有機質肥料(動物性)の生産割合(※1)を乗じる
リン酸質肥料	元部門「化学肥料」への投入量に、リン酸質肥料の生産割合(※2)を乗じる
複合肥料	元部門「化学肥料」への投入量に、リン酸質肥料の生産割合(※2)を乗じる
湿式リン酸	付帯表による生産額を、「その他の無機化学工業製品」への投入割合で比例配分
乾式リン酸	付帯表による生産額を、「その他の無機化学工業製品」への投入割合で比例配分
黄リン	※3の投入量に、「黄リン中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
リン酸	※3の投入量に、「リン酸中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
リン酸ナトリウム	付帯表による生産額を、「その他の無機化学工業製品」への投入割合で比例配分(→※3)
無水リン酸	※3の投入量に、「無水リン酸中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
塩化リン	※3の投入量に、「塩化リン中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
リン酸アンモニウム	※3の投入量に、「リン酸アンモニウム中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
リン酸カリウム	※3の投入量に、「リン酸カリウム中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
リン酸カルシウム	※3の投入量に、「リン酸カルシウム中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
赤リン	※3の投入量に、「赤リン中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる
その他のリン化合物	※3の投入量に、「その他のリン化合物中のリン量(t-P)÷リン酸ナトリウム中のリン量」を乗じる

※1 有機質肥料(植物性)の生産量÷有機質肥料全体の生産量

有機質肥料(動物性)の生産量÷有機質肥料全体の生産量

※2 リン酸質肥料の生産量÷化学肥料全体の生産量

複合肥料の生産量÷化学肥料全体の生産量

※3 列部門「リン酸ナトリウム」への各列部門からの投入量

製品に残留するリンは20となるため、波及効果を求めるための産業連閲分析に使用する行列は投入係数行列に歩留まり率（各種肥料から米部門への投入の場合、0.2）を乗じたものでなければならない。また、石炭に関しては、鉄鋼業に投入されたものは鉄鋼製品中には1割程度しか残留せず、その他の分野で燃料として使用されたものについては、供給先の部門が生産する製品には全く残らず、全てが石炭灰等の残渣として歩留まり落ちし、その多くが建設材といった形態で社会中に拡散する。歩留まり落ちするものの中には、鉄鋼スラグや金属表面処理液等、リンの二次資源となりうるものも存在する。そこで、物量化したリン関連財の行部門38部門に関して、以下の表5のように歩留まり率を決定し、歩留まり係数行列Γを作成した。
表 5 各部門における歩留まり率の設定

行番号	行部門名	列部門	歩留まり率	行番号	行部門名	列部門	歩留まり率
1	リン鉱石	湿式リン酸	0.985	21	その他のリン化合物	第一次産業(除加工品)	0
乾式リン酸	0.935	その他	1
2	鉄鉱石	各鉄鉱業部門	0.091	22	可塑剤	第一次産業(除加工品)	0
その他	0	その他	1
3	石灰石	各鉄鉱業部門	0.091	23	合成染料	第一次産業(除加工品)	0
その他	1	その他	1
4	石炭	各鉄鉱業部門	0.091	24	医薬品	第一次産業(除加工品)	0
その他	0	その他	1
5	有機質肥料(動物性)	全部門	0.199	25	界面活性剤	第一次産業(除加工品)	0
その他	1
6	有機質肥料(植物性)	全部門	0.199	26	化粧品・歯磨き粉	全部門	0
27	農薬	全部門	0
7	リン酸肥料	全部門	0.199	28	金属表面処理	第一次産業部門	0
8	複合肥料	全部門	0.199	その他	0.320
9	汚泥等廃棄物肥料	全部門	0.199	29	その他のリン含有化学最終製品	全部門	1
10	湿式リン酸	全部門	1
11	乾式リン酸	各リン化合物	0.900	30	鉄鉱スラグ	全部門	1
その他	0	31	排水・下水汚泥	全部門
12	黄リン	各リン化合物	0.900	32	金属表面処理浴	全部門	1
その他	0	33	食品残渣	全部門
13	リン酸	第一次産業(除加工品)	0	34	酪農きゅう肥	各種肥料	1
その他	1	第一次産業部門	0.678
14	リン酸ナトリウム	第一次産業(除加工品)	0	その他	0
その他	1	35	鶏糞(鶏卵)	1
15	無水リン酸	第一次産業(除加工品)	0	第一次産業部門	0.678
その他	1	その他	0
16	塩化リン	第一次産業(除加工品)	0	36	鶏糞(肉鶏)	各種肥料	1
その他	1	第一次産業部門	0.678
17	リン酸アンモニウム	第一次産業(除加工品)	0	その他	0
その他	1	37	きゅう肥(豚)	1
18	リン酸カリウム	第一次産業(除加工品)	0	第一次産業部門	0.678
その他	1	その他	0
19	リン酸カルシウム	第一次産業(除加工品)	0	38	きゅう肥(牛)	各種肥料	1
その他	1	第一次産業部門	0.678
20	赤リン	第一次産業(除加工品)	0	その他	0
その他	1

Γが製品中に残存するリンの割合を表すため、 $ (1-\Gamma) $ はリンの歩留まり落ちの割合を示す。そのため、投入係数行列Aに $ (1-\Gamma) $ をアダマール積（行列の要素ごとの積）として掛けることで、各産業活動において製品中に移行せずに歩留まり落ちするリンの量を見積もることが出来る。
#### 3.2.5 各分野におけるリンの二次資源と回収技術

前章では、リンのマテリアルフロー分析を行うことで、各部門間のリンの需給関係と共に、国内での未利用のリンの各二次資源の量を明らかにした。その主なリンの二次資源の種類と利用可能リン量、それに対する回収技術とリンの回収形態、その回収リンの再利用先を表6にまとめた。

なおここでの利用可能量とは、再利用が可能なリンの総量であり、回収可能なリンの全量を表したものではない。また「施肥量調整」とは、リンの回収・循環利用を目的としたものではなく、過剰に投入している肥料の投入量を減らすことでリン資源の消費を抑えることを目的としたものであり、その利用可能量とは肥料として投入されたリン（肥料部門から農地/牧場部門への投入量）のうち、作物や牧草等に吸収されずに農地/牧場に歩留まり落ちした

と考えられる量を表す。

## (1) 食糧分野におけるリンの二次資源

食糧分野では肥料として多くのリンが農地/牧場に投入される（280.3kt）は、作物・牧草等にはその一部しか吸収されず、成長のための必要量より過剰に投入された224.5ktのリンが土壌に歩留まり落ちする。土壌に拡散したリンは殆ど回収不可能であるが、過剰に投入している分の肥料の量を抑えることで、肥料の原料の大元であるリン鉱石の輸入量を低減させることができると考えられる。もちろん、肥料として投入されたリンの全量を作物等が吸収できるわけではなく、一部は土壌中のアルミニウム等金属成分と結合し利用できない状態となるため、

表 6 リンの二次資源と回収技術

対象分野	二次資源	リン量(kt)	回収技術	形態	利用先
食料分野	施肥量調整	224.5	-	-	-
家畜養尿	222.8	鶏糞炭化	活性炭	肥料原料
鶏糞焼却灰からの酸溶出	ヒドロジアパタイト	肥料原料
工業分野	鉄鋼スラグ	92.7	磁気分離	P2O5	肥料原料
金属表面処理排水	12.6	蒸発分離	黄リン	黄リン
環境分野	排水	33.8	HAP法	ヒドロジアパタイト	肥料原料
MAP法	MAP	肥料原料
下水污泥	8.3	HeatPhos法	バイリン鉱石	鉱石代替
焼却灰溶融	黄リン	黄リン
アルカリ溶出	リン酸カルシウム	肥料原料
224.5kt のリン量を低減できるわけではない。土壌中のリンの可給量の調査や新規リン系肥料の投入なしでの作物の生育実績など3-6)、農地へのリンの過剰供給に関する研究結果は存在するものの、どれだけのリンを投入すれば過不足なく作物等にリンを供給できるかという明確なデータを収集することはできなかったため、この204.9kt のリンのうちどれだけを低減できるかという具体的な数値には本研究では言及することはできない。しかし、このうち半分のリン量を施肥量の調整により低減させることができたとすれば、その値はリン鉱石の輸入によるリンの量とほぼ同等であり、農業分野には膨大なリンの削減ポテンシャルが存在していることが分かる。

また、鶏糞などの家畜糞尿に含まれるリンは222.8ktと、肥料としてのリンの投入量と同程度の値を示すが、そのうち190.8ktはたい肥等として農地に直接還元されている。一方家畜は牧場（牧草等）から138.8ktのリンを摂取していると推定され、そのうち牧草が吸収している肥料中のリンは30.1ktであることから、家畜糞尿は牧草等の生長に有効利用され、家畜と自然の間でリンの循環が起こっていることが分かる。近年は、特に鶏糞の炭化による肥料原料としての利用や、鶏糞焼却灰からのリンの回収と肥料原料への投入が考案されているが7)、家畜糞尿を肥料原料として再利用することで、牧草等農地に供給されるリンの量（82.1kt）が減少する可能性がある。

## (2) 工業分野におけるリンの二次資源

マテリアルフローの推定による工業分野における主なリンの二次資源としては、鉄鋼業の副産物として発生する鉄鋼スラグ中のリン（未利用量92.7kt）や、金属表面処理・めっきの過程において、製品上に乗らずに工業排水として歩留まり落ちするリン（12.6kt）が考えられる。

92.7kt の鉄鋼スラグは現時点では殆どが路盤材やセメント等建設材として再利用されており、リン資源として再利用されていない。しかし、最終的に排水や土壌への拡散、製品としての社会への拡散がそれに対し近年、磁気分離による鉄鋼スラグからのリンの回収方法が考案されている。久保らは転炉スラグ（溶銃予備処理スラグ含む）の脱リンスラグから、62%のリンを磁気分離によって回収できたという結果を残しており8)、その結果を本研究で推定した転炉スラグ（溶銃予備処理スラグ含む）の脱リンスラグ中リン量72.0ktにかけることで、脱リンスラグから回収できるリンの量を試算した。回収物のリン濃度は4.63%であり、リンの形態はリン酸カルシウム（4CaO・P₂O₅：C₄Pまたは3CaO・P₂O₅：C₃P）であるため、肥料原料への再利用が考えられる。

金属表面処理浴の排水中のリンに関して、実際の自動車部品工場で発生した一般的なパーカー処理スラッジを試料として、110℃、24時間大気中で乾燥保持し、ICP発光分光分析行った。その結果を図3に示す。
図３ パーカー処理スラッジ乾燥処理後の組成

このように、リン酸塩を用いた金属表面処理による排水を処理したスラッジはリンを高濃度で含有しており、その濃度はリン鉱石中のリン濃度約13%を上回る。そのため、このスラッジを用いた蒸発分離による黄リンとしての精製など、高純度のリンの二次資源ポテンシャルとして期待されており、回収のための研究開発が進んでいる7)。

##### 3.2.5.3 環境分野におけるリンの二次資源

環境分野では、人間生活から排出される排水や、それを処理した污泥・污泥焼却灰に比較的多くのリンが含まれており、様々な回収技術が考案されている。排水からの代表的なリンの回収方法としては、HAP法やMAP法があり、これらは原理が単純であること、コストが比較的低いこと等から、リンの回収技術としてよく知られている。HAP法は以下の（式8）で表され、リンを含む液に $ Ca^{2+} $ および $ OH^{-} $ を添加し過飽和状態にした後、脱リン槽内の脱リン材と接触させることにより、ろ材表面にヒドロキシアパタイト結晶 $ \left(\mathrm{Ca}10\left(\mathrm{OH}\right)_2\left(\mathrm{PO}_4\right)_6\right) $ を晶析させる方法である。一方MAP法はアンモニアを比較的多く含む排水に用いられ、以下の（式9）で表される。嫌気性消化槽の脱水分離液に $ Mg^{2+} $ を添加し弱アルカリ領域でリン酸マグネシウムアンモニウム $ \left(\mathrm{MgNH_4PO_4}\right) $ を晶析させる。HAP法： $ 10\mathrm{Ca_2++2OH-+6PO_4^{3-}}\rightarrow\mathrm{Ca}10\left(\mathrm{OH}\right)_2\left(\mathrm{PO}_4\right)_6 $ （式8）

$$ MAP 法 :Mg^{2+}+NH_{4}^{++}PO_{4}^{3-}\longrightarrow MgNH_{4}PO_{4}\quad\quad( 式 9) $$

また、汚泥からのリンの回収技術に関しても近年様々な回収技術が開発されているが、本章では汚泥焼却灰からのアルカリ溶出、余剩汚泥からのHeatphos法による回収、汚泥焼却灰の還元溶融の3つの方法を挙げる。

アルカリ溶出は、下水汚泥の焼却灰を水酸化ナトリウム中で滞留させてリン酸ナトリ
ウムとして抽出し、抽出液に消石灰を加えて攪拌することで、リン酸カルシウムの形でリンを回収する方法である。回収されたリン酸カルシウムは、副産リン酸肥料として登録利用される。

Heatphos 法は、下水処理場における余剰污泥を 70℃で 1 時間程度加熱することでリンをポリリン酸として水中に放出し、石灰により沈殿させることで、通称「バイオリン鉱石」を回収する方法である。バイオリン鉱石は天然のリン鉱石と性状がよく似ており、バイオリン鉱石を用いた植栽試験からも良好な肥料効果が得られたことから直接肥料としての投入が可能な他、バイオリン鉱石を用いた工業用リン酸の製造の試みもある。

汚泥焼却灰の還元溶融は、下水汚泥の焼却灰を還元溶融することにより、焼却灰が含む酸化リンを黄リンガスとして揮発分離し、冷却凝縮により液体黄リンを回収する方法である。回収された黄リンの純度は 99.75%と非常に高い純度を誇り、現在考案されているリンの回収技術の中では、リンを黄リンという非常に高濃度な状態で回収できる有用な技術であり、実際にオランダの Thermphos 社は、下水汚泥や家畜糞尿から同様の原理により黄リンを回収・販売する事業を展開している。

#### 3.2.6 回収技術の原単位表の作成

本研究では、リンの循環利用に伴う波及効果の分析を行うが、リンの二次資源を活用するには、電力等のエネルギー源や原料などの新規投入が必要となり、経済性を考慮した波及効果の分析のためには、それらの新規投入を考慮しなければならない。そこで本研究では各回収技術を用いてリンを1t回収する場合に必要となる電力費や薬剤費等の新規投入に伴うコストの計算を行った。原単位の算出のために、MAP法やHAP法、汚泥焼却灰からのアルカリ溶出、Heatphos法に関しては、リン資源の回収と有効利用7)、汚泥焼却灰の還元溶融については下水汚泥資源利用協議会誌8)、鶏糞の活性炭化処理については新技術内外畜産環境情報9)、鉄鋼スラグの磁気分離については当研究室の既存研究による結果10,11)、電力やコークス等燃料の単価などについては産業連関表付帯の部門別品目別生産額表などのインベントリデータを用いた。なお、家畜糞尿中のリンの利用に関しては、リンの回収の実績が多いブロイラー（肉鶏）による鶏糞中のリン（42.3kt）のみを対象とし、回収技術として鶏糞の炭化処理による肥料製造9)を想定した。

その結果の一部を表7に示す。表7の元データはExcelで記述されており、各二次資源からのリンの目標回収量（再利用量）をピンク色のセル（「リン回収量（t-P）」の欄）に入力することで、赤色の数字のセルに、二次資源の必要投入量や、回収に伴う電力費、薬剤費等のコストが自動的に計算される。例えば、鶏糞から1000tのリンを肥料原料として再利用するには、鶏糞の投入が1435t必要であり、回収にかかる費用として電力費が2億5000万円、薬剤費が2200万円、燃料代が1億6500万円、その他原料が1100万円の合計4億4800万円が必要であるということがこの表を利用することで計算される。
また、変数として、二次資源中に含まれるリン量を代入する場合、二次資源自体の投入量を代入する場合に関しても、同様の表を作成した。

表 7 回収原単位表の作成

回收技術
施肥量の調整	鶏糞炭化処理	磁気分離	HAP法	MAP法	焼却灰アルカリ溶出	Heatphos法	焼却灰還元溶融
回収リン1tあたり	リン1t回収に要する二次資源(t-P)	肥料	1
鶏糞	1.43
鉄鋼スラグ	1.61
排水	1.25	1.1
下水污泥	2.22	2.86	1.47
リン回収率	1	0.70	0.62	0.80	0.91	0.45	0.35	0.68
リン1t回収に要する新規投入(百万円)	電力	0.250	0.040	0.058	0.058	0.117	0.259	0.270
薬剤費	0.022	0.219	0.244	0.283	0.546
燃料	0.165	0.035
その他原料	0.011	0.003
合計	0.000	0.448	0.043	0.277	0.302	0.400	0.806	0.305

施肥量の調整	鶏糞炭化処理	磁気分離	HAP法	MAP法	焼却灰アルカリ溶出	Heatphos法	焼却灰還元溶融
想定シナリオ回収リンあたり	投入する二次資源(t-P)	肥料	0
鶏糞	0
鉄鋼スラグ	0
排水	0	0
下水污泥	0	0	0
リン回収率	1	0.70	0.62	0.80	0.91	0.45	0.35	0.68
必要新規投入量(百万円)	電力	0	0	0	0	0	0	0	0
薬剤費	0	0	0	0	0	0	0	0
燃料	0	0	0	0	0	0	0	0
その他原料	0	0	0	0	0	0	0	0
合計	0	0	0	0	0	0	0	0
リン回収量(t-P)	0	0	0	0	0	0	0	0
回収形態	施肥の減量	肥料原料	肥料原料	肥料原料	肥料原料	肥料原料	バイオリン鉱石	黄リン
### 3.3 循環シナリオの設定と波及効果分析

#### 3.3.1 食料の需給の変化による波及効果分析例

ここでは今後のリン資源の利用で想定されるシナリオに伴うリン資源の需給の変化や、社会への経済的な波及効果を推定する。そこでまず、食糧生産分野の需給に関する以下の3つの例について、リンの需要の変化と他の産業部門への波及効果の分析を行った。

A. 米の生産 100 万円を最終需要とした時、すなわち米の生産のみが 100 万円分増加した際の波及効果

B. 牛肉の生産 100 万円を最終需要とした時

C. 飲食サービス 100 万円を最終需要とした時

以上の3つのシナリオ例について、主なリンの関連財に関する波及効果を図4に示す。

図４ 食料需要変化シナリオ分析結果

#### 3.3.2 循環シナリオの設定

次に、想定されるリンの循環利用のシナリオとして、マテリアルフロー分析の結果から得られた各二次資源ポテンシャルの量や、現在考案されている回収技術を基に技術的に実現可能であると考えられる以下の①から⑥の6つのシナリオを設定した。

## ① 施肥量を少なくすることにより、肥料としてのリンの投入量を軽減する。

これまでのマテリアルフロー調査の結果、肥料中のリンは2割程度しか作物に吸収されておらず、肥料として投入したリン280.3ktのうち224.5ktは土壌中に蓄積・拡散すると考えられる。そのうち何割のリンが、作物が吸収できる状態で存在するのか明確な情報は得られていないが、本シナリオでは仮定としてそのうち半分程度は作物が吸収可能な状態、すなわち過剰施肥の状態にあるとし(4.1参照)、施肥量を調整しリン酸質肥料と複合肥料中のリン100kの投入を抑える(元々のリン酸質肥料中のリンは104.6kt、
複合肥料中のリンは143.1ktであることから、100ktをそのリン使用量比0.422:0.578で配分することで、肥料の製造に使用されるリン資源（輸入リン鉱石由来の湿式リン酸や輸入肥料原料）の投入を減少させる、というシナリオを考えた。

マテリアルフロー分析より、工業分野での肥料製造のために輸入される肥料原料（リン酸アンモニウム）は113.7kt、肥料中に流入する湿式リン酸は83.3ktであるので、減量した100kt分はその比（0.577:0.423）で肥料用リン酸アンモニウムの輸入と、湿式リン酸の肥料への投入量を減少させるとした。それらの肥料原料のリン酸質肥料と複合肥料への分配比率は、上記の各肥料中のリン使用量比0.422:0.578を用いた。

本シナリオは、二次資源からのリンの回収を伴うものではなく、過剰に供給しているリンを抑えるシナリオであるので、リンの回収に伴う電力消費、燃料消費のような一次的な新規投入はないものとした。そのため、以下の需給の増減を産業連関表の各部門間の需給に加え、新しい投入係数行列 $ A^{'} $ や $ F^{'} $ を作成する。

・行部門「リン酸質肥料」の国内需要合計を42.2kt減らす。すなわち、各列部門に投入される「リン酸質肥料」の量を（104.6-42.2）/104.6倍する。

・行部門「複合肥料」の国内需要合計を 57.7kt 減らす。すなわち、各列部門に投入される「複合肥料」の量を（143.1−57.7）/143.1倍する。

・行部門「リン酸アンモニウム」から列部門「リン酸質肥料」への投入を24.4kt（57.7kt×0.422）、「複合肥料」への投入を33.3kt（57.7kt×0.578）減らす。

・行部門「湿式リン酸」から列部門「リン酸肥料」への投入を17.9kt（42.3kt×0.422）、「複合肥料」への投入を24.4kt（42.3kt×0.578）減らす。

## ②糞を炭化処理し、肥料として再利用する。

鶏糞の炭化処理による肥料としてのリンの再利用が考案されており、実際にその肥料は製品化もされている7)。そこで本シナリオでは、家畜糞尿中のリン222.8ktの中でもブロイラーによる鶏糞中のリン42.3ktの半分、21.2ktのリンを鶏糞炭化処理の対象とし、肥料として再利用するシナリオを想定した。

本研究で整理したリンの回収技術の原単位表を用いることにより、鶏糞中のリン21.2ktからのリンの回収量は14.7kt、回収に必要な電力費は3688百万円、薬剤費が323百万円、燃料費が2436百万円、その他原料非（水道代）が158百万円と見積もられる。また、鶏糞中のリン14.7ktを肥料として再利用することにより、従来牧場等土壌に直接還元され牧草等飼料の生育に使用されていると考えられる鶏糞中のリン14.7ktが減少し、同時に肥料製造に使用される、輸入リン酸アンモニウムや湿式リン酸由来のリンが14.7kt減少する。そのため以下の需給の増減を、産業連関表の各部門間の需給に加えた。

・行部門「鶏糞（肉鶏）」から列部門「リン酸質肥料」への投入を14.7kt増やす。
・行部門「鶏糞（肉鶏）」から列部門「飼料作物」への投入を14.7kt減らす。

・行部門「リン酸アンモニウム」から列部門「リン酸肥料」への投入を8.5kt（14.7kt × 0.577）減らす。

・行部門「湿式リン酸」から列部門「リン酸肥料」への投入を6.2kt（14.7kt×0.423）減らす。

・行部門「事業用電力」から列部門「肉鶏」への投入を3688百万円増やす。

・行部門「その他の無機化学工業製品」から列部門「肉鶏」への投入を323百万円増やす。

・行部門「石油製品」から列部門「肉鶏」への投入を2436百万円増やす。

・行部門「上水道・簡易水道」から列部門「肉鶏」への投入を158百万円増やす。

## ③鉄鋼スラグから磁気分離でリンを回収し、肥料原料として再利用する。

鉄鋼スラグの中でもリンを高濃度で含む脱リンスラグは年間で3879kt発生しており、その中に含まれるリンの量は72.0ktである。そこで、脱リンスラグの全量3879ktの半分1940ktから磁気分離によりリンを回収し、回収物（リン酸カルシウム）を肥料原料として再利用するシナリオを想定した。

回収技術の原単位表より、脱リンスラグ1940ktからはリンを20.5kt回収でき、回収に必要な電力費は816百万円、その他原料（工業用水）費が58百万円と見積もられる。一方、脱リンスラグ中のリン20.5ktを肥料として再利用することにより、従来道路の路盤材等の建設材に直接還元され社会中に拡散していたリン20.5ktが減少し、同時に肥料製造に使用される、輸入リン酸アンモニウムや湿式リン酸由来のリンが20.5kt減少する。そのため以下の需給の増減を、産業連関表の各部門間の需給に加えた。

・行部門「鉄鋼スラグ」から列部門「複合肥料」への投入を20.5kt増やす。

・行部門「鉄鋼スラグ」から列部門「舗装材料」への投入を20.5kt減らす。

・行部門「リン酸アンモニウム」から列部門「リン酸肥料」への投入を11.8kt（20.5kt × 0.577）減らす。

・行部門「湿式リン酸」から列部門「リン酸肥料」への投入を8.7kt (20.5kt×0.423)減らす。

・行部門「事業用電力」から列部門「粗鋼（転炉）」への投入を816百万円増やす。

・行部門「工業用水」から列部門「粗鋼（転炉）」への投入を58百万円増やす。

## ④HAP 法により 排水からリンを回収し、肥料原料として再利用する。

人間生活から排出される排水中に含まれるリンの量は57.4ktである、そのうち水処理され水域へ拡散されるリンの量が38.8kt、下水汚泥として濃縮されるリンが18.5ktである。本シナリオでは、従来水域へ拡散している排水中からHAP法により10ktのリンを回収し、回収物（ヒドロキシアパタイト）を肥料原料として再利用するシナリオを
想定した。

回収技術の原単位表より、排水から10ktのリンを回収するには12.5ktのリンを含む排水のHAP法による処理が必要である、回収に必要な電力費は580百万円、薬剤費が2190百万円と見積もられる。一方、排水から回収されるリン10ktを下水污泥肥料として再利用することにより、工業部門において製造していた複合肥料中のリンの需要が10kt減少すると考えられる。そのため以下の需給の増減を、産業連関表の各部門間の需給に加えた。

・行部門「排水・下水污泥」から列部門「污泥等廃棄物肥料」への投入を10kt増やす。・行部門「リン酸アンモニウム」から列部門「複合肥料」への投入を5.8kt(10kt×0.577)減らす。

・行部門「湿式リン酸」から列部門「複合肥料」への投入を 4.2kt（10kt×0.423）減らす。

・行部門「事業用電力」から列部門「下水道」への投入を580百万円増やす。

・行部門「その他の無機化学工業製品」から列部門「下水道」への投入を 2190 百万円増やす。

⑤下水污泥から Heatphos 法によりリンをバイオリン鉱石と回収し、リン鉱石と代替する。

排水処理により下水污泥に流入するリンの量は18.5ktであり、うち10.2ktは現状で污泥肥料として利用されている。しかしHeatphos法はバイオリン鉱石というリンを高濃度かつリン鉱石によく似た性状で回収できることから、本シナリオでは回収リンを肥料として再利用するのではなく、バイオリン鉱石として最終的に工業用の乾式リン酸や各リン化合物のような付加価値の高い製品にも利用することで、従来のような、リン濃度や不純物濃度に寛容な肥料への再利用との差別化を図る。

そこで本シナリオでは污泥中に含まれるリン 18.5kt に関して、現時点で肥料として再利用されている污泥中のリンも含めて全てが Heatphos 法によるバイオリン鉱石としての回収プロセスに投入されるシナリオを想定した。回収されたバイオリン鉱石は従来使用しているリン鉱石とブレンド使用することでリン鉱石と全く同じ性能を発揮すると仮定し、工業用途である乾式リン酸の製造にバイオリン鉱石をブレンドしたリン鉱石が使用されるとした。

回収技術の原単位表より、18.5kt のリンを含んだ下水污泥からは 6.5kt のリンが回収でき、回収に必要な電力費は 1679 百万円、薬剤費が 3585 百万円と見積もられる。一方、回収されたバイオリン鉱石中のリン 6.5kt をリン鉱石にブレンドし湿式リン酸製造に投入することにより、リン鉱石中の必要量すなわち輸入量が 6.5kt のリン分だけ削減される。そのため以下の需給の増減を、産業連関表の各部門間の需給に加えた。

・行部門「排水・下水汚泥」から列部門「乾式リン酸」への投入を6.5kt増やす（バイ
オリン鉱石を経て乾式リン酸に投入される)。

・行部門「リン鉱石」から列部門「乾式リン酸」への投入を6.5kt減らす。

・行部門「排水・下水汚泥」から列部門「汚泥等廃棄物肥料」への投入を 10.2kt 減らす（ゼロにする）。

・行部門「事業用電力」から列部門「下水道」への投入を1679百万円増やす。

・行部門「その他の無機化学工業製品」から列部門「下水道」への投入を 3539 百万円増やす。

## ⑥下水污泥焼却灰から焼却灰の溶融により黄リンを回収する

上記のシナリオ⑤と同様、下水污泥中のリンの全量18.5ktを対象とし、焼却灰溶融の手法により黄リンという非常に高純度な状態でリンを回収し、化学工業部門に高度利用するというシナリオを想定した。実際は焼却灰に下水污泥中に含まれているリンの全量は移行しないと考えられるが、シナリオ⑤のようにバイオリン鉱石として回収する場合と本シナリオのように黄リンとして回収する場合の波及効果の差を検討するため、下水污泥中のリン18.5ktは全て焼却灰中に移行し、焼却灰溶融のプロセスに投入されるとした。

回収技術の原単位表より、18.5kt のリンを含んだ下水污泥の焼却灰からは12.6kt の黄リンが回収でき、その回収に伴う電力費は3400百万円、燃料費が435百万円と見積もられる。一方、回収された黄リン12.6kt を化学工業部門に投入することにより、その他の黄リンの投入量すなわち輸入量が12.6kt のリン分だけ削減される（元々の輸入量は31.5kt）。そのため以下の需給の増減を、産業連関表の各部門間の需給に加えた。・行部門「排水・下水污泥」から列部門「黄リン」への投入を12.6kt 増やす。

・行部門「黄リン」から黄リンから製造される各リン化合物の列部門への投入を（31.5−12.6）/31.5倍する（輸入された黄リンの各リン化合物への使用量を減らす）。

・行部門「排水・下水污泥」から列部門「污泥等廃棄物肥料」への投入を 10.2kt 減らす（ゼロにする）。

・行部門「事業用電力」から列部門「下水道」への投入を3400百万円増やす。

・行部門「石油製品」から列部門「下水道」への投入を 435 百万円増やす。

#### 3.3.3 二次資源の循環シナリオによる波及効果の分析

各循環シナリオの実現による、各リン関連財と、二次資源からのリンの回収に伴い新規投入を行った「その他の無機化学工業製品」、「石油製品」、「事業用電力」、「上水道・簡易水道」、「工業用水」、「下水道」の各産業部門への波及効果について、各部門の生産量（t-P）または生産額（百万円）への影響分析結果の中でも特に注目すべき変化がある部門を抽出した表を、表8に示した。
単位: t-P、百万円	シナリオ①	シナリオ②	シナリオ③	シナリオ④	シナリオ⑤	シナリオ⑥
リン鉱石	-70261.0	-6420.8	-8916.5	-4349.5	-6468.4	0.1
リン酸質肥料	-35178.5	-3.6	-6.2	2.3	8.7	0.1
複合肥料	-48129.9	-4.9	-8.5	3.2	12.0	0.2
湿式リン酸	-68403.3	-6240.3	-8665.8	-4227.2	8.6	0.1
黄リン	-3.9	0.0	0.0	0.0	0.1	-12584.5
リン酸アンモニウム	-685.1	-71.9	-99.9	-48.7	0.1	0.0
排水・下水污泥	0.0	0.0	0.0	10000.0	-3728.7	2378.4
その他の無機化学工業製品	-8199.2	153.8	-138.7	1644.4	2766.9	0.9
石油製品	-8481.1	2238.8	-47.4	55.1	185.4	524.5
事業用電力 (百万円)	-3942.7	3835.6	804.8	625.1	1825.8	3555.6
上水道・簡易水道(百万円)	-267.6	186.4	-3.0	2.4	8.4	5.1
工業用水 (百万円)	-384.3	-1.9	53.0	2.0	7.3	0.4
下水道 (百万円)	-459.9	-0.7	-4.0	1.8	6.7	1.4

## シナリオ①の波及効果分析の結果

例えばシナリオ①の結果を見ると、施肥量を調整することでリン酸質肥料・複合肥料としてのリンの投入量を100kt-P削減することにより、リン鉱石の生産量すなわち輸入量の約70kt-P（シナリオ実行前の輸入量の約7割）を削減することができるということが分かる。リン酸質肥料・複合肥料の投入が減るということは、それらの製造に必要な湿式リン酸やリン酸アンモニウムの投入量が減り（それぞれ-68.4kt-P、0.7kt-P）、同時にリン酸アンモニウムの製造に必要な乾式リン酸の投入量が減り（-0.8kt-P）、そして湿式リン酸と乾式リン酸の製造に必要なリン鉱石の輸入量が減る（-70.3kt-P）、といった波及効果である。なお産業連関分析による波及効果は国内の生産活動の需給変化を表すものである（リン鉱石と黄リンの部門を除く）ため、輸入量の増減については結果として直接的には出力されない。本シナリオはリン酸質肥料・複合肥料の投入量を100kt-P削減するシナリオなのにも関わらず、表8におけるそれらの削減量の合計がおよそ83kt-Pであるのはこのためであり、残りのおよそ17kt-Pはリン酸質肥料・複合肥料の製造に使用されるリン酸アンモニウムの、海外からの輸入量の削減分である。

本シナリオでは、作物中に吸収されずに土壌に拡散するリン量224.5ktのうち半分が、作物が吸収可能な状態にあると仮定し100kt-Pの肥料の投入を削減した場合の波及効果を求め、その結果は、現在日本が輸入しているリン鉱石の7割をも削減でき、産出国によるリン鉱石の囲い込みや輸入価格の高騰も考慮すると、過剰施肥の状態にある農業部門における施肥量の調整は、非常に効果の大きなリンの有効利用であることが分かる。また、もし土壌に拡散するリンのうち作物が吸収可能な割合が本シナリオの場合