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🌡️ 📆 令和6年7月20日

07. ひとり毎日1キログラムの廃棄物―資源と環境とサプライチェーン―

山形大学  理工学研究科(工学系)  化学・バイオ工学科  🔋 C1 伊藤智博 📛 立花和宏

Youzan講義ノート

モノづくりの視点から、ひとり毎日1キログラムの廃棄物 を出すサプライチェーンについて考えてみましょう。

付加価値

日本のマテリアルフロー

  1 日本のマテリアルフロー(2006 *)
分類 億トン 形態
総物質投入量 18.7 投入
建物や社会インフラ 8.2 蓄積
🚂 工業製品 1.6 輸出
エネルギー消費及び工業プロセス排出 5.0 蓄積
🏞 廃棄物 5.8 蓄積
循環利用 2.3 活用
01.情報処理概論 07.無機工業化学

特定の地域で一定の期間内に投入される 物質の総量、地域内での物質の流れ、地域外への物質の総排出量を集計したものです。 地域としては、日本全体のほか、都道府県、市区町村、企業、大学(PRTR法)などを単位として集計します。

モノづくりは、原料に付加価値をつけることです。 付加価値の賞味期限が過ぎれば、製品は廃棄物になります。 資源を原料とし、加工して材料とし、組み手てて製品になって顧客の手に渡るまでをサプライチェーンと言います。

物流(ロジスティクス)が発達してサプライチェーンが整えば、サンタはもう自分でプレゼントを配ったりしないのさ。

アマゾンでもサプライチェーンスペシャリストの募集をしている。

キルン

世の中は単純だ。自然に生えてくるものとぼくらが作ったものの二つしかない。 自然に生えてくるものは自然に消えてゆく。 ぼくらが作ったものはぼくらた処分しなければ自然に消滅することはない。 でもぼくらが自然や環境から奪わねば生きてゆけない。 ぼくらは自然や環境を壊さねば生きてゆけない。 いったいどこまでが許されるのか?

世の中には100とちょっとの元素からなっている。 ぼくらが気づくずっと前から、そうなっていたし、ぼくらがこの世界から消え去ったあともそうなっている。 元素は不滅だ。 今呼吸している地球の大気も、今使っている目の前の工業製品も元素から成り立っていることでは 差別を受けることがない。 この問題の本質は、何も書いていないノートとたくさん書き込んであるノートとどちらが価値があるか?ということだ。 もうちょっと極端な話をすれば、未使用の トイレットペーパー と、使用済みのトイレットペーパーとどちらが価値があるか?ということだ。


商品

  2 商品
大分類 小分類 品名例示
衣料品 紳士服・洋品 紳士服、服地、 🚂 ワイシャツ・シャツ、セーター、 🚂 肌着 、ネクタイ、 🚂 靴下、ハンカチ、帽子、手袋
婦人服・洋品
子供服・洋品
その他衣料品
身のまわり品 身のまわり品 靴、アクセサリー・装身具、ハンドバッグ・鞄、ベルト、財布・革小物、傘、旅行用品、裁縫手芸用品、喫煙具等
家庭用品 家具
🚂 家電
その他家庭用品 🚂 食器、キッチン用品、健康器具、介護用品、防災用品、テーブルウェア、バス・トイレタリー用品、日曜大工用品等
日本百貨店協会

  3 工業製品
分類 項目 説明
金属工業 鉄鋼 鉄道レール、鉄骨
非鉄金属 銅線、サッシ
金属製品 ボルト、ナット
化学工業 化学製品 洗剤、 🚂 医薬品🚂 肥料
プラスチック製品
🚂 石油製品 🚂 灯油
ゴム製品 タイヤ
機械工業 機械 産業用ロボット
電化製品 🚂 冷蔵庫 、 🚂 テレビ
情報通信機器 📱 スマホ 、 💻 パソコン
電子部品 🚂 液晶パネル
輸送用機械 🚂 自動車
食品工業 🚂 加工食品、飲料 🚂 ビール カップラーメン
繊維工業 繊維🚂 衣服 🚂 シャツ 🚂 下着 🚂 靴下
その他の工業 窯業 ビン、ガラス、 🚂 食器 レンガ
🏞 木材 椅子、 🚂 (テーブル) 🏞🚂 箪笥(たんす)
🚂 家具
パルプ トイレットペーパー
印刷業 マンガ本 🚂 🏞、 チラシ
🚂 かばん 革靴、皮財布
楽器・ 🚂 日用品 (JIS.S) 🚂 ピアノ 、ギター、 電池
建設・そのほか 住宅、ビル、塔、橋、ダム

いかなる工業製品もサプライチェーンをさかのぼってゆけば、 最後は地球上の資源にたどり着く。 どこかの鉱山で掘られた石か、農業あるいは狩猟採取によって殺した生き物か、そんなところから工業原料は出発する。


鉱石

  1 鉱石
©2022 K.Tachibana
焼却工場


資源

  4 天然資源
大分類 小分類 項目 枯渇が懸念されるもの
物質資源 鉱物資源 🏞 空気、 🏞 海水、 河川水、地下水 砂利、 鉱石 、石油 炭素繊維、アスベスト、ガラス繊維 レアメタル・レアアース
植物資源 、 木綿、バイオマス
動物資源 絹、羊毛
エネルギー資源 再生可能エネルギー 太陽光 ( 水力発電、 風力発電、 波力発電 ) 潮汐力、地熱エネルギー
核エネルギー
化石燃料 🏞 石油、 🏞 石炭、天然ガス
情報資源 * * 電波資源 IPアドレス、ドメイン名、 言い回し、音楽などの表現

陸の豊かさも守ろう

  2 陸の豊かさも守ろう

陸域 生態系 の保護、回復、持続可能な利用の推進、持続可能な森林の経営、砂漠化への対処、ならびに土地の劣化の阻止・回復及び生物多様性の損失を阻止する。

SDG 15は、森林と他の 生態系 に直接依存する者のために生活が守られ、生物多様性が維持され、 これらの天然資源の恩恵を将来の世代も享受できるようにすることを目指している。


3:51 / 7:15 フィリピン:手掘り金採掘で死の危険に直面する子どもたち

空気 非鉄 セラミックス。 資源から材料を作る。 材料から素材を作る。素材から部品、部品から製品、そして商品。 消費者に使われたあとは廃棄物へ。この流れの中で原子が無くなることはない。地球の中をぐるぐるぐるぐる原子がまわっている。誰が何のために?ヒトが生きていくためだ。

資源にはエネルギーも含まれる。ヒトが使えるエネルギーは有限だ。 石炭、石油、天然ガスの化石燃料。太陽光、風力、地熱、水力、バイオマスなどの再生可能エネルギー。そして原子力。それらが 電気エネルギー として流通する。

未利用 バイオマスとして、 稲藁、麦藁、籾殻、林地残材(間伐材・被害木など)、資源作物、飼料作物、デンプン系作物等があります。


地球史

  5 地球史
大気 海洋
冥王代 二酸化炭素、窒素 二酸化炭素
太古代 二酸化炭素の固定 赤鉄鉱 沈殿 🔷 原核生物
原生代 窒素、酸素 塩化ナトリウム 真核生物
顕生代 オゾン 塩化ナトリウム 多細胞生物

地質年代

  6 🔷 地質年代
生物
先カンブリア時代
🔷 古生代 (Pz)
🔷 中生代 (Mz) トリアス紀 (三畳紀、Tr) 🔷 裸子植物
ジュラ紀 (J)
白亜紀 (K)
🔷 新生代 (Cz) 🔷 第三紀(T) 石油
第四紀(Q) 人類

  7 ケイ酸塩鉱物 の造岩鉱物の構造による分類
分類 構造の概略 Si : O
ネソケイ酸塩 独立したSiO4四面体. 四面体の間に FeMg が存在している。 1:4 カンラン石(オリビン),ザクロ石,ケイ線石
ソロケイ酸塩 2つの 四面体 が1個の酸素を共有 2:7 ゲーレン石,異極鉱,ローソン石
シクロケイ酸塩 四面体 の閉じた輪,2個の酸素を共有 1:3 緑柱石,キン青石,電気石
イノケイ酸塩 四面体 の連なった単一の鎖,2個の酸素を共有 1:3 輝石,ケイ灰石
四面体 の連なった2本の鎖,2個または3個の酸素を共有 4:11 角閃石
フィロケイ酸塩 四面体 が連なった平面,3個の酸素を共有 雲母,緑泥石(クロライト),カオリナイト
テクトケイ酸塩 四面体 が連なった3次元的網目構造。4個の酸素を共有 石英,長石,沸石
07.無機工業化学

材料

材料を作る過程でも化石燃料と電気を使い熱と二酸化炭素を吐き出す。


化石燃料

  8 化石燃料
化石燃料 生物 地質年代 場所 特徴
石炭 陸生・水生植物 古生代後期 ・ 🔷 新生代(Cz) 🔷 古第三紀(PG)
石油 小型浮遊性生物・藻類
天然ガス

化石燃料を原料とする工業化学を 有機工業化学と言います。


電子商取引

  9 電子商取引と金融
通貨の種類 安定性 流動性 リスク
現金 即金 為替リスク 円、ドル、ユーロ
銀行口座 (アカウント) ペイオフ 銀行、信用金庫
クレジットカード (負債) クレジットカード会社

電子帳簿保存法電帳法 ) では、 「電磁的記録」とは、 電子的方式、磁気的方式その他の 人の知覚 によっては認識することができない方式で作られる記録であって、 電子計算機 による情報処理の用に供されるものをいいます。

情報通信技術を利用し、 キャッシュレス決済(クレジットカード、電子マネー)、インターネットバンキングなど。またコンビニエンスストアで、税金などを国に納付することもできます。 *

アカウント を有効化して、 サービスアプリ を利用する(ログイン、ログオン、サインイン)には、 認証が必要です。


Webサービスの利用

  10 Webサービス
種類説明
金融 銀行 クレカ
流通 モノタロウ、アマゾン、イオン
交通 JR……
インフラ (電力・ガス・水道) 東北電力、ENEOS……
SNS instagram facebook

アカウント を有効化して、 サービスアプリ を利用する(ログイン、ログオン、サインイン)には、 認証が必要です。


部品と部材・製品

人、カネ、モノ、情報のサプライチェーン

  3 人、カネ、モノ、情報のサプライチェーン
© K.Tachibana

製品、農畜水産物、 天然資源は、組み立て、加工、管理されて、製品やサービスとなります。 この人、 カネ、 モノ、 情報の流れをサプライチェーンと言います 1 ) 。 製品やサービスに売り手と買い手がつけば、商品となります。

サービスは、モノとしてのカタチがなく、ためておけず、供給と消費が同時でないなどの特徴がある。

電気も、モノとしてのカタチはありませんが財物です。ためておけず、供給と消費が同時です。 今、 使っている電気が、 今、作っている電気です。

鉱石から作られた鉄は、自動車を形作る。 木材から作られた は印刷されてマンガとなり人々に楽しみをもたらす。 ガラスから作られた液晶パネルはスマホに取り付けられさまざまな情報を送り届ける。 電池のような日用品も生活に不可欠だ。 食品は生きていくのになければならないし、 ビール だってあった方が人生が豊かになる。 もちろん 医薬品 だって必要だ。 でもそれらは全て廃棄物となる。


都市鉱山

  4 都市鉱山
© 2018 K.Tachibana

携帯電話1トンに金300グラムが含まれている。 毎年新学期になると、売れ残った新品の携帯電話が廃棄される。 もっとも人件費がかかるのは、箱から携帯電話を取り出すところだという。 炉で有機成分を焼き飛ばし、有機溶媒による抽出で金を回収する。 税金による補助金で操業するものの、コストがペイする目処はまったく立っていない。 エネルギー的にもリサイクルには膨大な二酸化炭素の排出を伴う。 ほんとうに都市鉱山から回収できるのだろうか?

✍ 平常演習

サプライチェーンを辿ってみよう

米沢市のごみの分別区分表を検索し、そこに掲載されている工業製品からひとつ選び、サプライチェーンをさかのぼってたどり、どこにあるどんな資源にいきつくか調べなさい。


廃棄物

つくる責任、つかう責任

  5 つくる責任、つかう責任

SDG 12は、環境に有害な材料の管理に関する特定の政策や国際協定のような措置を通して、消費や生産パターンを促進することを目指す。ゴールが2020年までに達成したいと目指すターゲットは、そのライフサイクルを通して化学物質や 廃棄物を環境上健全に管理し、 それらが大気、水、土壌に放出されるのを大幅に減らし、人間の健康と環境に対する悪影響を最低限に抑えることである。


  11 米沢キャンパス から排出される 事業系ごみ
分類 対象物
資源物 可燃リサイクルごみ 🏞 コピー用紙・新聞紙・ダンボール・雑誌・ 🏞発泡スチロール 金曜日のみ 学内限定
食品廃棄物
木くず 伐採枝、木製家具
一般廃棄物 🏞 可燃ごみ 生ごみ類、紙くず類
🏞 不燃性ごみ 金属類(針金、スプレー缶など)/小型の電気製品(アイロンなど)/ ガラス類(コップ、ガラスなど)/CD、DVDなどの磁気ディスク/陶磁器、傘、ペン類、ライター
🏞 粗大ごみ 机、椅子、書棚、キャビネット、ロッカー等の 什器類
🏞 粗大ごみ 🚂 パソコンに係る周辺機器( 🚂 ディスプレイ等)、 実験装置、家電リサイクル法対象外の電気機器(電気ストーブ等)
🏞 粗大ごみ 🚂 パソコン(ハードディスク内蔵のもの)、 ハードディスク、家電リサイクル法対象物( テレビエアコン * ・洗濯機・冷蔵庫)
👨‍🏫 産業廃棄物 実験廃棄物 隔週金曜日

不要なものを捨てる 赤札作戦は、5S活動の第一歩。

民間では、不要図書の ブック・エコなどのサービスも。

4 )

廃棄物系 バイオマスとして、 紙、家畜糞尿、食品廃材、建設廃材、黒液、下水汚泥、生ごみ等があります。


千代田クリーンセンター@山形県東置賜郡

  6 千代田クリーンセンター @山形県東置賜郡
© 2014 K.Tachibana

小学生は 見学 に来るけど、大学生は外国人しか来ない。

熱や二酸化炭素に国境はない。


地球規模のサプライチェーン

  7 地球規模のサプライチェーン
© K.Tachibana

資源から、 廃棄物まで。 ヒト、 カネ、モノ、情報のサプライチェーンを地球規模で。


熱または二酸化炭素をリユースできる条件はどんな条件か?熱力学的な条件を調べて説明しなさい。

不燃ごみ
繊維のサプライチェーン

鉄鉱石や石炭などの資源の量はトンやリットルと言った物理量で示される。 板や線などの部材になると厚みや直径が決まり、広さや長さに自由度が残った状態で量が示される。 ネジや自動車になると、個数や台数ということで、自由度のない形で示される。 廃棄物になるとまたトンやリットルと言った物理量で示される。 カラットやデニールと言ったサプライチェーンの取引で使われる単位を探し出し、その単位が使われるようになったいきさつを述べ、その単位の必要性について議論せよ。


繊維のサプライチェーン

太陽光モジュールの廃棄物は2030年には年間80万トンと言われている。太陽電池に限らず、空き家対策特別措置法が施行され、空き家処分の費用が若手世代の税金にのしかかってくる。この自分たちの未来の負担を少しでも減らすために今から自分たちでやれることは何か?

廃棄物の問題は、ゲーム理論の囚人のジレンマあるいは共有地の悲劇として知られています。

  12 囚人のジレンマ利得表
立花研\伊藤研 【A】.伊藤研は 🏞 ごみ 減量に努力する 【B】.伊藤研は🏞 ごみ をこっそり立花研へ
【1】.立花研は 🏞 ごみ 減量に努力する 【A-1】. (立花研:環境保護、伊藤研:環境保護)
お互い苦労したけど、なんとかなりましたな(笑🙂)
【B-1】. (立花研:ごみためじゃ~(号泣😭)、伊藤研:しめしめ、すっきり(爆😁))
【2】.立花研は🏞 ごみ をこっそり伊藤研へ 【A-2】. (立花研:しめしめ、すっきり(爆😁)、伊藤研:ごみためじゃ~(号泣😭)) 【B-2】. (立花研:環境悪化、伊藤研:環境悪化)
ふたりともひどいことになっちまった(泣😢)

立花研は個人的利益を最優先することを考えてみました。

自分ファーストで戦略を選んだ場合(損得)、ふたりとも最悪(善悪)になってしまいました。 囚人のジレンマのn人プレーヤーバージョンは、 共有地の悲劇コモンズの悲劇)として知られています。

利得表は、 ペナルティやインセンティブによって書き換えることができます。

5 )
リサイクル-環境保全と資源問題-
  13 サスティナビリティ
分類 項目 説明
原材料
エネルギー
生物多様性
大気への排出
排水および廃棄物
07.無機工業化学

地球温暖化・気候変動と環境保全

  8 気候変動に具体的な対策を

SDG 13は、気候変動とその影響と闘うばかりでなく、気候に関連した災害や自然災害に対応するレジリエンスを構築するための緊急な行動を求めている。

*
気候変動 🔚 🔝 📖

参考文献


無機工業化学


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名称: 教育用公開ウェブサービス
URL: 🔗 https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/
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名称: サイバーキャンパス「鷹山」
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