HOME 教育状況公表 令和4年6月27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  伊藤智博

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。

  2 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
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
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
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
その他の工業 窯業 ビン、ガラス、 食器 レンガ
木材
家具
パルプ トイレットペーパー、服
印刷業 マンガ本
楽器・日用品
建設・そのほか 住宅、ビル、塔、橋、ダム
07.無機工業化学

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

  3 天然資源
分類 項目 説明
鉱物資源 空気、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 麻、木綿、バイオマス
動物資源 絹、羊毛
エネルギー資源 太陽光
07.無機工業化学
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。


  4 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。

電子商取引

  5 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、インターネットバンキング、クレジットカード、電子マネー、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。 *

部品と部材・製品

サプライチェーン

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。

✏ 平常演習 Web Class

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

  6 米沢キャンパス から排出される ごみ
分類 対称物
🏞 可燃ごみ 生ごみ類、紙くず類
🏞 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)

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

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

  2 地球規模のサプライチェーン
© K.Tachibana
07.無機工業化学 12.情報処理概論

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。

表 囚人のジレンマ利得表
立花研\伊藤研 【A】.伊藤研はゴミ減量に努力する 【B】.伊藤研はゴミをこっそり立花研へ
【1】.立花研はゴミ減量に努力する 【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(苦笑)
【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】.立花研はゴミ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)
損得と善悪 知的財産権 サプライチェーン
リサイクル-環境保全と資源問題-
  7 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

  3 SDGs 気候変動に具体的な対策を
06. 技術者倫理 07.無機工業化学
気候変動 戻る # 10 進む
無機工業化学
  1. 受講にあたって
  2. 明治43年、旧米沢高等工業学校の設立―産業革命と化学工業の歴史―
  3. 1000気圧が生み出す肥料と食料―酸・アルカリ工業と水資源―
  4. 3ボルトが生み出す洗剤と水素―電気化学工業―
  5. 1500℃が作る東京スカイツリー―鉄鋼―
  6. 1000℃、4Vが作る新幹線―非鉄金属―
  7. 3000℃が作る航空部材―窯業―
  8. 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―
  9. 太陽がくれた1キロワット毎平米―エネルギープラント―
  10. トイレットペーパーがなくなったら?-パルプ、紙、繊維―
  11. 自動車がなくなったら―目指せカーボンニュートラル―
  12. マンガ本がなくなったら―印刷技術と半導体―
  13. スマホがなくなったら―インターネットと光と音―
  14. 電池がなくなったら―生活に役立つ工業製品を作ろう―
  15. 食べ物がなくなったら―環境、持続可能な社会に向けて―
  16. ヒトはなぜモノを作らねばならないのか?-ひとりひとりの幸せを大切にするために-


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