研究内容

  1. ホーム
  2. 研究内容

研究内容

都市には、様々な人間活動が高密度に集積しています。従来型の環境汚染問題では、都市で営まれる活動がそこに住む人々の健康や生活環境に与える影響への関心が中心でしたが、今日では、地球規模の環境や未来世代の持続可能性も考慮して都市を環境の視点から再構築する、より広い視野が必要とされています。

そうした背景から、都市で物資やエネルギーの効率的な活用の仕組みを描くとともに、都市で消費される使い捨て製品や蓄積された耐久消費財や建設物を循環資源として活用するなど、都市・地域における循環と共生の仕組みの構築が求められています。

地域循環共生システム研究室では、こうした社会的要請に科学的に貢献するために、プラスチック資源循環のような社会システムの課題から、国レベルの生産・消費全体での環境負荷発生の構造分析、SDGs（持続可能な開発目標）に沿った都市の未来の目標とそこへ至る道筋を描く方法論の開発まで、幅広い問題にアプローチしています。

具体的な研究分野として、以下のようなものがあります。

1. 脱炭素地域の未来シナリオ

国連が定める2030年に向けての環境と経済、社会の分野を含む評価指標や、資源循環技術や地域エネルギー技術の環境・経済効果の算定モデル、将来の適正な目標を算定する地域統合評価モデルを用いて、都市の未来の目標とそこへ至る先導事業を計画する研究を進めています。

SDGsなどを用いた都市の評価指標を選定して、地域の環境、経済社会特性を定量的に評価して、その市町村の「個性」を活かした、地域エネルギー、資源循環、地域交通、環境改善等の方策を計画するとともに、その効果を定量的に評価するプロセス開発を目指しています。

関連文献

  • 平野勇二郎・安達健一・藤田壮：「福島県新地駅周辺地域における地域分散型エネルギーマネジメントシステム構築とその計画・評価手法の開発」, スマートグリッド 60(14), pp. 24–29 (2019)
  • Dou, Y., Fujii, M., Fujita, T., Gomi, K., Maki, S., and Tanikawa, H.: “Potential of waste heat exchange considering industrial location changes: a case of Shinchi-Soma Region in Fukushima, Japan,” 土木学会論文集G（環境） 73(6), pp. II_353–II_363, https://doi.org/10.2208/jscejer.73.II_353 (2017)
  • 五味馨・芦名秀一・藤田壮・増井利彦：「人口・産業の相互関係を考慮した地域将来シナリオ策定手法の開発と福島県相馬地域における適用」, 土木学会論文集G（環境） 71(6), pp. II_151–II_162, https://doi.org/10.2208/jscejer.71.II_151 (2015)

2. 脱炭素と循環経済が実現する地域循環共生圏

各地域が自立・分散型の社会を形成し、地域資源等を補完し支え合う「地域循環共生圏」は脱炭素社会等の社会転換を実現する鍵となるとともに、SDGsの日本発信の先導例となることが期待されます。地域循環共生圏は、2018年に閣議決定された第五次環境基本計画で提唱されており、地域特性を活かして環境、社会、経済の多様な資源を活用する事業を通じて地域の価値を高めて、そこから環境、経済、社会の各分野での地域価値に波及するメカニズムの実現が求められます。

地域循環共生圏の形成に向けて、都市と産業施設の資源循環、再生可能エネルギーと廃熱等の階層的利用などの方策を定量的に明らかにしています。

関連文献

  • 五味馨・藤田壮・越智雄輝・小川祐貴・大場真・戸川卓哉：「地域循環共生圏による持続可能な発展の研究と基礎的な分析枠組みの提案」, 土木学会論文集G（環境） 76(6), pp. II_249–II_260,https://doi.org/10.2208/jscejer.76.6_II_249 (2020)
  • Geng, Y., Fujita, T., Park, H., Chiu, A. S. F., and Huisingh, D.: “Recent progress on innovative eco-industrial development,” Journal of Cleaner Production 114, pp. 1–10, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.09.051 (2016)
  • Geng, Y., Fujita, T., and Chen, X.: “Evaluation of innovative municipal solid waste management through urban symbiosis: a case study of Kawasaki,” Journal of Cleaner Production 18, pp. 993–1000, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2010.03.003 (2010)
  • Berkel, R. V., Fujita, T., Hashimoto, S., and Fujii, M.: “Quantitative assessment of urban and industrial symbiosis in Kawasaki, Japan,” Environmental Science & Technology 43(5), pp. 1271–1281, https://doi.org/10.1021/es803319r (2009)

3. 資源循環のシステム分析

国際的な脱プラや脱炭素社会に向けた動きを背景に、日本国内でもプラスチック利用の削減やリサイクルなどの資源循環の対策が促進されています。資源循環には、廃棄物の適正処理という静脈産業としての役割に加え、持続可能な原料供給という動脈産業としての役割も期待されています。プラスチックに限らず様々な素材について、これらの役割を果たしながら、脱炭素の目標とも整合する持続可能な資源循環の姿を示すことが求められています。

本研究室では、プラスチックを主題として、物質フロー分析（MFA）やライフサイクル評価（LCA）といったシステム分析の手法を駆使し、石油化学や鉄鋼などの関連産業を俯瞰する「産業間融合による資源循環」のグランドデザインの研究に取り組んでいます。

関連文献

  • Olalo, K. F., Nakatani, J., and Fujita, T.: “Optimal process network for integrated solid waste management in Davao City, Philippines,” Sustainability 14 (4), p. 2419, https://doi.org/10.3390/su14042419 (2022)
  • Kawai, M., Nakatani, J., Kurisu, K., and Moriguchi, Y.: “Quantity- and quality-oriented scenario optimizations for the material recycling of plastic packaging in Japan,” Resources, Conservation and Recycling 180, p. 106162, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.106162 (2022)
  • Nakatani, J., Maruyama, T., and Moriguchi, Y.: “Revealing the intersectoral material flow of plastic containers and packaging in Japan,” Proceedings of the National Academy of Sciences 117(33), pp. 19844–19853, https://doi.org/10.1073/pnas.2001379117 (2020)（プレスリリース）
  • Nakatani, J., Konno, K., and Moriguchi, Y.: “Variability-based optimal design for robust plastic recycling systems,” Resources, Conservation and Recycling 116, pp. 53–60, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.09.020 (2017)
  • Nakatani, J.: “Life-cycle inventory analysis of recycling: Mathematical and graphical frameworks,” Sustainability 6 (9), pp. 6158–6169, https://doi.org/10.3390/su6096158 (2014)

4. 都市活動のフットプリント分析

都市活動は、使い捨て製品や耐久消費財から建設物まで、様々な製品に支えられています。近年、製品が消費者の手に届くまでのサプライチェーンに潜在する環境影響や資源消費を評価する、フットプリント分析が注目されています。それらのホットスポット（改善のための労力を、どこに集中させるべきか）を特定することで、都市活動の持続可能性を高めることが求められています。

本研究室では、ライフサイクル評価（LCA）や環境産業連関分析（EIOA）のデータや手法を応用して、様々な製品やサービスのサプライチェーンを分析することで、都市活動の隠れた環境影響・資源消費を明らかにする研究を進めています。

関連文献

  • Nakatani, J., Tahara, K., Nakajima, K., Daigo, I., Kurishima, H., Kudoh, Y., Matsubae, K., Fukushima, Y., Ihara, T., Kikuchi, Y., Nishijima, A., and Moriguchi, Y.: “A graph theory-based methodology for vulnerability assessment of supply chains using the life cycle inventory database,” Omega 75, pp. 165–181, https://doi.org/10.1016/j.omega.2017.03.003 (2018)
  • Nakamura, S., Iida, A., Nakatani, J., Shimizu, T., Ono, Y., Watanabe, S., Noda, K., and Kitalong, C.: “Global land use of diets in a small island community: A case study of Palau in the Pacific,” Environmental Research Letters 16 (6), p. 065016, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac0212 (2021)
  • Zhang, Q., Nakatani, J., Shan, Y., and Moriguchi, Y.: “Inter-regional spillover of China’s sulfur dioxide (SO2) pollution across the supply chains,” Journal of Cleaner Production 207, pp. 418–431, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.09.259 (2019)
  • Nakatani, J., Maruyama, T., Fukuchi, K., and Moriguchi, Y.: “A practical approach to screening potential environmental hotspots of different impact categories in supply chains,” Sustainability 7 (9), pp. 11878–11892, https://doi.org/10.3390/su70911878 (2015)
PAGE TOP