環境システム分析・LCA

ライフサイクル・システム思考に基づく人間活動の評価

社会・経済活動のグローバル化による国際的な経済・社会・環境の隠れた連環を解明するために，産業連関表を利用して家計消費や固定資本形成が誘引する部門や国際間の環境・社会的影響とその構造を明らかにし，科学的知見に基づく政策立案への貢献を意図している。環境影響については，発生源(ソースにおける排出量)と影響域（リセプタにける影響量）との間のインパクトの定量的関係（ソース・リセプタ関係, SRR）を大気環境科学から明らかにし，その成果を社会経済分析法に導入することで，国際的に衡平な排出量・影響量(健康影響，外部費用を含む経済損失）の評価基準の確立を目指している。

主な研究課題は以下のようである。

産業連関表を用いた環境負荷原単位の作成【国立環境研究所との共同研究】

日本の1995年産業連関表を用いたCO2, NOx, SOx, SPMの環境負荷原単位【3EID】
日本の1990, 2000年産業連関表を用いたPM2.5 (１次粒子)の環境負荷原単位
2000年アジア国際産業連関表の200x 年 (x = 5, 8)への拡張とCO2, PM (BC, OC１次粒子)の環境負荷原単位

消費（最終需要）が誘起する隠れた環境負荷とその構造の解明【国立環境研究所との共同研究あり】

アジア国際産業連関表を用いた日米およびアジア７ヶ国にみる含炭素粒子排出量の相互依存性の解明
日本の最終需要がグローバルに誘起する環境負荷と構造分解分析による排出構造の解明
韓国におけるエネルギーI/O表の作成とエネルギー・環境負荷の排出構造および低減方策
将来の家計属性の変化に伴う消費構造への影響がもたらす環境・マテリアルフットプリントの構造的変化
金属資源採掘による持続可能性への影響
中国多地域間産業連関表を用いた各省における家計消費および固定資本形成の将来変化に着目した省別環境負荷量の評価

エネルギー、廃棄物処理システムのLCAを用いた分析・評価

一般廃棄物処理・処分への各種リサイクルシステム導入による環境負荷低減効果
京都市における廃食用油リサイクルシステムのライフサイクル評価
タイにおける廃棄物産業連関表の作成と産業廃棄物管理
スペインにおける太陽熱発電所の環境・エネルギー・経済の統合解析
メキシコにおける風力発電の統合解析と環境影響削減方策

グローバルな消費と大気汚染物質による健康影響との連環【国立環境研究所等との共同研究】→ 下記「消費とPM汚染による健康影響との連環」

最終需要分析からみたLIME被害係数を用いた日本のPM2.5健康影響の構造
アジア国際産業連関表と大気汚染物質のソース・リセプタ関係を用いた消費基準健康影響の構造解明【新学術領域研究】
多地域間産業連関表と化学輸送モデルとの連携によるPM2.5の健康影響・経済損失の評価と衡平性

大規模災害と経済・環境負荷排出構造への影響【国立環境研究所との共同研究】

- - 東日本大震災後における47都道府県間産業連関表の作成および経済・環境への影響分析
  - 南海トラフ巨大地震の震災予測データを用いた経済・環境分析用産業連関モデルの構築と環境負荷排出構造の変化

2000年における日本のPM2.5（１次粒子）直接排出量と最終需要により
誘発された内包排出量の構造

2000年における日本の産業部門別にみた最終需要が誘発する
PM2.5（１次粒子）排出量とその最終部門別内訳。家計部門は直接排出量
(Sugiyama, et al., 2009)

関連論文Ａ (2000年以降)

南齋規介, 安座間信暁, 東野達, 森口祐一, 笠原三紀夫 (2000) 産業連関表を用いたわが国における粒子状物質排出量の推計と解析，エアロゾル研究, 15, 353-363.
南齋規介, 東野達, 笠原三紀夫 (2001) 産業連関表によるCO₂排出原単位の誤差とライフサイクルインベントリ分析の信頼性評価, エネルギー・資源, 22, 366-372.
K. Nansai, S. Tohno, M. Kohno, M. Kasahara, Y. Moriguchi (2001) Life cycle analysis of charging infrastructure for electric vehicles, Applied Energy, 70, 251-265.
K. Nansai, S. Tohno, M. Kohno, M. Kasahara (2002) Reduction effects of electric vehicles (EV) on environmental loads with consideration of regional differences of electric power generation and charging characteristic of EV users in Japan, Applied Energy, 71, 111-125.
朴正漢, 笠原三紀夫, 東野達, 岩渕善実 (2002) 韓国における廃棄物管理システムの分析－国家廃棄物管理総合計画を中心としてー, 廃棄物学会誌, 13, 221-230.
朴正漢, 東野達, 笠原三紀夫, 李炳仁 (2003) 韓国におけるゴミ従量制の現状と課題，廃棄物学会誌, 14, 51-60．
岩渕善実, 仁井元貴庸, 東野達, 笠原三紀夫 (2003) 一般廃棄物の広域化処理に関する環境負荷評価，空気調和衛生工学会論文集, 28, 13-23.
岩渕善実, 東野達, 笠原三紀夫 (2003) モデル都市におけるリサイクルを考慮した一般廃棄物の処理・処分システムの環境負荷削減の評価，空気調和衛生工学会論文集, 28, 97-107.
K. Nansai, Y. Moriguchi, S. Tohno (2003). Compilation and application of Japanese inventories for energy consumption and air pollutant emissions using input-output tables, Environ. Sci. Technol., 37, 2005-2015.
東野達, 南齋規介 (2004) 循環型社会の形成におけるLCAの役割について：LCAの考え方と電化製品への適用例の紹介，電気評論, 89, 13-20.　査読無
岩渕善美, 東野達, 笠原三紀夫, 川村康文, 村上裕子, 田岡久雄 (2004) 高校生を対象としたエネルギー・環境教育におけるLCA教育プログラムの開発と実践，廃棄物学会誌, 15, 149-158.
S. Tohno, K. Gotoh, K. Nansai, T. Sugiyama (2006) Atmospheric environmental impact of aerosols and determination of sectoral PM emissions applied to input-output analysis, Proc. 2nd. Joint International Conference on Sustainable Energy and Environment (SEE 2006), invited lecture, pp.646-651, November 2006, Bangkok, Thailand.
寺川卓志, 東野達 (2008) 京都市における廃食用油のBDF利用システムのライフサイクル評価，エネルギー・資源, 29, 1-7.
T. Sugiyama, K. Nansai, S. Tohno, K. Yamamoto (2009) Compilation and application of a primary PM2.5 emissions inventory with high sectoral resolution in Japan, Atmos. Environ., 43, 759-768.
W.-S. Chung, S. Tohno, S.-Y. Shim (2009) An estimation of energy and GHG emission intensity caused by energy consumption in Korea: An Energy IO Approach, Applied Energy, 86, 1902-1914.
W.-S. Chung, S. Tohno (2009) A time-series energy input-output analysis for building an infrastructure for the energy and environment policy in South Korea, Energy & Environment, 20, 875-899.
W.-S. Chung, S. Tohno, K.-H. Choi (2011) Socio-technological impact analysis using an energy IO approach to GHG emissions issues in South Korea, Applied Energy, 88, 3747-3758.
K. Nansai, S. Kagawa, Y. Kondo, S. Suh, K. Nakajima, R. Inaba, Y. Oshita, T. Morimoto, K. Kawashima, T. Terakawa, S. Tohno (2012) Characterization of economic requirements for a "Carbon-Debt-Free Country", Environ. Sci. Technol., 46, 155-163.
K. Nansai, Y. Kondo, S. Kagawa, S. Suh, K. Nakajima, R. Inaba, S. Tohno (2012) Estimates of embodied global energy and air-emission intensities of Japanese products for building a Japanese Input-Output Life Cycle Assessment database with a global system boundary, Environ. Sci. Technol., 46, 9146-9154.
Y. Shigetomi, K. Nansai, S. Kagawa, S. Tohno (2014) Changes in the carbon footprint of Japanese households in an aging society, Environ. Sci. Technol., 48, 6069-6080.
W.-S. Chung, S. Tohno (2015) Can index decomposition analysis give a clue in understanding industry’s greenhouse gas footprint?, Environ. Resource Econ. Rev., 24, 55-84.
Y. Shigetomi, K. Nansai, S. Kagawa, S. Tohno (2015) Trends in Japanese households' critical-metals material footprints, Ecol. Econ., 119, 118-126.
Y. Shigetomi, K. Nansai, S. Kagawa, S. Tohno (2016) Influence of income difference on carbon and material footprints for critical metals: The case of Japanese household, J. Econ., Struct., 5, 1-19.
Y. Shigetomi, K. Nansai, S. Kagawa, Y. Kondo, S. Tohno (2017) Economic and social determinants of global physical flows of critical metals, Resource Policy, 52, 107-113.
Y. Shigetomi, K. Nansai, S. Kagawa, S. Tohno (2018) Fertility-rate recovery and double-income policies require solving the carbon gap under the Paris Agreement, Resources, Conservation & Recycling, 133, 385-394.
K. Nansai, Y. Kondo, D. Guirco, D.D. Sussman, K. Nakajima, S. Kagawa, W. Takayanagi, Y. Shigetomi, S. Tohno (2019) Nexus between economy-wide metal inputs and the deterioration of sustainable development goals, Resources, Conservation & Recycling, 149, 12-19.
Y. Shigetomi, A. Chapman, K. Nansai, K. Matsumoto, S. Tohno (2020) Quantifying lifestyle based social equity implications for national sustainable development, Environ. Res. Lett., 15, 084044.
S. Hata, K. Nansai, T. Wakiyama, S. Kagawa, S. Tohno (2021) Embedding a low-carbon interregional supply chain into a recovery plan for future natural disasters, J. Cleaner Prod., 315, 128160.

消費とPM汚染による健康影響との連環

GBD2019によれば、一般大気中のPM2.5曝露による早期死亡者数は全世界で414万人，室内汚染では231万人にも達すると報告されており(Lancet, 396, 1223-1249, 2020)，その解決は中低所得国を中心に喫緊の課題となっている。一般的に，人為起源のPM2.5による健康影響は，発生源が存在する国の責任として評価されることが多いが，発生国の生産活動は貿易を介して他国の消費が生産を生み出しており，消費基準からの考え方が衡平性の立場から重要である。ここで，従来の生産基準と消費基準からPM2.5による健康影響を，A国を対象に越境汚染も含めて考えると右図のような関係となる。各国の消費と大気汚染による健康影響，経済損失さらには良態・幸福（well-being）との関係を，大気化学輸送モデルと産業連関（IO）分析等との融合により明らかにし，政策提言に活かすことに取り組んでいる。

IO表の各部門に対するPM2.5の発生量と影響のSRRは，大気化学輸送モデルや全球モデルによって計算できるが，対象領域が国、領域、全球と拡大するにつれて計算量が莫大となり実際的ではない。まず日本を対象にした研究では，PM2.5の健康影響は簡易的にLIMEの被害係数で代用した。次に東・東南アジア領域では，部門別排出量に対して化学輸送モデル（PM濃度）及びリスクモデルから算定される早期死亡者数を用いて，１次粒子SRRをアジア国際産業連関表に結合させた【新学術領域研究】。さらに対象領域を世界に拡大し２次粒子を含めるために，PM前駆物質（ガス）を含む生産基準排出インベントリマップと多地域間産業連関表(EORA)から，各国の最終需要が誘発するグローバルな消費基準排出インベントリマップを算出し（金本圭一朗氏による【D. Moran & K. Kanemoto, Environ. Res. Lett., 11, 094017 (2016)】），生産基準インベントリからある国の誘発による消費基準インベントリを減じる（ゼロアウト）方法をSRRに代えて用いている【下記関連論文B 3., 4.】。

関連研究：文部科学省科学研究費補助金基盤研究(A)（一般）16H01797（平成28～令和2年度）　「アジアのバリューチェーンを通じたPM2.5による健康被害発生メカニズムの解明」

研究代表者：南齋規介 (国立環境研究所)　

研究分担者：加河茂美 (九州大学)，金本圭一朗 (総合地球環境学研究所，現東北大学) ，茶谷聡 (国立環境研究所)，近藤康之 (早稲田大学)，東野達

A国を対象とした生産基準(territorial or production-based)と消費基準(consumption-based)健康影響（PM吸入による早期死亡）の枠組み．この図でMortalityはPremature mortalityを意味する．