参考配布： 筑波研究学園都市記者会 文部科学記者会 科学記者会
2050 年までに世界的な資源制約の壁
―各種金属資源の将来消費予測を実施、消費量が 2050 年までに現有埋蔵量の数倍を超 えてしまう金属が多数あることを指摘― 2007 年 2 月 15 日 独立行政法人 物質・材料研究機構 概要 １．独立行政法人物質・材料研究機構（理事長：岸輝雄）、材料ラボの原田幸明ラボ 長は、これまでの金属の使用量と経済成長の関連の解析をもとに、成長過程にあ りこれから大幅な金属の使用が予想される BRICs 諸国を中心に 2050 までの累積金 属使用量の予測を行なった。その結果、2050 年までに多くの種類の金属が現有の 埋蔵量ではまかないきれなくなり、中には埋蔵量の数倍の使用量が予想される金 属もあることがわかった。 ２．2050 年までの累積で現有埋蔵量の数倍の使用量が予想される金属は、銅、鉛、 亜鉛、金、銀、錫、ニッケル、マンガン、アンチモン、リチウム、インジウム、 ガリウムである。このうち、銅、鉛、亜鉛、錫、金は経済成長がある段階に達す ると一人当たり GDP の増加に対して減少する傾向が現れているが、それでも BRICs 諸国の使用量の増大は大きく現有埋蔵量を突破してしまう。 ３．銅、鉛、亜鉛、金、銀、錫、ニッケル、アンチモン、インジウムは埋蔵量ベー スと呼ばれる技術的には採掘可能だが経済的理由などで採掘対象とされていない 資源の量までも超過してしまう。 ４．特に、金、銀、鉛、錫の累積使用量は 2020 年の時点で現有埋蔵量を超えること が予想される。 ５．資源が比較的豊富とみなされている鉄や白金についても、2050 年までには、白 金は現有埋蔵量を超過し、鉄も現有埋蔵量に匹敵する量の消費が予想される。ま た、モリブデン、タングステン、コバルト、パラジウムも現有埋蔵量を超過した 累積消費が予想される。 ６．この結果は、3 月 2 日に行なわれる「NIMS 元素戦略シンポジウムⅠ:希少元素全 面代替に向けた材料科学の挑戦－ラティス・エンジニアリングに基づく材料開発 －」(主催:物質・材料研究機構)で紹介される。またその一部は 2 月 16 日に開催 される「元素戦略／希少金属代替材料開発」府省連携シンポ(主催: 元素戦略／希少 金属代替材料開発 合同戦略会議、共催: 内閣府、文部科学省、経済産業省)においても触れ られる。研究の背景 資源制約をいかに打破してイノベーションに繋げるかはわが国にとって必須の解決 すべき課題である。また同時に、世界的にも BRICs 諸国などの急速な発展を受け入れ られる資源的基盤があるかを見極める必要があり、資源制約の程度と速度を把握し、 技術的解決をはじめとして早期の対策を準備しておく必要がある。現在、UNEP 等の国 際機関でも「天然資源の利用に関する国際パネル」の準備が進められるなど国際的に もその機運が高まっており、国際的に科学的な議論を進めるためにも、資源利用の状 況と予測およびキャパシティを数値的に見積もることが必要である。 当機構では、以前から NIMS-EMC 材料環境データとして、各種元素精製の CO２発生 量や各種金属資源枯渇の特性化係数などを算定し情報を提供してきた。本解析は、そ れらの経験とデータを踏まえ、緊要の課題となりつつある資源制約の問題の程度を定 量的に表現したものである。 成果の内容 まず、経済成長と金属使用量の関係を単純化したモデルで表記した。この関係は、 一人当たりの金属消費量を一人当たりの GDP に対してプロットすると、GDP の低い段 階では勾配の大きい正の相関関係が得られ、ある段階から、勾配が小さくもしくは負 の勾配になってくるといわれている。この関係を、経年の各金属の消費量と GDP を追 うことで確認し、二段階の直線で近似したモデルとして表した。 この二段階直線の近似は、図 1 のように金属の種類によって 4 つのパターンに分け られる。 Line B y = 0.0064x + 440 R2 = 0.4506 Line A y = 0.056x R2 = 0.9501 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 10000 20000 30000 40000 50000 1960 1970 1980 1990 2000 y = 9.01E-04x y = -3.13E-05x + 6.74E+00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 10000 20000 30000 40000 50000 y = 3.91E-05x 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 10000 20000 30000 40000 50000 y = 2.19E-03x y = 0.0057x 0 50 100 150 200 250 0 10000 20000 30000 40000 50000 Fe Zn Si R.E. 一人当たりGDP($) Æ Å 一人 当 た り 金 属 消 費 (k g ) Fe型: ある段階から弾性率は低下
Al, Ni, Mo, Ag, Sb Zn型: ある段階から停滞・減少Cu, Sn, Pb, W, Cr, Mn, Au
Si型: 依然としてカップリング関係 Pt, Co 希土類型: 新たな弾性率へ上昇 Li, In, Ga
一人 当 た り GDP と一 人 当 た り 年 間 金 属 消 費 量 の 関 係 四つ の タ イ プ に 類 型化 され る 図 1 金属消費と GDP の関係の 4 つのパターン
こうして得られた各金属ごとの経済成長と金属使用量の関係を、BRICs および日、 英、独、仏、伊、米の G6 諸国の 2005 年から 2050 年までの経済成長モデルに当てはめ て、各国各年でのそれぞれの金属消費量を予測。さらに、その累積量を、それぞれの 金属の埋蔵量および埋蔵量ベースと比較した。その代表的な結果を図 2 に示す。 0 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 2000 2010 2020 2030 2040 2050 US UK Japan Italy Germany France Russia India China Brazil Fe 0 50,000,000 100,000,000 150,000,000 200,000,000 250,000,000 200 5 201 0 201 5 202 0 202 5 203 0 203 5 204 0 204 5 205 0 Fe ( K t on ) 累積 Å埋蔵量 Å埋蔵量ベース 既採掘量 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 2000 2010 2020 2030 2040 2050 US UK Japan Italy Germany France Russia India China Brazil Cu 0 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Cu (K t on ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 US UK Japan Italy Germany France Russia India China Brazil 0 10 20 30 40 50 60 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 P t(K t o n ) 比較 的 豊 富な 鉄で さ え 現有埋 蔵 量 を ほ ぼ 消費 銅 は 埋蔵 量 の 数 倍 必要 で 、埋蔵 量ベ ー ス さ え 超 える 需 要 枯渇に は ほど 遠 い と さ れ て い た 白金 も 埋 蔵量 を超過 Pt 年間消費(kt) 図 2 各金属の年間消費量(左)と累積消費量(右) 累積消費量のイエローラインは現有埋蔵量、レッドラインは現在の埋蔵量ベースを示す。棒の下部の濃い部分は 2005 年 までの採掘量の累積。 2050 年での状態をわかりやすく見るために、現有埋蔵量を 1 としてそれぞれの金 属の累積使用量を表わすと図 3 のようになる。縦軸で 1 となっている赤のラインが、 それぞれの金属の現有埋蔵量であり、黄色の棒が 2005 年から 2050 年までの累積需要 量である。Mn の場合は黄色の棒が 3 の位置に達しており、2050 年までの累積需要量は 現有埋蔵量の 3 倍に達することを表している。 また、茶色のバーは、埋蔵量を一とした時の埋蔵量ベースの量である。亜鉛の場合、 2.2 の位置に茶色のバーがあり、黄色の棒は 3.6 まで伸びているが、これは、亜鉛の 埋蔵量ベースは亜鉛の埋蔵量の 2.2 倍の量存在しているが、亜鉛の 2050 年までの累積 需要は埋蔵量ベースの量も超えて、埋蔵量の 3.6 倍に達する、ことを意味している。 埋蔵量ベースとの関係で言えば、白金やパラジウムの白金族元素は、一見他の金属 資源ほどの深刻さはないようにも見えるが、埋蔵量と埋蔵量ベースの差が小さいため、 累積消費量が現有埋蔵量に接近してくると深刻な供給不安に陥るケースも想定されう る。
現有埋蔵量に対する2050年までの累積需要量 社会的影響と今後の展開 世界的な資源制約は、これまで予想されていた以上に深刻である。これまでは、「埋 蔵量が枯渇する」程度の指摘であったが、この予測計算では、埋蔵量の数倍の消費量 が予測されており、鉱山の探索や開発技術が飛躍的に拡大されない限り、現用の材料 技術を基礎とした資源利用の方法では地球規模の経済の発展をまかなうことが難しく なり、資源の国際的な分配の問題などにも転化しかねない。 それを解決していくためには、多くの金属元素の利用方法を徹底的に効率的なもの にしていく(減量)、リサイクルを極限まで極める(循環)、もしくは、アルミニウム、 シリコン、鉄などのようにより普遍的に存在する資源を用いて多様な機能を発揮させ うる技術を開発する(代替)、の技術を急速に開発していくことが緊要の課題となる。 現在、国で進めている「元素戦略」研究をより加速させて進める必要がある。 問い合わせ先： 〒305-0047 茨城県つくば市千現１－２－１ 独立行政法人物質・材料研究機構 国際・広報室 TEL:029-859-2026 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 Fe Mn Zn Al Cr Pb Cu Ni Sn Mo W Sb RE Co Li Ag Pt In Au Ga Pd TMR 10.3 72 2050年には現有埋蔵量の数倍の金属資源が必要にな る。 現有埋蔵量 2050年に現有埋蔵量をほぼ使い切るもの: Fe,Mo,W,Co,Pt,Pd 2050年までに現有埋蔵量の倍以上の使用量となるもの: Ni,Mn,Li,In,Ga 2050年までに埋蔵量ベースをも超えるもの: Cu,Pb,Zn,Au,Ag,Sn 2005年から2050年の累積需要 埋蔵 量ベ ース 既存採掘量
研究内容に関すること： 独立行政法人物質・材料研究機構 材料ラボ 原田 幸明 (はらだ こうめい) ＴＥＬ：029－859－2668 Ｆａｘ：029－859－2601 「NIMS 元素戦略シンポジウムⅠ:希少元素全面代替に向けた材料科学の挑戦－ラテ ィス・エンジニアリングに基づく材料開発－」関連: 〒305-0047 茨城県つくば市千現 1-2-1 物質・材料研究機構 総合戦略室 長谷正司 Tel 029-859-2423 Fax 029-859-2025 用語解説 １）埋蔵量: 正確には埋蔵鉱量(reserves)。探索などで知られた鉱物資源量で、現時点で経済 的に採掘が成り立つものの量。探索や経済状況により増加させることができる。 ２）埋蔵量ベース: 米国鉱山局の統計で埋蔵量とともに使用されている鉱物資源量の概念。埋蔵量が 経済的に採掘可能量に対し、埋蔵量ベースは、現時点では経済的に採掘困難なものや、 経済限界下のものまでも含んだ資源量。埋蔵量ベースを増加させるには資源技術の大 幅な転換や従来にも増して徹底的な探索しかなく、現有の技術で埋蔵量ベースを超え る需要に応えるのは容易ではない。 ３）GDP:
国内総生産（こくないそうせいさん、GDP : Gross Domestic Product）一定期間 内に国内で産み出された付加価値の総額。
４）BRICs:
大きな人口をかかえ今後大きく経済発展をすると目されている Brazil, Russia, India, China の国々をさす。南アフリカを S として加えるケースもあるが、ここでは
ゴールドマン・サックス社の 2003 年 10 月のレポートである「Dreaming with BRICs: The
Path to 2050」にもとづく 4 カ国を BRICs として扱い、経済成長モデルもそのレポー トをもとに解析した。 ５）カップリング: 経済成長と他のインパクトが共に右肩上がりで増加する状態。これに対して、経 済が成長しつつ環境インパクト等が減少に向かうようになったものをデカップリン グと呼ぶ。
6) (静的)耐用年数: 可採年数と呼ばれることもあり、往々に資源枯渇の緊迫度を表すために用いられ てきた指標。埋蔵量を年間消費量で割っただけの数値で、埋蔵量や消費量の変化に応 じて変わるにもかかわらず、式の次元が「年」で表されるため耐用年数になると資源 が無くなるかのように誤解されることもある。 7) 資源枯渇: 資源疲弊ともいう。資源がより採掘困難な部分から採掘されざるを得なくなり、 採掘が経済的に見合わなくなった結果、新規の資源が持続的には市場に供給されなく なる状態。価格の高騰、供給の不安定などでその資源をベースにした生産行為が困難 になる状態でもある。井戸の水が枯れるように資源の供給源がなくなるわけではない。 8) NIMS-EMC 材料環境データ: 2005 年度まで物質材料研究機構のエコマテリアル研究センターで発行していた 材料の環境情報。現在は、組織改革後、材料ラボで引き継いでいる。既存の発行物は 以下の通りである。 No. 1 金属元素の精錬・精製段階における環境負荷算定に関する調査 No. 2 鉛マテリアルフロー作成のための基礎調査 No. 3 我国における自動車用白金族触媒のリサイクル動向 No. 4 鉄スクラップの消費動向とその拡大技術シナリオの LCA 的検討 No. 5 我が国のアルミニウムマテリアルフロー調査 No. 8 「鉱物資源使用」カテゴリーの特性化係数 No.10 関与物質総量（TMR）の算定 ―資源および工業材料の TMR― No.11 金属元素のマテリアルフローを統一した形式で整理する試み No.12 社会蓄積量の把握に関する専門家意見調査
