早稲田大学大学院 環境・エネルギー研究科
博 士 論 文 概 要 書
論 文 題 目
日本からアジア圏までの広域資源循環システム の設計と開発に関する研究
Design and Development of a Wide-Area Resource Recycling System in Japan and Asia
申 請 者
胡 浩 Hao HU
環境・エネルギー研究科 環境配慮デザイン研究
2010 年 12 月 氏 名
研究科・研究指導 (課程内のみ)
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日本では、1970 年代からの大量生産・大量消費の高度な成長期時代を経て、廃棄物の複雑化・多様化等 に伴うさまざまな問題が顕在化してきた。これらに対処するために、1990 年代から循環型社会への転換を 目指して、国は廃棄物処理法の改正や循環型社会形成推進基本法の制定など、多くの施策を実施している。
こうしたなかにあって、廃棄物を原料あるいは材料として活用するリサイクルのためには、適切な加工・利 用先への移送の重要性が認識されており、広域化によるリサイクルが進められている。こうしたきっかけの 一つには、1997年の「ダイオキシン類発生防止等ガイドライン」（新ガイドライン）の策定があり、各都道 府県にごみ処理の広域化計画の作成が求められた。
また近年、中国をはじめとするアジア圏の新興国や途上国の台頭に伴い、こうした国々での資源の需要が 旺盛になり、日本から鉄スクラップや廃プラスチック等の輸出が進展しており、国際的な循環資源の移動が が活発化している。
しかしながら、一方でこうした動向に対しては、その環境対応に関する情報共有の欠如、不適正な処理・
処分、不法投棄等の発生への懸念、さらに海外へ展開する場合は、相手国内における処理の不透明性等から 広域化・国際化に逡巡の傾向も見られる。排出者責任の観点からは、適正な処理・処分はもちろんのこと、
長距離輸送を含めたシステム全体の安全・安心の確保が広域化の選択に当たっては重要となる。廃棄物・循 環資源の受入側では、その処理に当たる企業等での確実な資源化とともに、周辺住民の安心感の醸成にも努 めなければならない。したがって、対象が国内のみか、国際間であるかに拘わらず、廃棄物や循環資源の広 域処理の適正化を図るためには、安全・安心なリサイクル、低環境負荷のリサイクル、高度で確実な資源化 および効率的なリサイクルの4点を実現する必要がある。
そこで本研究はまず、廃棄物処理や資源循環の広域化・国際化の意義を的確に評価するために、環境・経 済両面を考慮したBest Available System（以下BASと略す）評価手法の開発を行った。また処理対象物の 種類に応じて、その広域化のあり方を整理し、海上輸送を含めた長距離静脈物流のあり方の検討を行った。
さらに海外へ展開する場合を想定して、トレーサビリティを核とした国際資源循環情報管理システムを開発 するとともに、日中間を対象とした実証試験を通して、日本からアジア圏までの適正な広域資源循環システ ムのあり方を明確にすることを試みた。
本論文は、8章から構成されている。
第１章では、本研究の背景、目的を明らかにするとともに、日本国内の廃棄物や循環資源の広域処理と日 中間の国際資源循環に関する従来研究を整理し、本研究の新規性・独自性・必要性を示した。さらに、国内 外における廃棄物処理・資源循環の広域化をめぐる問題点とその対応について述べている。
第2章では、環境性・経済性の両者を考慮したBAS評価手法の開発について述べている。
処理対象物の排出から収集・運搬、中間処理、最終処分まで多岐にわたるプロセスに対応可能なBAS評 価手法の開発を行った。環境負荷の推定に関しては、統合化指標ELP（Environmental Load Point）を活 用することで、単一指標のみではなく9つのインパクトカテゴリーを統合的に評価可能であり、各段階にお けるトレードオフの解消を実現できる。コストの推定に関しては、LCC（Life Cycle Cost）の考え方に基づ き、実績値と推定値を用いて評価を行う。
BASの中核部分となる中間処理の評価に関しては、プラントメーカー12社よりの施設別・規模別の性能・
環境情報をベースに、各社専門家集団によるブレーンストーミングによって、単純焼却や焼却発電、ガス化 溶融、灰溶融、溶融飛灰の山元還元、灰水洗、破砕等の中間処理に関するLCI（Life Cycle Inventory）デ ータベース（以下、DBと表記）を構築した。このDBを活用することによって、新設や計画に当たっての
推定評価が可能となる。施設の実態評価では、実績値の活用も可能であり、高度な評価が可能な設計として いる。また、収集・回収に関してはグリッドシティモデルを導入し、シミュレーション精度の向上を図って いる。さらに開発したBAS評価手法をパッケージ版ソフトウェアとして実現している。
第3章では、開発したBAS評価手法を用いて日本国内の一般廃棄物処理システムの広域化に関する最適 化モデルの検討について述べている。
千葉県市川市を例に、収集・回収から中間処理、最終処分までの一貫を評価範囲とし、処理方法の変更を 行う場合のシナリオ評価を行い、現状と比較した場合の環境負荷とコストの変化を定量的に示した。その結 果、ガス化溶融と山元還元を組み合わせたケースが費用対効果の面で最も有効であることを示した。しかし ながら、対象としたいずれのケースも環境負荷の低減がコスト増を招く結果となっており、コスト削減策が 必要である。その対応の一例として、実現性の高い隣接の船橋・松戸市との3市による広域灰溶融の導入を 検討した。その結果、広域処理することによって約6％のコスト削減効果が得られることを示した。
さらに、三重県での広域灰溶融処理の先進事例を対象に実績値に基づく評価を行い、広域灰溶融の有効性 を確認した。上記の２例によって、実績値・デフォルト値の2パターンでBAS評価ソフトが活用できるこ とを確認した。
第4章では、溶融飛灰の山元還元をモデルに、有害性・希少性廃棄物の日本国内での広域的な資源循環シ ステムの構築とその展開について述べている。
まず、排出側自治体 143 施設および受入企業 9 社を対象に、山元還元の意向と受入の現状に関して、ア ンケートおよび現地調査を実施し、その実状を取りまとめた。また、ELP と CO2 等の単一指標を用いて LCAの観点から溶融飛灰の処理方式による最適化の検討を行い、山元還元の有効性を示した。
次いで、トレーサビリティを確保した溶融飛灰情報管理システムの実現を目的にGPS やバーコード等の IT技術を活用したシステムの開発およびその実証試験を実施し、ITツールの適用性を検討するとともに、
今後の技術開発や研究の方向性を明確化させた。さらに、排出から貯蔵、搬出、処理および最終的な資源化 までを対象とした溶融飛灰物流管理DBのフォーマットの設計を行った。ここでは画像情報の重要性を示す とともに、それらを含めた情報の取得を行った。
安全・安心な広域処理システムを担保するために、排出側と受入側双方における自治体間ルールの検討を 行った。その展開として、受入側が北九州市の企業を対象に計画から実運用段階までにわたって、このルー ルの適用を図り、加えてさらに関連自治体へのヒアリング調査を通して、システムの高度化を実施した。
第5章では、広域化処理に対してその環境負荷とコストの低減を図るために、リサイクルポートを活用し た海上輸送の効果と静脈物流管理ツールの有効性に関する検証について述べている。
環境的効果および社会コストミニマムの観点から大量かつ安価でスケールメリットを生かせる海上輸送 が可能なリサイクルポートの利活用が推進されている。また、その近辺にはリサイクル施設の集積および背 後地域にある既存動脈施設との連携といったポテンシャルが期待され、現在全国で21港が指定されている。
しかし、海上輸送とリサイクルポートの、より広範な活用には、港湾管理者や地域住民の理解の獲得が肝要 であり、さらなる安全性・信頼性の高い静脈物流管理を含めたシステムの構築が求められている。
そこで本研究は、平成20年度に国土交通省が実施主体となるリサイクルポートを活用した静脈物流海上 輸送の実証試験に参画して、GPS や RFID 等のトレーサビリティツールの適用性の検証を行い、各種ツー ルそれぞれの有効性と管理特性を検討・整理した。産業廃棄物保管ヤードやAIS（Automatic Identification System）受信機等、リサイクルポートや船舶に特有の既存インフラの活用と合わせて技術導入の課題とそ
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の対応策に関する検討を行った。また、今後深めた研究開発に向けて海上輸送を介したトレーサビリティの ための静脈物管理DBのフォーマットを設計するとともに一部のデータを収集した。
さらに、統合化指標ELPを用いてLCAの観点から海上輸送の環境負荷の推定を行い、トラックでの陸上 輸送の場合は燃料消費と排ガスによる環境負荷が大きく、海上輸送に変更することで、大幅な環境負荷の軽 減が可能であることを示した。
第6章では、以上の研究結果にふまえ、広域化を海外へ展開する場合、相手国における環境汚染を防止し、
国際資源循環システムの透明性を向上させるために求められる汎用性の高い国際資源循環管理システムの 開発について述べている。
金属くず、廃プラスチック等の一般品目を対象に三層構造の国際資源循環管理システムの開発を行った。
国際資源循環に対しては、まず主体的企業が統括的責任を明確にし、その責任の基でグリーンコンソーシア ムを構築して対応することが考えられる。そこで第一層として、国際資源循環管理システムのベースとなる コンソーシアム型サプライチェーンの構築に向けた検討を行う。関係主体にあたる企業や学識専門家集団と 共同でコンソーシアムの形成フローをモデル化して、関係主体それぞれの役割を計画から実運用までの段階 別に整理した。第二層としては、IT 技術を適用してトレーサビリティを確保した静脈物流システムの開発 を行う。ここではこれまで国内向けに構築した同様のシステムを国際資源循環のフローに適用する場合の検 討を行い、日本から中国までのトレースシナリオを想定して実際に運用する際の情報取得方法や手順等を整 理した。また、EIR（Equipment Interchange Report）といった国際間における通関手続きに含まれる情 報管理も、ツールの一つとして本システムに組み込んだ。また、国際資源循環の物流管理におけるトレーサ ビリティのためのDBフォーマットを設計した。さらに第三層では、取得した情報の共有化について、日本 と相手国における関係者間の効率的な実現方策のためのASP（Application Service Provider）システムの 導入に向けた検討を行い、適用する際の留意点等を整理した。
第7章では、開発した国際資源循環管理システムの有効性を検証するために実施した、日中間を対象とし た国際資源循環システムの実証試験とその結果・考察について述べている。
銅スクラップ、ミックスメタルと廃プラスチックを対象に、バラ積み船とコンテナ船による国際資源循環 管理システムの実証試験を行った。具体的にはまず、実証試験の事前調査として、中国における E-Waste を含めた関連品目の法規制の動向および循環資源の輸入手続きフローに関する現状調査を行い、中国内での 法規制の現状を明確にした。つぎに、国際資源循環にかかわる両国での関係主体企業と共同で事前調整を通 して実証試験を行い、開発した国際資源循環管理システムの有効性を確認するとともに、両国における課題 とその対応策を整理し、実現への方向性を明確化させた。
実証試験では、日本側排出事業者から中国での最終処分までの一貫した試験を行った。とくに、国内での トレーサビリティシステムと異なる点として、中国現地でのインフラストラクチャーの整備状況および作業 員のITリテラシー等の状況のなかで本システムを導入する際の検証を行い、課題とその対応策を整理した。
また、情報の共有・管理に関しては、中国現地作業員による ASP システムの運用試験を行い、その有効性 を確認した。まとめとして、実証試験の結果のふまえた、日本・中国の現状に沿った導入可能なトレーサビ リティシステムの提案を行った。
第 8 章では、本論文のまとめとして、本研究で得られた成果を要約するとともに、今後の研究展望につ いて述べる。
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Ｎｏ．1
早稲田大学 博士（工学） 学位申請 研究業績書
［査読論文，論文・口頭発表，著書，その他の分類別・年代の新しい順に記入してください］
氏 名 胡 浩 印
（2011年1月 現在）
分 類 著者(申請者含む)， 題名， 発行掲載誌名/発表場所･巻号･頁， 発行/発表年月 査読論文
口頭発表
○胡浩、小野田弘士、永田勝也、実操業データに基づいた一般廃棄物溶融プロセスのライフ サイクル評価、都市清掃2011年1月号第64巻第299号、pp.83-89、2011
○胡浩、小野田弘士、中島賢一、永田勝也、トレーサビリティを核とした国際資源循環管理 システムの構築、環境資源工学2010夏季号第57巻第2号、pp.53-60、2010
○Hao HU, Hroshi ONODA, Kenichi NAKAJIMA and Katsuya NAGATA, Building a Traceability System for International Resource Recycling, Proceedings of the IWEE 2009, International Workshop on Environment ＆ Engineering, No.2C2, pp.1-12, 2009.11
○Hao HU, Hiroshi ONODA, Kenichi NAKAJIMA and Katsuya NAGATA, A Traceability System for International Resource Recycling: Basic Concept and the Communication between Enterprises Concerned, Proceeding of The 3rd International Conference on Waste Management and Technology, pp.344-352, 2008.11
○胡浩、小野田弘士，村岡元司、永田勝也，リサイクルポートを活用した循環資源海上輸送 の実証試験：物流管理システムへのIT技術の適用と環境負荷の検証、エネルギー資源学会 第27回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス、2011.1
皆川雅志(早大)，○胡浩，小野田弘士，永田勝也，石橋洋一,長田守弘,ガス化溶融炉併設型 エタノール化施設の環境負荷評価、第 21 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集、
2010.11
皆川雅志(早大)，野辺篤，劉婧，○胡浩，小野田弘士，永田勝也，長田守弘,資源循環システ ムのライフサイクルアセスメントに関する研究（BAS 評価ソフトの改良と広域処理におけ る活用例）, 日本機械学会第20回環境工学総合シンポジウム2010講演論文集, 2010.7
皆川雅志、小西洋紀、小沢俊明、○胡浩、小野田弘士、永田勝也、長田守弘、自治体の廃棄 物処理における広域化とBAS評価、環境経済・政策学会2009年大会要旨集、2009.9
小西洋紀、○胡浩、小野田弘士、永田勝也、溶融飛灰資源化の現状と展望、第20回廃棄物 資源循環学会研究発表会講演論文集、pp.173-175、2009.9
皆川雅志、小西洋紀、小沢俊明、○胡浩、小野田弘士、永田勝也、埋立地再生事業における 環境負荷評価、第20回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集、pp.54-56、2009.9
永田勝也、小野田弘士、○胡浩、小沢俊明、小西洋紀、皆川雅志、資源循環システムのライ フサイクルアセスメントに関する検討、日本機械学会第 19 回環境工学総合シンポジウム 2009講演論文集, 2009.7
中島賢一、○胡浩、日本から流出するE-wasteの動向、環境資源工学2008冬季号第55巻第 4号、pp.192-197、2008.11
胡
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Ｎｏ．2
早稲田大学 博士（工学） 学位申請 研究業績書
分 類 著者(申請者含む)， 題名， 発行掲載誌名/発表場所･巻号･頁， 発行/発表年月 口頭発表
その他
○Hao HU, Takafumi NAKAJIMA, Yu KOSHIMIZU, Hiroshi ONODA, Kenichi NAKAJIMA, Shuji OWADA and Katsuya NAGATA, A Model of International Resource Recycling Network with Traceability between Japan and China, 日本機械学会第18回環境工学総合シンポジウム2008 講演論文集, pp.217-218, 2008.7
○胡浩、小野田弘士、中島賢一、永田勝也、トレーサビリティを確保した国際資源循環ネッ トワークの構築に向けた検討、第27回エネルギー・資源学会研究発表会2008講演論文集、
pp.21-24、2008.6
○胡浩、小池裕也、飯本武志、小佐古敏荘、放射性廃棄物分野における大容量データ管理シ ステムへのICタグの適用性に関する研究、日本原子力学会「2007年秋の大会」ポスターセ ッション要旨集、2007.9
○胡浩、小池裕也、飯本武志、小佐古敏荘、放射線管理におけるRFID技術の適用に関する 検討、第44回アイソトープ・放射線研究発表会講演要旨集、2007.7
○胡浩、小池裕也、飯本武志、小佐古敏荘、放射線管理におけるRFID技術の適用に関する 検討、日本保健物理学会第41回研究発表会講演要旨集、2007.6
Shuichi KOMIYA, ○Hao HU, Yuya KOIKE, Takeshi IIMOTO and Toshiso KOSAKO, Evaluation of Induced Radioactivity and Dose Rates in Concrete in Electron Accelerators by FLUKA, 日本保 健物理学会第41回研究発表会講演要旨集、2007.6
○胡浩、小池裕也、飯本武志、小佐古敏荘、放射線によるICタグの損傷に関する研究、日 本原子力学会「2007年春の大会」ポスターセッション要旨集、2007.3
永田勝也、小野田弘士、永井祐二、村岡元司、切川卓也、兼子洋幸、○胡浩、廃棄物処理・
リサイクルにおける安全・安心対応策に関する検討、第17回廃棄物学会研究発表会講演論 文集、pp.109-111、2006.11
永田勝也、小野田弘士、永井祐二、村岡元司、切川卓也、兼子洋幸、○胡浩、安全設計解析 手法の開発、第17回廃棄物学会研究発表会講演論文集、pp.110-112、2006.11
永田勝也、小野田弘士、永井祐二、村岡元司、兼子洋幸、○胡浩、廃棄物処理施設における 情報公開・共有システムの検討、社団法人環境科学会2006年会一般講演・シンポジウムプ ログラム、pp.40-41、2006
○Hao HU, YuyaKOIKE, Takeshi IIMOTO, Katusya NAGATA and Toshiso KOSAKO, Discussion on Safety Analysis Method for Radioactive Waste Facility, Proceeding of The Second Asian and Oceanic Congress for Radiological Protection, 2006.10
永田勝也、小野田弘士、切川卓也、永井祐二、村岡元司、兼子洋幸、○胡浩、廃棄物処理・
リサイクルにおける安全・安心対応策の検討（安全設計解析手法の開発）、日本機械学会第 16回環境工学総合シンポジウム2006講演論文集、pp.167-170、2006.7
