Matsubae Laboratory

Research Outline

~Research Areas ~
The research group focuses on the material flow analysis of agricultural nutrients and metal resources, the development and application of material flow integrated input-output models, life cycle assessment, environmental impact assessment, supply-chain analysis, and the estimation of phosphorus/nitrogen footprints.
The group scope of works also extends to land use changes associated with mineral mining activities, identifying the total material requirements linked to additional mineral resource use for climate change risk mitigation technologies.
The group is also working on developing methods for international supply chain risk assessment and visualization for mineral resources, resource logistics and lifecycle risk management for science and technology innovation policies.

Environmental load of nitrogen and phosphorus generated through food consumption

Food production requires much more nitrogen and phosphorus fertilizer input than what enters our mouths. However, in order to use nitrogen in the atmosphere as fertilizer, basically it is necessary to synthesize ammonia using a lot of energy.
Phosphorous ore, the primary resource of phosphorus fertilizer, can only be obtained in limited areas of the world, and there is a supply risk for Japan, which relies on imports for all of its primary resources.
In addition, nitrogen compounds such as nitric acid, ammonia, and nitrogen oxides pollute air and water quality, and phosphorus contaminates water quality. As the world population and the demand for livestock products increase, there is concern that such environmental impacts of nitrogen and phosphorus will increase.
Footprint indicators measure such human pressure to meet demand on the environment throughout the life cycle of products, etc. In this fiscal year, we evaluated the nitrogen and phosphorus footprint of food consumption for Japan, China,

関連する研究テーマ:
  • 滋賀県琵琶湖流域経済圏におけるリンのマテリアルフロー解析
  • 半導体産業に着目した窒素のマテリアルフロー分析
  • 汚泥に含まれる金属元素のマテリアルフロー分析
  • 廃棄物産業連関モデルに基づくハイブリッドLCA
  • リン資源のリソースロジスティクスに基づく資源調達リスクの可視化
  • 未利用合金元素の積極活用に向けたスクラップソーティング

    鉄鋼材を合金元素の運び手として見た際の、鉄鋼資源循環に関わる資源拡散・散逸を最小化する研究です。
    鉄鋼生産プロセスでは合金元素であるマンガン,ニッケル,クロム,モリブデン,タングステン、バナジウム等の稀少資源の国内需要の大半を消費しています。
    また、マンガン、ニッケル、クロムをはじめとした、各種レアメタルを鉄鋼合金元素として含有しています。
    しかしながら自動車をはじめとする鉄鋼材を含む製品の廃棄・再資源化工程に目を向けると、これらのレアメタルは回収されることなくスラグに移行・拡散したり、あるいは鋼材に含まれる不純物質として蓄積されたままになっています。
    これまで本研究グループでは鉄鋼合金の散逸・拡散を最小に抑えるためのソー ティングをどのように行うべきか定量的な解析を行ってきました。
    特に自動車用鋼材に着目をした合金元素のマテリアルフロー解析では、循環資源の質を考慮した自動車リサイクルの提案をおこなっております。

    関連する研究トピックス:
  • 動的MFAを用いた鉄鋼資源循環に伴う合金フロー 解析
  • 動的MFAモデルを用いた都市鉱山としての将来利 用可能量の推計
  • 自動車の技術変化と素材に着目した関与物質総量の 分析
  • 科学技術イノベーション政策とリソースロジスティクス

    ライフサイクル視点に基づく資源の流れの可視化と、科学技術イノベーション政策をつなぐ試みについてです。
    独立行政法人科学技術振興機構社会技術研究システム(JST-RISTEX)における「科学技術イノベーション政策のための科学」研究開発プロジェクトのもと、松八重先生がプロジェクトの代表を務める「リソースロジスティクスの可視化に立脚したイノベーション戦略策定支援」その中でリソースロジスティクスを明らかにすることで科学技術イノベーション政策立案・実施に貢献しようとしてきました。
    「リソースロジスティクス」はプロジェクト提案の際に生み出された単語で「サプライチェーンを通じて直接・間接に需要される資源の流れを、生産から消費、 廃棄に至るまでのライフサイクルプロセス全体で情報を把握することで、科学技術イノベーションに関与する資源の流れを戦略的に管理すること」を意味し、その可視化のためのツールとしてMFA,CAならびにサプライチェーン分析を用いています。
    社会における消費・生産活動はエネルギー・資源の消費を必要とし、廃棄物や環境負荷の排出を伴います。
    研究室ではライフサイクルの視点を持って、持続可能な資源循環システムの構築を目指し、経済活動に伴う資源・エネルギーの需給構造、物質フロー、廃棄物・副産物の量と質、資源のサプライチェーンに存在・潜在する様々なリスクの解析、資源調達の上流側で発生する環境負荷・社会影響の定量評価、並びにそれらに関連する技術変化や社会・ 経済事象について研究を行っています。

    関連する研究トピックス:
  • 銅採掘に伴う国際的なサプライチェーンリスク解析
  • ニッケルの国際的なサプライチェーン背後にある リスク要因の分析
  • リソースロジスティクスに基づく資源調達リスク の可視化手法の開発
  • 鉱石採掘活動に伴うリハビリテーションプロセス に関するLCA