サーキュラーエコノミーへの鉄鋼の貢献

サーキュラーエコノミーへの鉄鋼の貢献

世界には2種類の経済が存在します。これらは、（i）線形経済、（ii）循環経済です。サーキュラーエコノミーは、資源を可能な限り長く使用し、使用中に最大の価値を引き出し、各耐用年数の終わりに製品や材料を回収および再生する従来の線形経済の代替手段です。 。前回の産業革命以来、経済成長は一次資源消費と強く結びついています。サーキュラーエコノミーモデルは、現在の世界的な消費パターンが持続可能ではないと認識されているため、経済成長と資源利用を切り離そうとします。現在、リニアエコノミーシステムからサーキュラーエコノミーシステムへの移行が進んでいます。鉄鋼は私たちの生活のいたるところにあり、持続可能な未来の中心であるため、鉄鋼業界は世界のサーキュラーエコノミーの不可欠な部分です。

その進化と多様化を通じて、工業化経済は、工業化の初期に確立された1つの基本的な特性を超えて移動したことはありません。産業経済は、「テイク・メイク・ディスポーズ」パターンに従う資源消費の線形モデルに基づいています。線形の「テイク・メイク・ディスポーズ」モデルは、簡単にアクセスできる大量のリソースとエネルギーに依存しているため、それが動作する現実にはますます不適合になっています。組織は材料を抽出し、製品の製造に使用し、顧客に製品を販売します。顧客は、製品の寿命が終わり、意図した目的を果たせなくなったときに、それらを後で廃棄します。これは、線形経済の概念（図1）の場合の標準であり、発生する可能性のある外部性を考慮する必要はありません。さらに、この動作は、リソースが無限であり、経済成長をサポートするために外部からの入力が必要であるという前提に基づいています。

図1線形経済の概念

線形経済の概念では、この直線に沿った効率の改善に焦点が当てられてきました。効率が高いほど、必要な材料とリソースが少なくなり、生産されるユニットあたりの外部性が少なくなります。しかし、効率だけに向けて取り組むこと、つまり、製造生産量の単位あたりに消費される資源と化石エネルギーの削減は、資源のストックの有限性を変えることはなく、避けられないことを遅らせるだけです。オペレーティングシステム全体の変更が必要と思われます。

しかし、現在、考え方はゆっくりと変化しています。線形経済の概念への依存は、今後何年にもわたって経済を形作る強力な破壊的な傾向をきっかけに弱まりつつあります。これらの傾向は、（i）資源の不足と厳しい環境基準がここにとどまっていること、（ii）シフトを可能にする情報技術の所有、および（iii）消費者行動の広範なシフトの目撃です。

サーキュラーエコノミーの概念は、線形アプローチへの反応です。それは、私たちの惑星の資源が無限ではなく、外部の未使用の材料を入力しなくても成長と価値を生み出すことができるという理解から来ています。サーキュラーエコノミーの概念は、材料、エネルギー、製品を寿命の終わりに廃棄するのではなく、この直線を曲げて、終わりと始まりを再接続し、閉ループを形成することを目的としています。この概念は新しいものではありませんが、人々がより豊かになり、組織が新しい更新された製品を購入しなければならない人々から利益を得るようになるにつれて、忘れられてきたものです。サーキュラーエコノミーは、金融、製造、人間、社会、自然のいずれであっても、資本を再建することを目的としています。このアプローチは、商品やサービスの流れを強化します。

サーキュラーエコノミーの概念は根深い起源を持っており、単一の日付や著者にまでさかのぼることはできません。しかし、少数の学者、思想的指導者、および企業の努力の結果として、1970年代後半以降、現代の経済システムおよび産業プロセスへのその実用的な適用が勢いを増しています。一般的な概念は、（i）再生設計、（ii）パフォーマンス経済、（iii）ゆりかごからゆりかごへのフレームワーク、（iv）産業生態学、（v）に依存する生物模倣など、いくつかの考え方によって洗練され、発展してきました。モデルとしての自然、測定としての自然、メンターとしての自然の3つの主要な原則。

サーキュラーエコノミーは、意図と設計によって回復または再生する産業システムです。これは、製品または部品が修理または再製造され、再利用され、返品され、リサイクルされるという前提に基づいています。 「寿命末期」の概念を修復に置き換え、再生可能エネルギーの使用に移行し、再利用を損なう有毒化学物質の使用を排除し、材料、製品、システムの優れた設計を通じて廃棄物の排除を目指します、そして、この中で、ビジネスモデル。図2は、サーキュラーエコノミーの概念を示しています。

図2サーキュラーエコノミーの概念と廃棄物管理の階層

サーキュラーエコノミーの本質は、価値創造を有限の天然資源の消費から切り離し、製品が自然に廃棄物になるという寿命の概念を置き換えることです。製品の設計、材料、システムの変更、および新しいビジネスモデルによる所有権の概念の変更により、無駄を制限し、最終的に排除することができます。おそらく、これを達成するための最も重要な基本原則は、材料のリサイクルです。これにより、材料は、焼却や埋め立てによって処分されるのではなく、再利用されて新製品が作られます。しかし、サーキュラーエコノミーにはリサイクル以上のものが含まれています。循環器系を実現するには、材料のリサイクルを完全にサポートするだけでなく、自然資本の価値を最大化するための根本的な変更が必要です。これには、一連の新しいアプローチが必要です。つまり、（i）材料の再循環、（ii）製品の材料効率、および（iii）新しいビジネスモデルであり、これらすべてが未使用の材料の需要の減少に貢献し、原材料の抽出と生産の削減につながります。二酸化炭素（CO2）排出量の削減。

サーキュラーエコノミーは、製品が耐用年数の終わりに達したときに価値が維持されることを保証すると同時に、無駄を削減または排除します。この考え方は、環境的、社会的、経済的要因間の相互作用に焦点を当てた持続可能性のトリプルボトムラインの概念の基本です。ライフサイクルアプローチがなければ、真のサーキュラーエコノミーを持つことは不可能です。

サーキュラーエコノミーの概念は、いくつかの単純な原則に基づいています。まず、サーキュラーエコノミーは、その核となる部分で、廃棄物を「設計」することを目的としています。この概念には廃棄物は存在しません。製品は、分解と再利用のサイクルのために設計および最適化されています。これらのタイトなコンポーネントと製品のサイクルは、サーキュラーエコノミーを定義し、大量の埋め込まれたエネルギーと労働力が失われる廃棄やリサイクルとは一線を画しています。第二に、真円度は、製品の消耗品と耐久性のあるコンポーネントを厳密に区別します。今日とは異なり、サーキュラーエコノミーの消耗品は、主に生物学的成分の「栄養素」でできており、少なくとも無毒で、場合によっては有益であり、直接または連続使用のカスケードで安全に生物圏に戻すことができます。一方、エンジンやコンピューターなどの耐久性のあるものは、金属やほとんどのプラスチックなど、生物圏に適さない技術的な栄養素でできています。これらは最初から再利用できるように設計されています。第三に、このサイクルに燃料を供給するために必要なエネルギーは、本来、資源への依存を減らし、システムの回復力を高めるために（たとえば、オイルショックに対して）再生可能である必要があります。

サーキュラーエコノミーでは、建設製品の耐用年数を経た資格が重要です。また、再利用とリサイクルの違いを理解することも重要です。これは、一般的な用語では大まかな定義がありますが、廃棄物管理とサーキュラーエコノミーではより具体的な定義を持つリサイクルという用語の場合に特に重要です。リサイクルとは、廃棄物を新しい材料や製品に変換するプロセスであり、元の材料や製品と同じでも異なっていてもかまいません。通常、リサイクルプロセスにはエネルギーが必要です。リサイクルは、真のまたは閉ループのリサイクルまたはダウンサイクリングである可能性があります。一方、再利用とは、オブジェクトが最初に使用された後、（元の形式で）オブジェクトを使用することです。再利用することはできますが、オブジェクトにはわずかな変更しかなく、同様の（または同じ）フォームが保持されます。環境またはサーキュラーエコノミーのメリット（通常はライフサイクルアセスメントを使用して評価される）は大幅に異なる可能性があるため、2つの異なるタイプのリサイクルを区別することも重要です。 「真のまたは閉ループのリサイクル」では、製品はまったく同じ材料特性を持つ製品にリサイクルされます。真のリサイクルの例は、再溶解による鉄鋼のリサイクルです。 「ダウンサイクリング」の場合、「ダウンサイクリング」プロセスは、材料を低品質で機能が低下した新しい材料に変換することで構成されます。 「ダウンサイクリング」の例としては、耐火物を粉砕して粉砕し、耐火モルタルを製造することが挙げられます。

エレンマッカーサーの図（図3）は、環境に最適なものに従って廃棄物管理オプションを概念的にランク付けしています。これは、長年にわたって欧州連合の廃棄物政策の枠組みの中心的な概念でした。この概念の下での廃棄物管理の階層を図2に示します。

図3サーキュラーエコノミーのエレンマッカーサー図

鉄鋼とサーキュラーエコノミー

スチールは、丈夫で耐久性があり、用途が広く、リサイクル可能な素材として、また軽量で柔軟性があり、適応性があり、再利用可能な構造フレームシステムとして、優れたサーキュラーエコノミーの資格を持っています。鋼の主な利点の1つは、ほとんどすべてのアプリケーションの特定の強度、耐久性、および寿命末期のリサイクル要件を満たすように設計できることです。強度、リサイクル性、可用性、汎用性、手頃な価格の組み合わせにより、この鋼はユニークです。

現在の研究により、現在入手可能なものよりもさらに強力で軽量な新しい鋼が製造されています。クリーンな風力エネルギーを生み出すために不可欠な風力タワータービンは、10年前よりもすでに50％軽量化されています。 70メートルのタワーの場合、これはCO2排出量の200トンの削減に相当します。強度と重量の比率が高いため、新しい鋼を使用して最大30メートルのタワーセクションを製造できます。これにより、輸送および組み立て中の排出量が削減されます。

建設用に高級鋼も開発されています。それらは、より大きくてより高い建物をより効率的な方法で建設することを可能にし、可能な限り最小限の廃棄物を生成します。高品質の鋼を使用することで、建設に使用される鋼の量を減らすことが期待されます。鋼製部品が薄く、軽量化されているため、輸送コストも削減されます。また、主に必要な溶接の数が減ったため、プラントでの処理や現場での建設に必要な時間が短縮されます。これらの鋼材を使用することで、建築構造物の柱の数を減らし、薄くすることができます。これにより、より広い領域が得られ、スペースの設計と使用を改善する機会が提供されます。より高品質の鋼は、地震によって生成された地震エネルギーの大部分を吸収するための散逸メカニズムを組み込んだ構造を開発することを可能にします。

サーキュラーエコノミーは、製品の寿命を延ばします。製品が長持ちするほど、調達する必要のある原材料は少なくなります。製品の耐久性は、原材料の枯渇を減らすことに貢献します。製品を可能な限り最高の有用性と価値で維持することは、サーキュラーエコノミーの重要な要素です。簡単に言えば、製品が長持ちするほど、調達および処理する必要のある原材料が少なくなり、廃棄物の発生も少なくなります。鉄鋼製品は本質的に耐久性があり、長持ちするだけでなく、最初の寿命の後にいくつかの鉄鋼を再利用できることを意味します。

鋼はまたそれ自身の寿命を促進します。構造の構成を変更する必要がある場合は、鉄骨造の建物を簡単に適合させることができます。建物は、地域社会や環境への影響を最小限に抑えて、分解して再建することができます。丈夫で耐久性のある外部鉄骨構造は、変化するニーズに合わせて複数の内部再構成に対応できます。鉄鋼で作られた倉庫や工業用建物は、現代の生活空間や作業空間に簡単に変換できます。これにより、建物の耐用年数（および建物に含まれる鋼の寿命）が延長され、リソースが節約され、コストが削減されます。

鋼は、冶金学/化学の観点からも製品としても用途の広い材料です。無限にリサイクル可能な素材です。構造製品要素は、耐久性があり、堅牢で、寸法が安定しているため、ボルトで固定して、本質的に取り外し可能で再利用可能なアセンブリを形成できます。鉄骨構造は、その場で簡単に拡張および再構成できます。鉄鋼は単一の材料ではありません。軟鋼か​​ら高張力鋼、高度な高張力鋼、ステンレス鋼などの特殊鋼まで、さまざまなグレードの鋼があります。鋼の各グレードには、特定の用途向けに設計された特性があります。実際、物理的、化学的、環境的特性が異なる3,500を超えるさまざまな組成またはグレードの鋼があります。これにさまざまな製品のサイズと形状を追加すると、3500の数字が数倍になります。さまざまな種類の鋼は、包装、エンジニアリング、白と黄色の商品、車両、建設など、さまざまな分野の特定の用途に合わせて調整されています。現在入手可能な最新の鋼の約75％は、過去20年から30年の間に開発されました。エッフェル塔が今日再建される場合、前世紀に鉄鋼業界によって達成された強度と品質の向上により、鉄鋼要件は元々使用されていた鉄鋼の3分の1にすぎません（1889年）。

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鉄鋼の多様性はリサイクルを促進します。これは、鉄鋼スクラップをリサイクルプロセスを通じてブレンドして、時間の経過とともに変化する需要を満たすさまざまな種類の鉄鋼（さまざまなグレードと製品）を製造できるためです。たとえば、冗長な産業機械からの鋼は、自動車や白物などのより現代的な製品にリサイクルでき、次に、将来、新しい、おそらくまだ発見されていないアプリケーションにリサイクルできます。

製品の寿命を延ばすことは、サーキュラーエコノミーのもう1つの重要な側面です。理論的には、すべての新しい鋼はリサイクル鋼から作ることができます。しかし、鋼の強度と耐久性を考えると、鋼製品の寿命が長いため、これは実際には実現可能ではありません。これまでに製造された鉄鋼製品の約75％が現在も使用されています。鋼で作られた建物やその他の構造物は、適切なメンテナンスが行われれば、40年から100年以上続く可能性があります。

製品の寿命を延ばすには、柔軟性と変化への適応性の両方を備えた製品を作成することで、製品を長持ちさせ、製品の製造に使用される材料とリソースからより大きな価値を引き出すことができます。すべての人生の歩みにおける変化のペースはかつてないほど大きくなっています。変化する作業パターン、新しい建築サービスと情報技術、変化する人口統計と新しい法律はすべて、鉄鋼製品に新しく異なる要求を課しています。持続可能な製品は、用途の変化に柔軟に対応し、規制であろうと市場主導であろうと、将来のニーズと要件に適応できるものでなければなりません。

大きくて重い構造用鋼のコンポーネントは、寿命管理のための計画が必要です。ただし、鉄スクラップには価値があるため、これらのコンポーネントを回収してリサイクルするインセンティブは高く、埋め立て地に配置するために支払うよりも費用対効果が高くなります。

適切に構造化されたサーキュラーエコノミーでは、鋼は競合する材料に対して大きな競争上の優位性を持っています。これらの利点を定義する4つのキーワードは、図2に示すように、（i）削減、（ii）再利用、（iii）再製造、および（iv）リサイクルです。

削減とは、製品の重量を減らすこと、つまり使用する材料の量を減らすことを意味します。それはサーキュラーエコノミーの重要な鍵です。鉄鋼生産者は、研究、技術、優れた計画への投資を通じて、過去50年から60年の間に、鉄鋼の製造に必要な原材料とエネルギーの量を大幅に削減してきました。さらに、鉄鋼生産者は、いくつかの用途向けに高張力鋼および高度な高張力鋼グレードの使用を積極的に推進および開発しています。これらのグレードは、風力タービンから自動車、建設用パネルに至るまでのアプリケーションの軽量化に貢献しています。そのため、同じ強度と機能を提供するために必要な鋼は少なくて済みます。

鋼の再利用特性は、その耐久性によるものです。鋼は、再製造の有無にかかわらず、さまざまな方法で再利用または再利用できます。これは、自動車のコンポーネント、建物、レール、およびその他の多くのアプリケーションですでに発生しています。鋼の再利用は、元の用途に限定されません。それは、剣がプラウシェアに変換された古代にまでさかのぼります。再利用は通常、安全性、機械的特性、および/または保証を低下させることなく、技術的に可能な領域で行われます。エコデザイン、再利用とリサイクルのためのデザイン、そして資源効率が普及するにつれて、再利用率は上昇するでしょう。

再処理に必要なエネルギーはほとんどまたはまったくないため、再利用は有利です。鋼の耐久性により、寿命の終わりに部分的または完全に再利用できるいくつかの製品が保証されます。これにより、鉄鋼製品のライフサイクルを大幅に延ばすことができます。ただし、再利用を成功させるには、ライフサイクル思考に基づく初期設計が重要です。

建設業界は、構造梁、屋根、壁要素などの鉄骨部品の再利用を最初に採用した業界の1つです。ますますこれらの要素は再利用のために設計されています。鉄筋は現在、再利用されるのではなくリサイクルされていますが、標準の床スラブなどのモジュール式の鉄筋コンクリート要素を作成する機会があります。

再利用による再利用には、製品を新しいアプリケーションに適合させるために特別に設計された収集および再処理システムが含まれます。再利用アプリケーションに必要なエネルギーとリソースの量は、原材料から新しいアプリケーションを作成するよりもかなり少なくなる可能性があります。たとえば、船の建造に使用された鋼板は、巻き直して新しい船の建造に使用できます。唯一の入力は、鋼を再加熱、再圧延、および輸送するために必要なエネルギーです。

いくつかの鉄鋼製品の再製造を行うことができます。さまざまな鉄鋼製品がすでに再製造されています。それらには、工作機械、電気モーター、自動変速機、オフィス家具、家庭用電化製品、自動車エンジン、風力タービンが含まれます。再利用のために再製造されたものは、鋼製部品の耐久性を利用するために行われます。再製造により、耐久性のある中古製品を新品同様の状態に復元します。これは、新しい部品を含める可能性のある完全な分解と復元とは対照的に、製品を操作可能にすることに限定されたプロセスである修理とは異なります。

再製造により、耐久性のある使用済み製品が新品同様の状態に復元されます。これには、製品の分解が含まれます。この間、各コンポーネントは徹底的に洗浄され、損傷がないか検査され、相手先ブランド供給（OEM）仕様に再調整されるか、新しい部品と交換されます。次に、製品を再組み立てしてテストし、適切に動作することを確認します。このプロセスは、完全な復元ではなく、製品を操作可能にすることに限定される修理とは異なります。さらに、再利用または再製造用の鉄鋼製品を設計することにより、さらに多くのリソースを節約できます。

鉄鋼のリサイクルは、鉄鋼が最初に製造されて以来、鉄鋼業界で行われてきました。これにより、製鋼に投資される原材料の価値が鉄鋼製品の寿命をはるかに超えて持続し、鉄鋼が社会の永続的な資源であり続けることが保証されます。すべての鉄鋼製品は本質的にリサイクル可能であり、構造用鋼要素も本質的に再利用可能です。さらに、鉄鋼は100％リサイクル可能であり、何度もリサイクルして、閉じた材料ループで新しい鉄鋼製品を作成することができます。リサイクル鋼は、元の鋼の固有の特性を維持します。鉄スクラップの価値が高いため、リサイクルの経済的実行可能性が保証されます。このため、今日では鋼が最もリサイクルされている材料です。

鉄鋼を製造するための2つの主要な原材料は、地球で最も豊富な元素の1つである鉄鉱石と、リサイクル（スクラップ）鋼です。鉄鋼が（鉄鉱石から）生産されると、品質を損なうことなく100％リサイクル可能であるため、各製品ライフサイクルの終わりに回収される限り、それは社会の恒久的な資源になります。

鋼の磁気特性により、リサイクルのための安価で簡単な回収が保証されます。磁気分離を使用すると、消費後の製品からの鉄スクラップをほとんどすべての廃棄物の流れから簡単に回収できます。世界鉄鋼のレビューによると、さまざまなセクターの回収率は、小型の電気および家庭用電化製品の50％から、機械の90％以上までの範囲です。商業用および工業用建物の構造用鋼の最大98％のレベルが達成されています。

鋼は世界で最もリサイクルされた材料です。年間約6億5000万トンの消費前および消費後のスクラップがリサイクルされ、エネルギーと原材料の使用量を大幅に節約できます。鉄鋼生産および下流処理からのすべてのスクラップ（多くの場合、消費前スクラップと呼ばれます）は、鉄鋼生産プロセスで直接収集およびリサイクルされます。鉄鋼製品のリサイクル含有量は、5％から100％の範囲です。鉄鋼生産が始まって以来、230億トン以上のスクラップがリサイクルされています。

「リサイクル」という用語の使用を明確にする必要があります。すべての種類の鋼は、固有の材料特性を維持しながら、さまざまなグレードの新しい鋼にリサイクルして戻すことができます。したがって、低価値の鉄鋼製品からの鉄スクラップは、適切な処理と冶金を使用して高価値の鉄鋼に変換することもできます。他の材料の場合、これは通常は不可能です。実際、コンクリート、木材、アルミニウムの場合のように、リサイクルされた材料の品質は頻繁にダウングレードまたはダウンサイクルされます。

リサイクルは貴重な資源を節約するため、サーキュラーエコノミーでは重要です。回収率を高めるための鉄鋼業界の取り組みに加えて、他の金属業界や研究機関と協力して、製品のライフサイクル全体にわたる損失を特定するためのイニシアチブもあります。目標は、これらの損失を最小限に抑え、鉄鋼やその他の材料のリサイクル率をさらに向上させることです。

鉄鋼業界は、材料の選択を決定している人々に鉄鋼の利点を強調するために、これらの利点を事業にさらに統合し続けています。再利用または再製造された製品が新しい鋼と同じ特性を持つようにするためには、生産チェーン全体からの協力が不可欠です。また、サーキュラーエコノミーにさらに貢献するために、鉄鋼業界が焦点を当てる必要のあるいくつかの重要な分野には、次の問題が含まれます。

• 生産工程で使用する水は、受け取った状態と同じかそれ以上の状態で社会に還元する必要があり、大気への排出を可能な限り最小限に抑える必要があります。
• 原料炭や鉄鉱石などの消費原料については、一度消費した原料は明らかに交換できないため、将来の世代が同じ鋼を生産する能力を低下させるため、持続可能性を厳守することは不可能です。今日のように。この課題は、再利用、再製造、リサイクルの構築、再利用が容易な製品の設計、および製品の寿命が尽きたときにできるだけ多くの鋼をリサイクルして新しい鋼製品を製造することによって埋めることができます。明らかに、これには、時間内に、鋼の市場需要を満たすのに十分な量の再利用可能でリサイクル可能な鋼が利用可能であることが必要です。さらに、サプライチェーンでの材料の調達を考慮して、責任ある調達の概念にさらに取り組む必要があります。
• 大気への排出量（CO2やその他の温室効果ガスなど）は、鋼の使用により製品の使用段階での排出量が削減されるようにすることで削減できます。これは、たとえば、高張力鋼やモーターで使用されるより効率的な鋼を使用することで実現できます。
• 多くの競合する材料は「軽量」の特性を備えており（より具体的には低密度の材料）、使用段階でエネルギーを大量に消費する製品の排出量を削減するのに役立ちます。ただし、これらの材料は、鉄鋼製品よりもはるかに多くのエネルギーとCO2を大量に生成することが多く、これらの代替材料が提供する使用段階の利点を打ち消します。

ライフサイクル思考

鉄鋼は今日の人々の生活のいたるところにあり、持続可能な未来の中心にあります。鉄鋼業は世界のサーキュラーエコノミーの不可欠な部分です。サーキュラーエコノミーは、廃棄物ゼロを促進し、使用する材料の量を減らし、材料の再利用とリサイクルを促進します。これはすべて、鉄鋼を使用することの基本的な利点です。真の持続可能性を実現するには、ライフサイクルアプローチが非常に重要です。

通常、現在、製品の寿命の「使用段階」にのみ影響するポリシーが敷地内で作成されています。たとえば、冷蔵庫のエネルギー消費や自動車の運転中のCO2排出量などです。この「使用段階」への焦点は、より高価な代替の低密度材料が採用されることにつながる可能性がありますが、ライフサイクル全体を考慮すると、通常、環境負荷が高くなります。この使用フェーズの制限は続行できません。製造に関するすべての決定には、ライフサイクル思考（LCT）が必要です。

販売および購入されるすべての製品にはライフサイクルがあります。すべての製品は製造、使用され、耐用年数の終わりに再利用、リサイクル、または廃棄することができます。さらに、廃棄物の流れに入る鋼は、磁石を使用することにより、リサイクルのために他の材料から簡単に分離および収集することができます。 LCTは、社会の問題を持続可能な形で解決するために必要な全体論的思考を表すために使用される用語です。製品の寿命の各段階で、使用される原材料、エネルギー消費、廃棄物、および製品の排出量を考慮する必要があります。これは設計から始まり、製品が耐用年数の終わりに達した時点で終了します。 LCTでは、適切に設計された鋼を含む製品は、耐用年数の終わりにそのコンポーネントの再利用またはリサイクルの対象となることが予想されます。

使用される資源とエネルギー、およびこの旅のすべての段階で発生する廃棄物と排出量を計算するだけで、製品の真の環境への影響を定義できます。これにより、長期的な環境の持続可能性をどこで改善できるかを特定することもできます。たとえば、高張力鋼の製造に必要なエネルギー消費量のわずかな増加や合金元素の追加は、製品のライフサイクルを考慮した場合に数回補償されます。これらの高張力鋼を使用すると、製品を軽量化できるため、寿命の使用段階でエネルギーを節約できることがよくあります。たとえば、自動車セクターに適用すると、燃料の節約になり、製品のライフサイクル全体でエネルギーを節約できます。エネルギーが使用されます。

ライフサイクル思考が非常に重要であるもう1つの理由があります。製品の寿命の各段階の実際の影響を知ることにより、どの材料を使用するかについて最良の決定を下すことができます。一例として、高張力鋼に加えて、アルミニウム、炭素繊維、マグネシウム、プラスチックなどの低密度材料を使用して、アプリケーションを軽量化することがあります。一見すると、これらの材料は鋼よりも軽量であるか、より正確には密度が低く、そのため、興味深い代替品のように見える可能性があります。ただし、材料のライフサイクル全体を考慮に入れると、鋼はその強度、耐久性、リサイクル性、汎用性、およびコストのために競争力を維持します。これらの材料のCO2排出量の比較を図4に示します。さらに、材料をリサイクルまたは再利用する経済的な方法がないため、製品の寿命が尽きたときに、これらの材料を埋め立て地に送る必要があります。または、ダウンサイクルして低グレードの製品にすることもできます。重要な重要な決定を行う前に、この情報を知っておくことが重要です。原材料の抽出から使用済みのリサイクルまたは廃棄までのライフサイクル全体を検討する必要があります。

図4CO2排出量の比較

廃棄物の最小化に焦点を当て、より資源効率の高い世界を作るためには、サーキュラーエコノミーの概念の中でライフサイクルアプローチを検討する必要があります。鉄鋼業界は、経済的な理由から、古くから廃棄物の最小化を行ってきました。サーキュラーエコノミーは、廃棄物ゼロを促進し、使用する材料の量を減らし、材料の再利用とリサイクルを促進します。これはすべて、鉄鋼を使用することの基本的な利点です。真の持続可能性を実現するには、ライフサイクルアプローチが非常に重要です。

鉄鋼副産物

材料効率は、現代の製鋼プロセスの不可欠な部分です。目標は、すべての原材料を最大限に活用し、製鋼からの廃棄物を排除することです。このアプローチには、製鋼中に形成されたほぼすべての副産物が新製品に使用される産業共生が含まれます。これにより、埋め立て地に送られる廃棄物の量が最小限に抑えられ、排出量が削減され、原材料が保護されます。

すべての大規模な製造プロセスと同様に、鉄鋼の生産は副産物を生成します。 On average the production of 1 ton of steel results in 200 kg (scrap-electric arc furnace route) to 400 kg (blast furnace- basic oxygen furnace route) of by-products. The main by-products produced during iron and steel production are slags (90 %), dusts and sludges. The worldwide average recovery rate for slag varies from over 80 % for steelmaking slag to nearly 100 % for ironmaking slag. Slag is used to make a range of products including cement, fertilizers, and asphalt. Process gases from ironmaking and steelmaking are typically used within the steelmaking plant, replacing steam and electricity, or exported to the local grid. Other by-products such as dust are reclaimed for their high metallic content. The generation of the by-products and their uses are shown in Fig 5.

Fig 5 By-product generation and their uses

In order to achieve better results, over the last few years, several initiatives and activities have been undertaken in order to apply new approaches and techniques aiming at by-product management in iron and steel plants for increasing their recycling. For example, the internal recycling of some of the by-products in the sintering and pelletization processes for achieving high quality of sinter and pellets while simultaneously reducing the environmental impacts and operating costs. In addition, dust recovered from electric arc furnace gas treatment has been used for substituting clays in traditional brick manufacturing, for the purpose of energy savings, environmental impact reduction and possible economic benefits. Furthermore, simulation models development has allowed identifying the slag quality of basic oxygen furnace, electric arc furnace, and ladle furnace to be internally reused and to provide significant economic and environmental improvements, compared to the present slag use in the steel plants. However, there is still significant room for improvement for increasing the recovery rate of by-products, achieving environmental and economic benefits, also according to the principles of industrial symbiosis.