平成20年度第7回(非鉄金属関連)成果報告会資源経済シンポジウム平成20年10月23日（木）

鉱物資源の安定確保と枯渇性

東京大学 生産技術研究所・環境安全研究センター

安達 毅adachi@iis.u-tokyo.ac.jp

1

金属価格の高騰と高ボラティリティ

2000年1月を1としたときの金属価格推移（LME価格）

2

資源価格高騰の要因

旺盛な需要BRICs諸国、なかでも中国の旺盛な需要投機的資金の流入(石油との関連)

供給サイドの硬直性鉱山・製錬所の生産容量増加に時間を要するため

90年代からの世界的な鉱山企業の寡占化価格の下落の恐れによる、新規投資の遅れ

3

銅の地域別消費量

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

1980 1985 1990 1995 2000 2005

Cop

per C

onsu

mpt

ion

(100

0t)

Japan

China

Europe

US

Others

4

銅の地域別消費量

02000400060008000

1000012000140001600018000

1980 1985 1990 1995 2000

銅地金消費量

(100

0t)

中国

Non OECD計

OECD計

出所：World Bureau of Metal Statistics, "World Metal Statistics“5

一人あたり銅の消費量とGDP

0

5

10

15

20

25

0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000

Real GDP per capita(1985US$)

Copper Consumption per capita(kg)

日 本

韓 国

中 国

イ ン ド

アメリカ

6

我が国の資源戦略

• 安定供給確保のために

(1) 探査開発の推進探査補助：石油天然ガス・金属鉱物資源機構(JOGMEC)、融資：国際協力銀行（JBIC）、保険：日本貿易保険NEXIの3点セット

(2)リサイクルの増進循環型社会形成推進基本法、UNEP、都市鉱山

(3) 代替材料の開発文部科学省、経済産業省の元素戦略／希少金属代替材料開発プロジェクト

(4)レアメタルの備蓄Ni, Cr, W, Co, Mo, Mn, V

課題によって対象とする期間と地域を明確にしておくことが重要である。

資源戦略研究会(2006)非鉄金属資源の安定供給確保に向けた戦略（報告書）

7

日本学術会議 持続可能なグローバル資源利活用に係る検討分科会による提言

提言：「鉱物資源の安定確保に関する課題とわが国が取り組むべき総合的対策」

１ 現状及び問題点

新興国の工業化の進展と経済発展による鉱物資源の需給の逼迫は、価格の高騰を引き起こし、さまざまな産業部門で資源の安定供給への不安が募ってきている。このような情勢のなかで、ほとんどの資源を海外からの輸入に頼るわが国には、市況に左右されない中長期的な資源戦略と先端研究を継続するためのビジョンが不可欠である。

日本学術会議ホームページよりダウンロード可能http://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/division-15.html 8

提言の内容(1) 鉱物資源の安定供給に必要な体制人口の多い新興国で急激な経済発展が進んできており、この経済発展に必要とされる資源量は膨大なものになる。世界的な視野による鉱物資源の需給バランスと、科学技術と産業の将来動向をとらえ、供給障害を事前に察知した柔軟な供給体制を整える必要がある。

(2) 金属生産の技術開発と環境対策の推進今後も続く鉱物資源の大量生産によって、採掘条件が悪化し、処理が困難な鉱石が増加する傾向は避けられない。今後のわが国と世界の資源確保を支えるには、これらの条件の悪化を克服する技術開発が必須であり、さらに資源・金属生産に関わる環境負荷を最小限に抑える対策も不可欠である。

(3) 資源確保を支援する研究体制と人材育成資源確保を支援する研究体制の維持とその人材育成は重要課題である。全国に分散するわが国の資源・製錬関連の研究者等を集中的に結合するセンターとして、ネットワーク型の連携研究拠点を整備することが望まれる。 9

「成長の限界」が描く姿

ローマクラブによる成長の限界20世紀の政策と同じように推移した場合のシミュレーション

D.H. メドウズら, 成長の限界 人類の選択, 2005

10

可採年数（R/P）の推移

0

10

20

30

40

50

60

70

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

可採年数 (年)

銅

亜鉛

1970年代、あと30年と言われていた原油の可採年数は現在40.5年になっている。可採年数のトリックは？

11

埋蔵量と資源量とは

現在の経済･技術水準で採掘価値がある鉱体の鉱石賦存量

地質的確からしさ

推定 仮定 純理的

経済的

準経済的

経済限界下

確認

確認埋蔵量

既知資源量 未発見資源量

Reserves

埋蔵量ベースReserve Base

資源量Resorces

経済性

※ 人類が利用できる金属としては「資源量」を推定する必要がある。

12

資源はいつ枯渇するのか？

物理的枯渇

資源の物理的な量での利用可能性

→ 資源量

経済的枯渇

資源の費用や価格面での利用可能性

→ 価格分析

13

石油の究極可採資源量の推定とピークオイル論

USGS(2000)

出典：ASPO

出典： 石油鉱業連盟(1997)石油天然ガス等の資源に関するスタディU.S. Geological Survey (2000): “U.S. Geological Survey World Petroleum assessment 2000”

14

鉱物の資源量に関するSkinnerの仮説

鉱石品位と資源量の間で推察される2つ関係

単峰型 ー 地球化学的に「豊富な金属」鉄、アルミニウム、マグネシウム、チタン、マンガン

二峰型 ー 地球化学的に「乏しい金属」銅、鉛、亜鉛、貴金属、レアメタル

出典： Brian J. Skinner(1976) A Second Iron Age Ahead?, American Scientist, vol.64, pp.258-269 15

地球上に豊富な資源

豊富な金属

鉄、アルミニウム、チタン、マンガン、マグネシウム、シリコン大量の資源量が見込まれる豊富な金属は、金属自体の枯渇が問題になる可能性は少ないと考えられる。大量に生産するため、生産の際の環境破壊や投入エネルギー、利用後の廃棄物が問題になり、その点を考えたリサイクルが重要となってくる。

H

N

Si

PSCl

Ca Fe

Ga

Se

Br

Zr

Nb

Mo

Pd

Sn

Te

ICs

Au

Hg

Pb

Bi

F

O

C

BBe

LiZn

Co

Mn

Ti

Sc

Al

MgNa

Th

U

Hf

LuTmHo

Pr

WTa

YbEr

Tb

GdDy

Eu

NdSm

Tl

Pt

IrReOs

Ba

Ce

La

Sb

Cd

In

Ag

Rh

Ru

GeAs

Y

SrRb

CrVNiCu

K

-4

-2

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90原子番号

地殻存在度

(log

(原子比

), S

i=6)

地殻存在度 16

地殻存在度による資源量の推定（１）

1.E+00

1.E+01

1.E+02

1.E+03

1.E+04

1.E+05

1.E+06

1.E+07

1.E+08

1.E+09

1.E+10

1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05

地殻存在度 (ppm)

総資源量 (金属量 kt)

Au

Fe

Al

PbCu

Sb

Cr

Zn

Ag

Pt

Sn

Hg

B

Re

Se

Mn Ti

Mo

Cd

Bi

In

Ta

WAs

ThNb

Co V Sr

ZrRENi

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

10-3

10-2

10-1

1 10 102

103

104

105

残存資源量

既採掘量

総資源量(既採掘量+残存資源量)=地殻存在度×1013.64

Nishiyama T. and Adachi T., Resource depletion calculated by the ratio of the reserve plus cumulative consumption to the crustal abundance for gold, Nonrenewable Resources, Vol.4, pp.253-261, 1995

17

埋蔵量・埋蔵量ベース・資源量の可採年数埋蔵量、埋蔵量ベース、資源量とそれぞれの可採年数

(1000t)生産量 埋蔵量 埋蔵量ベース 資源量 (1) 資源量 (2)

鉄 1,120,000 70,000,000 150,000,000 2,085,000,000 65,000,000,000,000アルミニウム 154,166 23,000,000 33,000,000 3,543,500,000 105,700,000,000,000

銅 13,670 470,000 940,000 1,674,000 71,500,000,000亜鉛 9,184 220,000 460,000 2,499,000 91,000,000,000鉛 2,851 67,000 140,000 252,000 17,000,000,000

ニッケル 1,286 62,000 140,000 3,203,000 97,500,000,000銀 18.24 270.00 570 1,378 91,000,000

可採年数 (年)埋蔵量 埋蔵量ベース 資源量 (1) 資源量 (2)

鉄 63 134 1,860 58,000,000アルミニウム 149 214 23,000 686,000,000

銅 34 69 122 5,230,000亜鉛 24 50 272 9,910,000鉛 24 49 88 5,960,000

ニッケル 48 109 2,490 75,800,000銀 15 31 76 4,990,000

資源量 (1) 資源量=地殻存在度×10^13.64資源量 (2) 大陸地殻の上部3kmまでに含まれる資源量

18

副産物として産出されるレアメタル

銅・鉛・亜鉛といった古くか大量に採掘されている金属に依存するレアメタルが多い。

銅・鉛・亜鉛の稀少性が増すとき、同様にこれらのレアメタルの稀少性も高まる。

銅鉱物 亜鉛鉱物鉛鉱物

アンチモンビスマスモリブデンレニウムセレン銀テルルタリウム

毒性が強い金属ヒ素カドミウム

コバルト金

ニッケル鉱物

ゲルマニウムガリウムインジウム

鉄、ウラン、燐

バナジウム

チタン

ジルコニウム

19

金属資源の枯渇指標

0.01 0.1 1 10 100

Al

Zn

Sn

Cu

W

Cr

Mn

Ni

Ti

Pt-gr .

Ta

Nb

Sr

In

埋蔵量

資源量

可採年数から判断すると、ベースメタルは鉄の1/2から1/10の稀少である。

近年、利用されるようになってきたレアメタルは、埋蔵量が少なくとも、資源量は豊富である。

個々の金属の鉱床・鉱物の成り立ちから、製造・リサイクルの技術的課題までを整理する必要がある。

埋蔵量と資源量の可採年数（R/P）比率（鉄の可採年数 を１とした場合） 出典： 安達毅：リサイクルの目的としての

資源性と最近の金属資源をめぐる状況： 環境安全、No.111、pp.12-16、2006 20

元素グループによる枯渇性

地球上に豊富な金属ベースメタル

フェロアロイ系

主産物レアメタル

副産物レアメタル

有害性の高い金属

貴金属

Fe, Al, Si, Ti, Mn, Mg

地殻存在度が高く、大量の資源量が見込まれる。

枯渇の危険性 少ない

地球上に乏しい金属

ベースメタル フェロアロイ系の金属 主産物レアメタル 副産物レアメタル

Cu, Zn, Sn

地殻存在度が低いにもかかわらず、過去より大量消費が続いている。

枯渇の危険性 大きい

Ni, Cr, Moなど

資源量に余裕はあるが、鉄の消費に連動して今後も大量消費が予想される。

枯渇の危険性 中程度

V, Nb, Ta, 希土類など

開発の歴史が浅く、資源量にまだ余裕がある。

枯渇の危険性 少ない

Ge, In, Bi, Reなど

ベースメタルの副産物であるため、ベースメタルの供給に影響を受ける。

枯渇の危険性 大きい

有害性が高い金属 貴金属

Pb, Hg, Cd, As

公害や人体への影響に最大限の注意を払って利用・処理すべき。

枯渇の危険性 少ない

Au, Pt

価値の高い金属であるため、リサイクルや鉱床の探査も活発に行われる。

枯渇の危険性 少ない参考文献: 安達毅(2007)”金属資源の世界情勢と将来のゆくえ”, 化学, Vol.62(12月号), p17-20

費用や価格は資源枯渇のシグナルを提供してくれるのか？

ユーザーコスト（レント）

産出量

コストと価格

P

Cm

a0

Ca

b l m n

希少性による価値

枯渇性資源の価値には稀少性によるユーザーコストが加算される。ユーザーコスト： 今日採掘することで将来採掘できる資源を放棄する機会費用。 22

Sladeの仮説

20 1 2t tP t tα α α ε= + + +

価格と費用

生産費用

ユーザーコスト

価格

時間

0

20

40

60

80

100

120

1980198119821983198419851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004

コスト（¢/Lb）

銅生産コスト(1995$)

銅生産コスト（名

目）

生産コストの削減

Slade（1982）:Trends in natural –resource commodities prices: An analysis of the time domain, J. environmental economics and management, 9, 122-137

出典：澤田賢治(2006)

23

大型露天掘りの時代はいつまで続くのか

大規模露天掘りの限界：採掘深度の深化（1000m）、残壁の不安定化、ズリ・剥土処理量の増大、運搬距離・時間の増大

坑内堀への移行（ + 同一鉱山での移行技術）

坑内堀の大型化：ブロックケービング、無充填・無支保（エルテニエンテ、マウントアイザ）

- 技術課題：ケービングのメカニズム、硬岩盤への適用、崩壊の補助方法、連続抽出、地表の陥没を伴う

24

採掘技術開発マップ

大目標：生産性の向上安全性の向上

大規模

坑内堀

重機の大型化

重機の自動化

ブロックケービング採掘法

支保の設計（ズリ・尾鉱の充填）発破の設計

残壁の安定性資源枯渇と環境負荷低減

露天掘

小規模

25

長期的に価格が上昇する要因

歴史的には、経済指標からは資源の希少性が増加している傾向は見られないが・・・

供給サイド

希少性の増加によるコスト増大

環境費用（外部性）の内部化

需要サイド

人口の増加による需要増加

経済発展による需要増加 26

将来に向けて

• 「世代間」の公平性と「世代内」の公平性▫ 古くて新しい課題―南北問題にともなう公害発生

▫ 地球環境問題は先進国にも降りかかる

• 今後、資源消費量、環境負荷が増大するのは途上国であり、そのうえ貧しい国（個人）ほど環境破壊の影響を受けやすい。

▫ 途上国で使える低環境負荷技術の開発と支援が必要。

• 資源利用による環境費用の増加を見越した行動が必要。

• 地政学的な要因を除けば資源制約は先の話である。ただし、地球温暖化問題と同じく１００年単位で考えるならば枯渇する資源も出てくる。

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