1. はじめに

脱炭素社会の実現に向けて、化石燃料から再生可能エネルギーへの転換、機器が消費するエネルギーの効率化が図られている。自動車をはじめとする輸送用機器は、機器の重量がエネルギー消費量に直結することから、軽量化が必須であり、そのための様々な取り組みが行われている。特に比重が小さいアルミニウムは鉄を代替する素材の一つであり、自動車部品におけるアルミニウムの使用が進んでいる。
アルミニウムはボーキサイトを精錬して金属として取り出しているが、このときに大量の電力を必要としており、アルミニウムの新地金1tあたり9.24tのCO2が発生している^*1。しかし、加工スクラップや老廃スクラップなどの各種アルミスクラップから製造するアルミニウムの再生地金のCO2負荷は1tあたり0.309tで新地金のCO2排出量の1/30である^*1。このように新地金を再生地金に代替することでCO2排出量を大幅に減少できることから脱炭素の視点からアルミニウムのリサイクルの取り組みが進められている。
現状でアルミニウムのリサイクルは、鋳造材・ダイカスト材（以下、まとめて「鋳造材」とする）が中心となっている。これは、鋳造材用のアルミ合金の添加元素濃度が展伸材用のアルミ合金に比べて高く、また、規格組成範囲が広く鋳造材用のアルミ合金へのリサイクルが比較的容易なためである。他方、展伸材用のアルミ合金は、添加元素濃度が低く規格組成範囲が狭いためほとんど新地金を使用しているのが現状であるが、再生地金の利用に向けた研究開発も進められている。例えば、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が実施する「アルミニウム素材高度資源循環システム構築事業」では、アルミ合金中に含まれる微量不純物を無害化して加工する技術などの開発に取り組んでいる^*2。また、科学技術振興機構（JST）の「共創の場形成支援プログラム（COI-NEXT）」では「富山循環経済モデル創成に向けた産学官民共創拠点」の中でアルミ産業の資源循環モデル構築のための研究開発課題を複数設定して研究開発が行われている^*3。さらに、企業では再生地金を使用した展伸材の製品を上市している事例も存在する例えば^*4、^*5。このように展伸材においてもリサイクルの取り組みが進んでおり、今後スクラップや再生地金の利用が進むことが期待される。
そこで、本稿では将来的に展伸材においてアルミニウムのリサイクルが進んだ場合の再生地金・スクラップの需要量の推計を紹介する。また、需要量の推計結果をアルミスクラップ回収量の将来見通しと比較し、スクラップ・再生地金の原材料となるアルミスクラップの供給可能性について検討する。なお、本稿はNEDOの委託で弊社が実施した「戦略策定調査事業/ベースメタル及びプラスチックの資源循環に関する俯瞰調査（市場・社会課題編）」にもとづくものである。

2. アルミニウムの将来需要等の推計方法

2.1. アルミニウムの需要

将来（2050年）のアルミニウムの需要量は、製品用途ごとの現状（2022年）のアルミ需要量^*6に社会経済指標の変化率を乗じて推計した。ただし、自動車については燃費向上に向けた軽量化に伴うアルミニウムの使用量の増加を考慮するため、アルミニウムの需要量の代わりに自動車販売台数^*7を用いて将来の生産台数を推計したうえで将来における自動車一台あたりのアルミニウムの使用量の試算値^*8を乗じて推計している。また、製品用途はアルミニウム統計年報に準じている^*6。
推計に使用した社会経済指標は、建設投資額^*9、日本のGDP^*10、日本の人口^*11、世界のGDP^*12である。建設投資額は、サッシ・ドア、内装材・外装材・その他の推計に使用した。また、日本のGDPは、化学、はく用、その他の金属製品、民生用電機機械器具、電子通信装置、その他の電気機器、船舶・航空機・鉄道車両・その他、精密機械器具、一般機械器具、その他の推計に、日本の人口は、ボディー材、エンド・タブ材、包装・容器・その他、日用品の推計に使用した。さらに、世界のGDPは輸出量の推計に使用した。なお、将来推計の考え方や方法は様々あり、それによって推計結果も異なるため、本稿で示す結果はあくまでも推計事例の一つと考えていただきたい。

2.2. アルミ再生地金等の需要

アルミニウムをリサイクルする際、アルミスクラップを溶解して再生地金にしてから素材や製品の原材料とする場合と、スクラップを直接溶解して原材料とする場合が考えられるため、ここでは素材や製品の原材料となる再生地金とスクラップをまとめてアルミ再生地金等とする。
アルミ再生地金等の需要量は、循環使用率、すなわちアルミニウムの総需要量に対するアルミ再生地金等の需要量の割合（入り口側のリサイクル率）を上記の方法で推計したアルミニウムの需要量に乗じて推計した。展伸材の循環使用率は、日本アルミニウム協会が展伸材における循環使用率の目標を設定しており、これにもとづき現状で10%程度、将来（2050年）で50%とした。ただし、製品用途別の循環使用率の情報が得られたアルミ缶（ボディー材、エンド・タブ材）とサッシ・ドアについてはそれぞれアルミ缶リサイクル協会によるCan to Can率^*13と、日本サッシ協会の2020年目標値^*14を使用した。
また、鋳造材の循環使用率は、日本鋳造工学会資料^*15を参考に83%とした。

3. アルミニウムの将来需要等の推計結果

3.1. アルミニウムの需要の推計結果

将来（2050年）におけるアルミニウムの需要量の推計結果を図1に示す。アルミニウムの需要は展伸材と鋳造材が主であり、展伸材の需要量は現状（2022年）の1,878千tから将来（2050年）は1.5倍の2,808千tになると推計された。また、鋳造材の需要量は現状（2022年）の1,240千tから将来（2050年）は1.4倍の1,691千tになると推計された。

図1 アルミニウムの種類別の需要量

次に、展伸材の需要量を用途別にみると図2に示すとおり、現状（2022年）ではアルミ缶（ボディー材、エンド・タブ材）、自動車、サッシ・ドアの順に多かったものが、将来（2050年）は自動車の需要が大幅に伸びて最も多くなると推計された。自動車は、軽量化に伴って一台あたりのアルミニウム展伸材使用量が増加するとともに、世界の自動車需要の伸びに伴って輸出が増加するとしているため、現状（2022年）の333千tから将来（2050年）は3.7倍の1,238千tと大幅にアルミ展伸材の需要量が増加すると推計された。一方、アルミ缶（ボディー材、エンド・タブ材）は、我が国の人口の減少に伴う需要の減少のため327千tとなり現状（2022年）から減少すると推計された。また、サッシ・ドアは、274千tで現状からほぼ横ばいと推計された。

図2 アルミニウム展伸材の用途別需要量

また、鋳造材の需要量を用途別にみると図3に示すとおり、自動車の需要が主であり、現状（2022年）の1,131千tが将来（2050年）は1.4倍の1,577千tになると推計された。この伸びは、展伸材のところで述べたとおり、一台あたりのアルミ使用量の増加と生産台数の増加によるものである。これらの推計結果から、将来のアルミニウムの需要は自動車が牽引することが予想される。

図3 アルミニウム鋳造材の用途別需要量

3.2. アルミ再生地金等の需要量の推計結果

前節で推計した需要をもとに、推計した現状（2022年）と将来（2050年）におけるアルミ再生地金等の需要量は図4のとおりである。将来の需要については、アルミニウムのリサイクルが現状を維持し展伸材の循環使用率が10%程度の循環維持ケースと、リサイクルの取り組みが進み展伸材の循環使用率が50%となる循環促進ケースの二通りを想定した。なお、将来（2050年）におけるアルミニウムの需要量は両ケースとも同じである。まず、現状（2022年）では、アルミ再生地金等の需要は1,398千tである。そのうち7割以上を占める1,033千tが鋳造材用の需要である。一方、展伸材用の需要は263千tと全需要の2割弱である。これは現状において鋳造材はアルミニウムのリサイクルが進んでいる一方で、展伸材は循環使用率が10%程度と新地金の使用が中心になっているためと考えられる。また、循環維持ケースの将来（2050年）におけるアルミ再生地金等の需要量はアルミニウム全体の需要の伸びに伴い1,910千tと、現状（2022年）の約1.4倍となるが、その内訳の構成は現状とほぼ同様である。次に、アルミニウムのリサイクルが進む循環促進ケースでは、将来（2050年）のアルミ再生地金等の需要量は2,921千tと、現状（2022年）の約2倍になると推計された。この要因は、展伸材の循環使用率が50%となり展伸材用の需要量が1,404千tと現状の約5倍に増えたためである。展伸材用の需要量が大幅に増えたため、展伸材用と鋳造材用の需要量がほぼ同じになっている。

図4 現状（2022年）と将来（2050年）におけるアルミ再生地金等の需要量の推計結果

3.3. アルミスクラップの回収状況

アルミニウムの資源循環を促進するためには、アルミ製品の製造側で循環使用率を高める取り組みを進めるだけでなく、製造側の需要を満たす量のアルミ再生地金等が供給される必要があり、そのためには十分な量のアルミスクラップを回収する必要がある。そこで、アルミスクラップの回収量を推計したうえでアルミ再生地金等の需要量と比較した。
まず、スクラップの回収量は、日本アルミニウム協会によるアルミスクラップの回収量見通し^*16をもとに推計した。この推計において、国内で生産されたアルミニウムの出荷（国内出荷）を起点としたアルミニウムの流れは図5のとおりである。まず、国内出荷のアルミ量と素材として輸入されるアルミニウム（素材輸入）に製品製造時の歩留まりを考慮したものが製品化されたアルミニウム（製品化アルミ）となり、その残余が加工スクラップとなる。製品化されたアルミニウムに製品の輸入に伴うアルミニウムの流入（製品輸入）を加えたうえで、輸出に伴う流出（製品輸出）を差し引くと、製品として国内で使用されるアルミニウム（国内使用アルミ）の量となる。次に、製品の使用年数の分布（寿命関数）による製品の当該年の退役率にもとづき、使用済みとなるアルミニウム（使用済みアルミ）の量が推計される。使用済みとなった製品の一部は中古品として輸出（中古品輸出）されることから、この量を除くと国内で廃棄されるアルミニウム（国内廃棄）の量となる。この国内廃棄量に老廃スクラップの回収率を考慮すると、国内で回収される老廃スクラップ（老廃スクラップ回収）の量となり、ここで回収されなかったものは散逸スクラップとなる。なお、歩留まりや退役率、回収率は製品ごとに設定されている。
アルミスクラップの回収量見通し^*16では、図5中に示すとおり老廃スクラップ回収量を推計している。この中にはスクラップとして海外に輸出されるアルミニウム（老廃スクラップ輸出）が含まれている。このようなスクラップは国内でリサイクルすることができないため、別途、老廃スクラップ輸出量を推計し、老廃スクラップ回収量から老廃スクラップ輸出量を除いたものを老廃スクラップ国内回収量とした。これらより、アルミ再生地金等として国内でリサイクルが可能なスクラップは、図5における加工スクラップと老廃スクラップ国内回収であることから、これらの合計をアルミスクラップ回収量とした。

図5 アルミ国内出荷を起点としたアルミニウムの流れ^*16をもとに筆者作成

将来（2050年）における加工スクラップの回収量は、将来（2050年）における推計需要量に製品ごとの歩留まりを考慮して推計した。なお、歩留まりは現状（2022年）と同じとした。また、老廃スクラップ国内回収量は、アルミスクラップの回収量見通し^*16における2050年の老廃スクラップ回収量から老廃スクラップ輸出量を差し引いて推計した。なお、老廃スクラップ輸出量は2022年の実績^*17が世界のGDP12）に応じて変化するものとして将来（2050年）の輸出量を推計した。
アルミスクラップ回収量とアルミ再生地金等需要量の推計結果を比較したものを図6に示す。現状（2022年）におけるアルミスクラップ回収量は1,264千tで、再生地金等の需要量をやや下回っている。この差分は再生地金やアルミスクラップの輸入によって補われているものと考えられる。アルミスクラップの回収量の内訳をみると、展伸材由来のスクラップが945千tと展伸材用アルミ再生地金等の需要量263千tを大幅に上回っていることから、展伸材由来のアルミスクラップの一部が展伸材 to 展伸材にリサイクルされているものの、その多くは鋳造材用にリサイクルされているという現状を反映している。また、将来（2050年）のアルミスクラップ回収量は、1,652千tと推計された。この推計結果を将来（2050年）におけるアルミ再生地金等の需要の内訳と比較する。まず、アルミニウムのリサイクルが現状を維持している循環維持ケースと比較した場合、回収量と需要量の両方とも現状（2022年）から増加するものの、全体的なバランスや内訳の構成は現状とほぼ同じである。したがって、展伸材由来のスクラップ1,247千tのうち一部が展伸材 to 展伸材にリサイクルされるものの、その多くは鋳造材用にリサイクルされることが想定される。しかし、リサイクルの取り組みが進んだ循環促進ケースとの比較においては、需要量が回収量の1.8倍と大幅に上回り、アルミスクラップの回収状況が将来にわたって現状を維持した場合、アルミ再生地金等が不足する可能性が示唆された。また、展伸材用の需要が大幅に伸びるため、展伸材 to 展伸材のリサイクルをさらに促進していくことが必要と考えられる。

図6 アルミスクラップ回収量とアルミ再生地金等需要量の推計結果の比較^*18をもとに筆者作成

4. アルミニウムのリサイクル促進に向けて

冒頭で述べたように、現在、アルミリサイクルやアルミスクラップ回収に関わる様々な技術開発や取り組みが行われているが、本稿では、これらの将来的な効果を考察できていない。そのため、将来にわたってアルミスクラップの回収状況が現状を維持するというある意味、極端な将来推計にもとづくアルミスクラップ回収量となっている。また、アルミ再生地金等の需要量の将来推計も、前提条件や推計方法によってその結果が変わるため、アルミニウムのリサイクル促進に向けてこれらの議論と検討を重ねていく必要があると考えている。ただ、アルミニウムのリサイクルが進む一方で、使用済みとなったアルミニウムの回収が進まないと、十分なアルミ再生地金等を確保できない可能性があることだけは示すことができたと考えている。
そこで、ここではアルミニウムのリサイクルを促進していくために十分なアルミスクラップを回収する方法として、今後どのような取り組みが求められるか私見を述べさせていただきたい。まず、図5の「国内廃棄」以降の実態把握である。日本アルミニウム協会のアルミスクラップの回収量見通し^*16では、国内廃棄のうちアルミニウムとして回収されている割合は、アルミ缶など回収の仕組みが構築されている一部の品目を除き、多少のばらつきはあるものの概ね50%程度である。つまり、国内廃棄となったアルミニウムの多くが散逸している可能性があるということになる。散逸しているアルミニウムの中には製品の一部として埋め立てられているもの、あるいは雑品スクラップとしてアルミニウムと認識されずに流通しているものも存在するはずである。ただ、現状でどのように散逸していて、その量がどの程度かが不明確なままではどのように散逸を防止するのか議論しづらいままである。また、図5の「老廃スクラップ輸出」のさらなる実態把握である。例えば、貿易統計においてアルミスクラップは、「アルミニウムのくず」としてまとまっていたものが、2015年からアルミ缶由来のくずと、その他の由来のくずに分かれている。今後、さらに輸出の内訳が把握できれば現状で輸出されているスクラップであっても国内で利用できるものはあるか、また、それをどのように国内の利用に振り向けるかなどの議論もしやすくなると考えられる。
このような議論が産官学でなされることによって国内でリサイクルされていなかったアルミニウムが国内で活用されるようになると考えている。状況によっては既存の制度を活用したアルミ回収の促進の可能性が見えてくるとも考えている。例えば、アルミ缶のリサイクル率は2024年度の実績で99.8%^*19である。このように非常に高いリサイクル率を達成できているのは関係する企業や業界団体、行政の努力の賜物であるが、その一方で、容器包装リサイクル法による後押しがあったことも事実である。容器包装リサイクル法の他にもアルミニウムを使用した製品のリサイクルに関連する法律として自動車リサイクル法、建設リサイクル法、家電リサイクル法、小型家電リサイクル法、資源有効利用促進法がある。現状においてもこれらのリサイクル法がアルミニウムの回収に寄与していることは間違いないが、今後の議論如何では製品に含まれるアルミニウムの多寡はあるもののこれらの制度のさらなる活用の可能性が出てくるかもしれない。
また、アルミリサイクルの現状を踏まえると、アルミニウム全体のリサイクル促進のためには、展伸材におけるリサイクルの促進が必要不可欠である。展伸材用のアルミ合金は鋳造材と比べて添加元素濃度が低く規格組成範囲が狭いため、展伸材用には展伸材由来のアルミスクラップを主に用いることが想定される。そのためにはこれまでアルミ缶やサッシなど一部の製品で行われてきた展伸材として回収を他のアルミ製品にも広げることになる可能性もある。
今後、アルミニウムの回収に関する議論と取り組みが進めばアルミニウムの回収範囲が広がり、それに伴ってアルミニウムの割合が低い製品やスクラップからの回収も増えるはずである。その場合、回収側の取り組みだけではリサイクルに必要なアルミニウムとしての質を確保することは困難であり、添加元素や不純物の除去や無害化の技術が必要になる。このような技術と回収はリサイクルに関する両輪でありこれらに関する議論や取り組み、技術開発が並行して進展することを期待したい。

謝辞

新エネルギー・産業技術総合開発機構の戦略策定調査事業/ベースメタル及びプラスチックの資源循環に関する俯瞰調査（市場・社会課題編）の実施にあたっては、国立環境研究所国際資源持続性研究室中島謙一室長、東京大学先端科学技術研究センター醍醐市朗教授をはじめ、多くの企業、団体の方々から大変貴重なご指導とご助言を賜りましたこと感謝申し上げます。