『現代世界を築く：素材と脱物質化』（2014年）は、人類の歴史を通じた素材消費とその未来を案内する一冊です。本要約では、現代における主要な素材分類と、それらにどう対処すべきかを解説しています。
本書のポイント：日常の素材の使い方を見直す
住居、衣服、道具、家具、デバイス――私たちが日々触れる素材のリストは無限に思えるかもしれません。実際、あまり意識することなく、私たちは常に多種多様な素材を使い、それらが私たちの現代世界を形作っています。
では、拡大し、ますます複雑化する素材の利用をどのように理解し始めればよいのでしょうか。この要約では、人類の素材利用の進化をたどりながら、現代世界の基本的な構成要素を分析する際に考慮すべき素材を学びます。素材の採掘や生産、そして素材消費が環境汚染の主な原因であり、現在の素材依存を減らすことで環境改善に貢献できることも理解できます。さらに、以下のような点も学べます。
- 20世紀を代表する素材とは何か
- ボーイング747の設計に何トンの紙が使われたか
- なぜ砂やシリコンは決して枯渇しないのか
素材利用調査は、経済の全セクターで使われる原材料を含むべきである
衣服や家、あらゆる電子機器の生産まで、現代人が使う素材の多様性には目がくらむほどです。 しかし、現代の素材フローを分析する際にどの素材を考慮すべきか、どう判断すればよいのでしょうか。 実際、農業由来や林業由来の産物、金属、工業ガス、非再生可能な有機物を考慮しなければ、人間の素材利用調査は不完全です。 1882年、米国地質調査所（USGS）は、一国全体を対象とした初の素材フロー報告書の準備に着手しました。
この調査では素材を主要カテゴリーに分類し、1900年から1995年までの期間を網羅しました。 分類にはもちろん、綿花、種子、羊毛、タバコなどの農業由来の原材料すべて、木材や紙といった林業生産物、そして金属、鉱物、アスファルト、ワックス、油などの化石燃料由来の非再生可能有機物が含まれます。 ここに著者は、現代の生産手法に不可欠な工業ガスを加えるべきだと提案しています。 それ以外の点では、USGSの分類は今日でも有効です。
したがって、素材調査をこのようなカテゴリーに細分化することは長年の手法ですが、それが機能するのは、さらなる加工を目的とした未加工の有機素材だけを評価し、酸素、水、食料、燃料、そしてすべての「隠れた素材フロー」を除外しているからです。 隠れた素材フローとは、生産サイクルで採掘されても最終製品にならないすべての素材、例えば鉱床に到達するために動かされる土や岩などです。 鉱物採掘が盛んな国では、こうした素材が実は総素材フローの大半を占めます。 水がリストに入っていないのは、他のほとんどすべての素材を覆い隠してしまう量的な理由から。酸素が除かれているのは、事実上無尽蔵な大気の要素であるからです。食料と燃料は、歴史的に別の分析対象とされ、素材というより完成品に近いため除外されています。
人類史の各時代は、その支配的な素材で特徴づけられる
鳥が巣を作るのを見れば、人間だけが創造的に素材を使う生き物ではないことがわかるでしょう。 しかし、人類の素材利用の真にユニークな点は、その全体的な規模と複雑さであり、これは有史以前にまで遡る事実です。 先史時代、古代、中世はそれぞれ木、石、金属の使用で特徴づけられます。 先史時代の人々は、よく適合した製造工程のために石を巧みに選び、ハンマー、斧、矢、ナイフを作り出しました。
しかし、木の棒は依然として根を掘ったり小動物を狩るのに使われました。 その後、古代から中世にかけては、石の耐久性から、水道橋や道路のような実用的建造物から、墓所、神殿、彫像といった儀礼的な記念碑に至るまであらゆる場面で選ばれました。 しかし、外航船の船体とマストを建造する唯一の素材として、木材は依然として不可欠でした。 古代における最も重要な素材開発が銅、青銅、鉄などの金属の製錬能力であったことは間違いありませんが、産業革命以前の社会で木材ほど一般的な素材はありませんでした。 建物に使われた大量の木材や、道具に欠かせない木製部品を考えれば、その理由は容易に理解できます。 今日では主に金属やプラスチックを使いますが、紙と繊維は依然として不可欠です。
実際、金属消費の急速な伸びとともに、近代化は木材や石材のような伝統的な建築材料の採掘量を大幅に増加させました。 たとえば、鉄鋼製品はかつてない強度と耐久性で新しい市場を席巻し、銅は電線やケーブルに選ばれる金属となりました。 そして、20世紀を代表する素材が、無数の家庭用品や工業製品で木材や金属に取って代わったプラスチックであることは疑いようもありませんが、他に2つの素材も注目に値します。 第一に、19世紀初頭に連続抄紙機が発明され、紙の大量生産が革命的な変化を遂げました。 第二に、機械織りが布の大量生産への道を開いたため、繊維生産も重要でした。
現代世界は驚くほど多様な素材を消費する
日々新しい道路が建設され、毎時間無数の小包が郵送される現代社会の日常は、終わることのない多様な素材の供給に支えられています。 では、最も重要な素材分類は何でしょうか？全部で6つあります。 現代の主要な素材群の最初の2つは、バイオマテリアル（生物由来素材）と建設資材です。
第一のバイオマテリアルは、木材、わら、綿花、羊毛、蜜蝋、天然ゴムといった多様なものです。 合成代替品がますます普及するにつれて、これら天然由来の素材の多くに対する消費は着実に減少していますが、木材と綿花という2つのバイオマテリアルは依然として非常に貴重です。 現代世界で主流の第二の素材カテゴリーである建設資材は、現在、あらゆる種類の砂、石材、セメント、コンクリートが中心となっています。 例えば、中国の目覚ましい建設プロジェクトにより、レンガ生産は前例のない世界水準にまで達しています。 第三と第四のカテゴリーは金属とプラスチックです。 20世紀には、工業化の進展、交通手段の発達、機械化、大量消費のブームにより、あらゆる種類の金属に対する需要が急増しました。
プラスチック製品についても同様で、特に包装、建設、電子機器製造、自動車産業に不可欠です。 現代のもう一つの主要素材カテゴリーであり、私たちの知る社会に欠かせないのが工業ガスで、酸素、水素、窒素が最も重要な3つです。 それらはなぜこれほど重要なのでしょうか？こうしたガスは、現代経済のほぼすべての主要セクターで決定的な役割を果たしているからです。
例えば、工業ガスがなければ、鉄鋼の効率的な生産は不可能でしょう。 現代の生産様式に不可欠な最後の素材カテゴリーは電子機器であり、ほとんどの家電製品の生産に欠かせないシリコンも含まれます。 実際、1971年にインテルがシリコンで作られた最初のマイクロプロセッサを発売して以来、現代は「シリコン時代」と定義されています。
素材フロー会計はいくつかの工夫で簡単になる――リサイクルは思ったより魅力的かもしれない
あなたのスマートフォンの部品がどこから来たかご存知ですか？アップルのiPhone 5の場合、構成部品は3大陸12カ国にまたがる工場を操業する20社以上の異なる企業によって作られました。 iPhoneだけがこれほど複雑な組み立てパターンを持つわけではありませんが、素材会計がいかに早く課題となりうるかを示す典型例です。 このように複雑な生産工程では、個々の使用素材を単純に記録することすら困難だと想像できるでしょう。より良い戦略は、国別の素材フローに焦点を当てることです。
たとえば、米国の素材フローを見ると、すべてのカテゴリーで素材消費が増加しており、バイオマテリアルの相対的な役割が著しく低下し、リサイクルの重要性が高まっていることがわかります。 素材フロー会計へのもう一つのアプローチは、ライフサイクルアセスメント（LCA）を用いることです。 LCAは、素材の環境への影響を、その全寿命にわたって定量化するものです。 この情報をもとに、環境への影響が最も少ない素材を選ぶ決断ができます。 たとえば、歩道を舗装する場合、天然の花崗岩と現代のコンクリートのどちらが環境への影響が少ないと思いますか？実際は、石材を切り出し輸送するのに必要なエネルギーを考慮すると、花崗岩の歩道はコンクリートのものよりも25～140％も多くの影響を与える可能性があるのです。
LCAを用いることで、環境への悪影響を減らす上でリサイクルの役割が増していることも明らかになります。 リサイクルそのものが実は非常に望ましいフローであることをご存知ですか？私たちは毎年数十億トンの素材を使用しており、リサイクルは既知の鉱物埋蔵量の寿命を大幅に延ばすことから、新たなバイオマテリアルへの需要を減らすこと、あるいは完成品に変わる素材の有用性を高めることまで、あらゆることを可能にします。 さらに、リサイクルは環境への影響を低減しながら多大なエネルギーを節約することもできます。
素材を賢く使うことが消費削減を保証するわけではない――それにはもっと複雑なアプローチが必要だ
「dematerialize」という動詞を辞書で引くと、超自然的な含意があると思うかもしれません。『オックスフォード英語辞典』には「物理的実体を持たなくなること」と定義されています。 しかし、ここでの脱物質化とは、素材を完全に排除することではなく、素材の使用を大幅に削減することです。 たとえば、アーカイブのコンピュータ化によって世界が消費する紙の量がどれほど減ったかを考えてみてください。 この定義を念頭に置くと、あらゆる形の脱物質化には複雑な素材の代替が伴うことを知っておくことが重要です。
たとえば、今や至る所にあるボーイング747航空機の設計・開発（1965年に構想され1969年に就航）には約75,000枚の図面が関わり、ほぼ8トンの紙が使われました！ 1970年代、この膨大な材料の無駄を目の当たりにしたボーイングは、CAD（コンピュータ支援設計）システムを開発しました。 そのデータベースは最終的に100万枚以上の図面を保存し、大小の設計図に紙を不要にしました。 しかし、電子設計を構築・維持するには、最新のコンピューティングの複雑なインフラ、大量のデータストレージ、そしてそのデータトラフィックを処理する大量のサーバーが必要です。 したがって、紙の脱物質化を実現するには、コンピュータを製造し電力を供給するために多種多様な他の素材が必要となります。 さらに、一般的な脱物質化は、実は総素材消費量の増加をもたらしているのです。
素材を節約して使うことが必ずしも消費水準の低下を意味するわけではありません。自動車の進化を例にとってみましょう。 金属の効率的な利用が進んでいることから明らかなように、脱物質化はコスト低減、手頃な価格化、そして車の大衆的な普及の大きな原動力となってきました。 あるいは携帯電話のような消費者製品を考えてみてください。このような一般的な消費財の質量、ひいてはコストが着実に低下しているため、その利用が増加しています。 これにより、軽金属、プラスチック、ガラス、そしてもちろんシリコンなど、これらの製品を構成する素材に対する需要が急増しているのです。
現代文明の高まる素材需要に対処する手段はある
人口増加と生活の質の向上により、素材に対する需要は全面的に着実に増加しています。 しかし、この傾向はいつまで、どの程度続くのでしょうか？そして、このような増加に直面して、素材消費をどのように制限できるのでしょうか？ まず第一に、世界が主要素材の供給を使い果たすリスクはありません。
なぜなら、砂、粘土、石材といった建設に一般的なものは非常に豊富で、不足の恐れがないからです。 また、電子時代を象徴する素材であるシリコンの供給も同様に豊富です。 実際、完全に使い果たせる素材は存在しません。その状態に達するずっと前に、途方もない深さや疎らな鉱床から資源を採掘するコストが、その採掘を経済的に不可能にしてしまうからです。 しかし、良いニュースはそれだけではありません。廃棄物削減のためのシンプルな機会もたくさんあります。 たとえば、より良いデザインを採用することで素材の使用を削減できます。 最も簡単な方法は、豊かな現代社会でよく見られる過剰包装の消費者製品の傾向を逆転させるために、包装の素材を減らすことです。
廃棄物を削減するもう一つの方法は、より合理的で無駄の少ない製造です。 そしてもちろん、より効果的なリサイクルの機会は常にあります。 実際、リサイクルしやすい設計は、増え続ける電子廃棄物の管理において特に重要になるでしょう。 さて、素材の未来が安泰だとわかったところで、明日の素材に何を期待できるでしょうか？いくつかの主要産業で無数の用途が見出される有望な新素材がいくつかあります。 たとえば、最近開発されたグラフェンは、厚さが原子1個分という二次元の炭素織物です。
この未来的な布は、驚異的な機械的強度と信じられないほど高い電気・熱伝導性を誇ります。 コーティングや透明導電層から高周波トランジスタに至るまで、あらゆるものに使用できる可能性があります。 また、100％生分解性の新しいプラスチックも開発されており、微生物によって水と二酸化炭素だけに分解されるのです！
最後のまとめ
この本のキーメッセージ： 私たちの現代世界は、途方もない量と多様性の素材を消費しており、経済の素材需要は日々増大しています。 したがって、未来の需要に確実に応えるためには、素材をより効率的に使用するとともに、リサイクルと廃棄物削減の方法を進歩させることが不可欠です。 推奨されるさらなる読書：エネルギー by バーツラフ・シュミル 『エネルギー』 （2006年）は、人間の思考のスペクトルにおいて最も捉えどころのない概念の一つであるエネルギーについての洞察を提供します。 エネルギーとは何か、それがどのように私たちを現在の地点に導いたのか、そして特定のエネルギー形態への依存がもたらす危険性を理解することで、私たちは現代文明が直面する課題により良く対処できるようになるでしょう。
