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再生可能資源(フロー資源[注1] [1]とも呼ばれる)とは、人間の時間スケールにおける有限の時間内に、自然再生やその他の反復プロセスを通じて、使用と消費によって枯渇した部分を補充する天然資源である。非従来型エネルギー資源とも呼ばれる。資源の回収率が人間の時間スケールを超える可能性が低い場合、これらは永久資源と呼ばれる。[ 1 ]再生可能資源は地球の自然環境の一部であり、その生態圏の最大の構成要素である。肯定的なライフサイクルアセスメントは、資源の持続可能性を示す重要な指標である。
再生可能資源の定義には、農産物などの農業生産や、ある程度は水資源も含まれる場合があります。[ 2 ] 1962年、ポール・アルフレッド・ワイスは再生可能資源を「人間に生命、繊維などを提供する生物の総体」と定義しました。[ 3 ]再生可能資源のもう一つの種類は、再生可能エネルギー資源です。再生可能エネルギーの一般的な供給源には、太陽光、地熱、風力発電などがあり、これらはすべて再生可能資源に分類されます。淡水は再生可能資源の一例です。
水は、用法、温度、処理、放出が注意深く管理されていれば、再生可能な物質とみなすことができます。そうでなければ、その場所では再生不可能な資源となってしまいます。例えば、地下水は通常、帯水層から非常にゆっくりとした自然の涵養よりもはるかに速い速度で汲み上げられるため、再生不可能な資源とみなされます。帯水層の隙間から水が取り除かれると、再生不可能な永久的な圧縮(地盤沈下)を引き起こす可能性があります。地球上の水の97.5%は塩水で、3%は淡水です。このうち3分の2強は氷河や極地の氷冠に凍結しています。[ 4 ]残りの凍結していない淡水は主に地下水として存在し、地上または空気中に存在しているのはごくわずか(0.008%)です。[ 5 ]
水質汚染は水資源に関する主要な懸念事項の一つです。世界中の水の22%が産業用途で使用されていると推定されています。[ 6 ]主要な産業用途としては、水力発電ダム、火力発電所(冷却に水を使用)、鉱石・石油精製所(化学プロセスに水を使用)、製造工場(溶媒として水を使用)などが挙げられますが、ゴミ捨てにも使用されています。
海水の淡水化は再生可能な水源と考えられているが、完全に再生可能とするためには化石燃料エネルギーへの依存を減らす必要がある。[ 7 ]

食品とは、身体に栄養を与えるために摂取されるあらゆる物質です。[ 8 ]食品のほとんどは再生可能な資源に由来しており、植物や動物から直接得られます。
狩猟は近代化社会において第一の肉源ではないかもしれないが、多くの農村部や遠隔地の集団にとって依然として重要かつ不可欠な資源である。また、野生の肉食動物にとって唯一の餌源でもある。[ 9 ]
持続可能な農業という表現は、オーストラリアの農業科学者ゴードン・マクリモントによって提唱されました。[ 10 ]これは「特定の場所に適用され、長期にわたって持続する植物と動物の生産慣行の統合システム」と定義されています。[ 11 ]農地の拡大は生物多様性を減少させ、森林破壊につながります。国連食糧農業機関は、今後数十年間、産業開発や都市開発、湿地の干拓、森林の耕作地への転換によって耕作地が失われ続け、生物多様性の喪失と土壌浸食の増加につながると推定しています。[ 12 ]
地球上のどこにでも空気と日光はありますが、作物は土壌の栄養分と水にも依存しています。単一栽培とは、特定の畑で一度に1種類の作物だけを栽培する方法であり、土地を損傷し、使用不能にしたり、収穫量を減らしたりする可能性があります。また、単一栽培は特定の種を標的とする病原体や害虫の蓄積を引き起こす可能性もあります。アイルランド大飢饉(1845~1849年)は、単一栽培の危険性を示すよく知られた例です。
輪作と長期輪作は、緑肥を穀類などの作物と交互に施用することで窒素を補充し、深根性植物と浅根性植物を交互に植えることで土壌構造と肥沃度を改善します。土壌養分の損失に対処する他の方法としては、ナイル川の氾濫のように、耕作地を毎年洪水状態にする(失われた養分を無期限に回復させる)自然サイクルへの回帰、バイオ炭の長期使用、害虫、干ばつ、栄養不足などの理想的とは言えない条件に適応した作物や家畜の在来種の使用などがあります。
農業慣行は、世界的な土壌浸食率の上昇に最も大きく寄与している要因の一つです。[ 13 ]「南アフリカでは毎年10億トン以上の土壌が浸食されていると推定されています。専門家は、現在の速度で浸食が続けば、30年から50年以内に作物の収穫量が半減すると予測しています。」[ 14 ] 1930年代のダストボウル現象は、深刻な干ばつと、輪作、休耕地、被覆作物、段々畑、風食を防ぐ防風樹の設置が不十分な農法によって引き起こされました。[ 15 ]
農地の耕作は、機械化された農業機械によって深耕が可能になり、水による浸食で運ばれる土壌の量が大幅に増加するため、浸食の主な要因の一つとなっている。[ 16 ] [ 17 ]ピークソイルと呼ば れる現象は、大規模な工場型農業技術が人類の将来の食糧生産能力にどのような影響を与えているかを示している。[ 18 ]土壌管理慣行を改善する努力がなければ、耕作可能な土壌の利用可能性はますます問題になる可能性がある。[ 19 ]

土壌侵食対策としては、不耕起農法、キーライン農法、土壌を保持するための防風林の設置、堆肥の普及などが挙げられます。肥料や農薬も土壌侵食を引き起こす可能性があり[ 20 ] 、土壌の塩分濃度を高め、他の生物の生育を阻害する可能性があります。リン酸は、現代の農業生産で最も一般的に使用される化学肥料の主成分です。しかし、科学者たちは、リン酸岩の埋蔵量は50~100年で枯渇し、 2030年頃にはピークを迎えると推定しています[ 21 ]。
工業加工と物流も農業の持続可能性に影響を与えます。農作物の販売方法と販売場所によって、輸送に必要なエネルギーに加え、原材料、労働力、輸送にかかるエネルギーコストも異なります。ファーマーズマーケットなど、地元の場所で販売される食品は、エネルギー経費を削減します。
空気は再生可能な資源です。すべての生物は生存のために、酸素、窒素(直接的または間接的)、炭素(直接的または間接的)、そしてその他多くのガスを少量必要とします。

重要な再生可能資源は木材であり、林業によって供給され、古代から建築、住宅、薪に使用されてきた。 [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]植物は再生可能資源の主な源であり、エネルギー作物と非食用作物に大きく分けられる。多種多様な潤滑剤、工業用植物油、綿、コプラ、麻などで作られた織物や繊維、木から作られた紙、ぼろ布や草、バイオプラスチックは、植物再生可能資源に基づいている。ラテックス、エタノール、樹脂、砂糖、デンプンなど、多種多様な化学製品を植物再生可能資源から得ることができる。動物ベースの再生可能資源には、毛皮、皮革、工業用油脂、潤滑剤、さらに動物性接着剤、腱、ケーシング、あるいは歴史的には捕鯨によって得られた鯨ひげやヒゲクジラなど、さらなる派生製品が含まれる。
医薬品成分や合法・違法薬物に関しては、植物が重要な供給源ですが、例えばヘビ、カエル、昆虫の毒などは、薬理成分の貴重な再生可能な供給源となっています。遺伝子組み換え作物の生産が始まる前は、インスリンや重要なホルモンは動物由来でした。食用養鶏の重要な副産物である羽毛は、現在でも充填材やケラチンのベースとして広く利用されています。甲殻類の養殖で生産されるキチンも同様で、キトサンのベースとして使用されることがあります。医療目的以外で人体に使用される最も重要な部分は、人工毛髪の原料となる人間の髪の毛であり、世界中で取引されています。


歴史的に、薪、ラテックス、グアノ、木炭、木灰、藍などの植物染料、鯨製品などの再生可能な資源は、人類のニーズにとって非常に重要でしたが、産業革命の初期には需要を満たすことができませんでした。[ 25 ]近世には、森林伐採、過放牧、乱獲など、再生可能な資源の過剰使用による大きな問題がありました。[ 25 ]
新鮮な肉や牛乳(食品としてはこの項では取り上げない)に加えて、畜産農家や職人は腱、角、骨、膀胱などの動物由来の材料も使用していた。複合弓などの複雑な技術的構造は、動物と植物由来の材料の組み合わせに基づいていた。バイオ燃料と食料生産の現在の分配対立は、食料対燃料として説明されている。領主の義務によって想定された食料の必要性と使用の間の対立は、これまでのところ有史以来一般的であった。[ 26 ]しかし、(中央ヨーロッパの)農家の収穫のかなりの割合が家畜に投入され、有機肥料も提供している。[ 27 ]牛と馬は輸送目的で重要であり、例えばトレッドミルなどのエンジンを駆動した。
他の地域では、段々畑、都市農業、庭園農業によって輸送問題を解決しました。[ 25 ]林業と牧畜、あるいは(羊)遊牧民と牛農家の間の対立など、様々な問題が起こり、様々な解決策が生まれました。羊毛生産と羊の飼育を大規模な国家領や貴族領に限定したり、より大規模な放浪牧畜を行う専門の羊飼いに外注したりする地域もありました。[ 28 ]
イギリスの農業革命は、主に四圃輪作という新しい輪作システムに基づいていました。イギリスの農学者チャールズ・タウンゼントは、オランダ領ヴァースランドで発明された四圃輪作を認め、18世紀のイギリスで普及させました。アメリカではジョージ・ワシントン・カーバーが普及させました。このシステムでは、小麦、カブ、大麦が使用され、クローバーも導入されました。クローバーは、実質的に枯渇しない再生可能な資源である空気中の窒素を固定し、土壌の肥料化合物に変えることで、収穫量を大幅に増加させることができました。農家は飼料作物と放牧作物を栽培するようになりました。こうして家畜を一年中飼育できるようになり、冬の間引きが避けられました。肥料の量が増え、より多くの作物を栽培できるようになりましたが、木の牧草地は控えるようになりました。[ 25 ]
近世と19世紀には、それぞれ大規模な化学合成と化石資源および鉱物資源の利用によって、以前の資源基盤が部分的に置き換えられました。[ 29 ]木材は依然として中心的な役割を果たしていますが、近代農業、遺伝子研究、抽出技術に基づく再生可能製品の一種のルネッサンスが起こっています。世界的な化石燃料不足への懸念に加え、ボイコット、戦争、封鎖、あるいは遠隔地における輸送問題による地域的な不足も、化石資源を再生可能エネルギーで代替する様々な方法を生み出しています。
TCM のように、基本的に再生可能な製品の使用は、様々な種を危険にさらしています。サイの角の闇市場だけでも、過去40年間で世界のサイの個体数が90%以上減少しました。[ 30 ] [ 31 ]

第一次世界大戦までのドイツ化学産業の成功は、植民地製品の代替によって支えられていました。IGファルベンの前身は、20世紀初頭に合成染料の世界市場を席巻し[ 32 ] [ 33 ] 、人工医薬品、写真フィルム、農薬、電気化学製品において重要な役割を果たしました[ 29 ]。
しかし、かつての植物育種研究機関は異なるアプローチをとった。ドイツ植民地帝国の喪失後、エルヴィン・バウアーやコンラート・マイヤーといったこの分野の重要人物は、経済的自給自足の基盤として地元の作物を利用する方向に転換した。[ 34 ] [ 35 ]ナチス時代の重要な農学者であり空間計画者でもあったマイヤーは、ドイツ研究協会の資源を管理・主導し、ナチス・ドイツにおける研究助成金の約3分の1を農業と遺伝子の研究、特にドイツの戦争遂行能力強化に必要な資源に集中させた。[ 34 ]現在も存在し、この分野で重要な役割を果たす多様な農業研究機関は、この時代に設立または拡張された。
例えば、耐霜性のあるオリーブの品種を栽培しようとするなど、大きな失敗もありましたが、麻、亜麻、菜種の場合には成功しており、これらは現在でも重要です。[ 34 ]第二次世界大戦中、ドイツの科学者はロシアのタンポポの種を使用して天然ゴムを製造しようとしました。[ 34 ]フラウンホーファー分子生物学および応用生態学研究所(IME)の科学者は、天然ゴムの商業生産に適した栽培品種を開発したことを2013年に発表したため、ゴムタンポポは今でも関心を集めています。[ 36 ]
再生可能エネルギーの市場シェア拡大のため、様々な法的・経済的手段が用いられてきた。英国は非化石燃料義務(NFFO)を用いている。これは、イングランドとウェールズの配電網事業者に対し、原子力発電部門と再生可能エネルギー部門からの電力購入を義務付ける一連の命令である。スコットランド(スコットランド再生可能エネルギー義務に基づくスコットランド再生可能エネルギー命令)と北アイルランド(北アイルランド非化石燃料義務)でも同様のメカニズムが運用されている。米国では、再生可能エネルギー証書(REC)が同様のアプローチを用いている。ドイツのエネルギー転換( Energiewende )は固定価格買い取り制度(FIT)を導入している。補助金の予想外の結果として、従来の化石燃料発電所(ティルベリー発電所など)とセメント工場におけるペレット副生燃料の急速な増加が見られ、木質バイオマスがヨーロッパの再生可能エネルギー消費量の約半分を占めるようになった。[ 24 ]
バイオ再生可能化学物質は、生物によって生成される化学物質で、化学産業の原料となる。[ 37 ]バイオ再生可能化学物質は、現在化学産業に供給されている石油由来の炭素原料の、太陽エネルギーを動力源とする代替物となり得る。生物が持つ酵素の多様性と、合成生物学によってこれらの酵素を変化させ、新たな化学機能性を創出できる可能性は、化学産業を牽引する力を持つ。新化学物質創出の主要なプラットフォームは、ポリケチド生合成経路であり、この経路によって、異なる炭素原子に多種多様な官能基を持つ可能性のあるアルキル鎖単位の繰り返し構造を含む化学物質が生成される。[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]再生可能資源を特に利用するポリウレタンの研究が進行中である。[ 40 ]

バイオプラスチックは、植物性油脂、リグニン、コーンスターチ、エンドウ豆スターチ[ 41 ] 、微生物叢[ 42 ]などの再生可能なバイオマス源から得られるプラスチックの一種です。最も一般的なバイオプラスチックは熱可塑性デンプンです。その他の形態としては、セルロースバイオプラスチック、バイオポリエステル、ポリ乳酸、バイオ由来ポリエチレンなどがあります。
バイオプラスチックの生産と利用は、石油由来のプラスチック生産(石油プラスチック)と比較して、一般的により持続可能な活動と考えられています。しかしながら、バイオプラスチック材料の製造は、依然としてエネルギー源および材料源として石油に依存していることが多いです。市場の細分化と定義の曖昧さのため、バイオプラスチックの市場規模を正確に把握することは困難ですが、世界の生産能力は32万7000トンと推定されています。[ 43 ]一方、世界のフレキシブル包装材全体の消費量は1230万トンと推定されています。[ 44 ]
バイオアスファルトは、石油由来ではない再生可能な資源から作られるアスファルトの代替品です。バイオアスファルトの製造原料としては、砂糖、糖蜜、米、トウモロコシ、ジャガイモの澱粉、植物油由来の廃棄物などが挙げられます。植物油由来のバインダーを用いたアスファルトは、2004年にフランスのColas SAによって特許を取得しました。[ 45 ] [ 46 ]
再生可能エネルギーとは、使用されるのと同じ速さで自然に補充される再生可能資源を介してエネルギーを供給することを指します。例としては、太陽光、風力、バイオマス、雨、潮汐、波、地熱などが挙げられます。[ 47 ]再生可能エネルギーは、発電、温水/暖房、自動車燃料、農村(オフグリッド)エネルギーサービスの4つの異なる市場で従来の燃料に取って代わる可能性があります。[ 48 ]再生可能エネルギー機器の製造には、採掘された金属や地表などの再生不可能な資源が使用されます。
バイオマスとは、生きている、または最近まで生きていた生物由来の生物学的物質を指し、ほとんどの場合、植物または植物由来の物質を指します。
再生可能資源の持続可能な採取と利用(すなわち、プラスの更新率の維持)は、大気汚染、土壌汚染、生息地の破壊、土地の劣化を軽減することができます。[ 49 ]バイオマスエネルギーは、ゴミ、木材、植物、廃棄物、埋立地ガス、アルコール燃料という6つの異なるエネルギー源から得られます。歴史的に、人類は木を燃やして火を起こすという技術の登場以来、バイオマス由来のエネルギーを利用してきました。そして、木は現在でも最大のバイオマスエネルギー源です。[ 50 ] [ 51 ]
しかし、世界のエネルギー需要の10%以上を占めるバイオマスの低技術な使用は、発展途上国で室内空気汚染を引き起こし、2000年には150万人から200万人の死亡につながる可能性がある。[ 53 ]
発電に使用されるバイオマスは地域によって異なります。[ 54 ]木材残渣などの森林副産物は米国で一般的です。[54] 農業廃棄物はモーリシャス(サトウキビ残渣)と東南アジア(米のもみ殻)で一般的です。[54] 鶏糞などの畜産業残渣は英国で一般的です。[54] 米国のバイオマス発電産業は、夏季の稼働容量が約11,000MWで、系統に電力を供給しており、米国の電力供給の約1.4%を生産しています。[ 55 ]

バイオ燃料は、生物学的炭素固定からエネルギーを得る燃料の一種です。バイオ燃料には、バイオマス変換から得られる燃料、固体バイオマス、液体燃料、様々なバイオガスが含まれます。[ 56 ]
バイオエタノールは発酵によって作られるアルコールで、主にトウモロコシ、サトウキビ、スイッチグラスなどの砂糖やデンプンを生産する作物から生成される炭水化物から作られます。
バイオディーゼルは植物油と動物性脂肪から作られています。バイオディーゼルはエステル交換反応を用いて油脂から製造され、ヨーロッパで最も一般的なバイオ燃料です。
バイオガスは嫌気性菌による有機物の嫌気性消化の過程で生成されるメタンであり、[ 57 ]なども再生可能エネルギー源である。
バイオガスとは、通常、酸素がない状態で有機物を分解することによって生成されるガス混合物を指します。バイオガスは、嫌気性細菌による嫌気性消化、または堆肥、下水、都市ごみ、緑の廃棄物、植物性廃棄物、作物などの生分解性物質の発酵によって生成されます。[ 58 ]主にメタン(CH4)と二酸化炭素(CO 2)を含み、少量の硫化水素(H2S)、水分、シロキサン。
天然繊維は、髪の毛のような素材の一種で、連続したフィラメント、または糸のように細長く伸びた個別の断片で構成されています。複合材料の材料として使用できます。また、シート状に畳んで紙やフェルトなどの製品にすることもできます。繊維には、動物繊維と植物繊維からなる天然繊維と、合成繊維と再生繊維からなる人造繊維の2種類があります。
再生可能資源は、規制されていない産業開発と成長によって危機に瀕しています。[ 59 ]自然界の再生能力を超えないよう、慎重に管理する必要があります。[ 60 ]ライフサイクルアセスメントは、再生可能性を評価する体系的な手段を提供します。これは自然環境の持続可能性に関わる問題です。[ 61 ]

ナショナルジオグラフィックは、海洋の乱獲を「単に、漁獲された種が補充できないほど高い割合で海の野生生物を捕獲すること」と表現しています。 [ 62 ]
マグロの肉は、クロマグロなどの一部の種を危険にさらすほどの乱獲を引き起こしています。欧州共同体(EC)をはじめとする機関は、種の保護と絶滅防止のため、漁業規制に取り組んでいます。[ 63 ]国連海洋法条約は、第61条、第62条、および第65条において乱獲の側面を扱っています。[ 64 ]
乱獲の例としては、ヨーロッパの北海、北アメリカのグランドバンクス、アジアの東シナ海などがあります。[ 65 ]
ペンギンの個体数の減少は、同じ再生可能な資源をめぐる人間の競争による乱獲が一因となっている[ 66 ]

燃料や建築材料としての役割に加え、樹木は二酸化炭素を吸収し酸素を生成することで環境を保護します。[ 67 ]熱帯雨林の破壊は気候変動の重大な原因の一つです。森林破壊は二酸化炭素を大気中に残留させます。二酸化炭素が蓄積すると、大気中に層が形成され、太陽からの放射を閉じ込めます。放射は熱に変換され、温室効果としてよく知られている地球温暖化を引き起こします。[ 68 ]
森林破壊は水循環にも影響を与えます。土壌や地下水の水分量だけでなく、大気中の水分量も減少させます。[ 69 ]森林破壊は土壌の凝集力を低下させ、結果として浸食、洪水、地滑りを引き起こします。[ 70 ] [ 71 ]
熱帯雨林には、人々に食料やその他の物資を供給する多くの種や生物が生息しています。したがって、バイオ燃料の生産が森林破壊につながる場合、バイオ燃料は持続不可能になる可能性があります。[ 72 ]

再生可能な資源、種、生物の中には、人口増加と過剰消費によって引き起こされる絶滅の非常に高いリスクに直面しているものがあります。地球上の全生物種の40%以上が絶滅の危機に瀕していると推定されています。[ 73 ]多くの国では、狩猟対象の種を保護し、狩猟の慣行を制限する法律があります。その他の保全方法としては、土地開発の制限や保護区の設定などがあります。IUCN絶滅危惧種レッドリストは、世界で最もよく知られている保全状況のリストとランク付けのシステムです。[ 74 ]国際的には、199カ国が絶滅危惧種やその他の絶滅の危機に瀕している種を保護するために 生物多様性行動計画を作成することに合意する協定に署名しています。
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