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ケーススタディ
図1．工場における水酸化ナトリウム1kgの生産に関するライフサイクルアセスメントの製品システム。.© 2026 DEISO LLC。無断転載を禁じます。.
工場における水酸化ナトリウム1kg生産のライフサイクルアセスメント
水酸化ナトリウム1kgのエネルギーと原材料の由来：塩、石炭、天然ガス、重油。それぞれに輸送と燃料の投入があります。.
1段階1
- 産業用ボイラーで燃焼するディーゼル
- 産業用ボイラーで燃焼する瀝青炭
- 産業用ボイラーで燃焼する天然ガス
- 送電網の電力、US
プロセスプラントにおける塩化ナトリウム
塩化ナトリウム
2段階2
- 瀝青炭（採掘）
- 機器で燃焼するガソリン
- 連結トラックによる輸送（燃料構成）
- 鉄道による輸送（ディーゼル駆動）
プロセス産業用ボイラーで燃焼する瀝青炭
瀝青炭
3段階3
- 連結トラックによる輸送（燃料構成）
- 鉄道による輸送（ディーゼル駆動）
- 工場で処理される天然ガス
プロセス産業用ボイラーで燃焼する天然ガス
天然ガス
4段階4
- はしけによる輸送（燃料構成）
- 鉄道による輸送（ディーゼル駆動）
- 連結トラックによる輸送（燃料構成）
- 製油所の残渣燃料油
プロセス産業用ボイラーで燃焼する残渣燃料油
残渣燃料油
機能単位1kg水酸化ナトリウム、平均的な生産構成、工場出荷時4つの中間製品はすべてこの最終工程に投入されます
- 燃焼
- 電力
- 輸送
- 採取
- 加工
化学品にライフサイクル視点が必要な理由
同じ用途を果たす2つの化学品でも、環境フットプリントは大きく異なることがあります。その差は、原材料の種類、製造工程で必要となるエネルギー量、そして過程で大気・水・土壌に排出されるものなど、それぞれの製造方法に起因します。.
ライフサイクルアセスメント（LCA） puts numbers on that. Under ISO 14040および14044, it follows a product from raw material extraction through production, use and disposal, and adds up the energy used, the emissions released and the impacts they cause.
LCAで化学品メーカーができること
- 製造ルートの比較 — 同一製品について、どの合成ルート、サプライヤー、拠点のフットプリントが小さいかを確認できます。.
- ホットスポットの特定 — 影響の大部分を生む燃料、投入物、工程を特定します。.
- 変更を事前にシミュレーション — 投資前に、エネルギー源や原材料の切替えをモデル化できます。.
- 顧客からの問合せへの対応 — ⟦0⟧を求める購買担当者に、 製品カーボンフットプリント データまで追跡可能な数値を提供します。.
LCAの結果を読み解くには一定の労力が必要ですが、化学品生産に関する意思決定はこれに基づくべきです。このケーススタディでは、各要素のつながりを最も迅速に理解できるよう、具体例を示します。.
水酸化ナトリウムの概要
計算式NaOH強塩基・強アルカリ
別名苛性ソーダ、ライ同じ物質に異なる商品名
世界生産量、2024年約7,500万～8,300万トン推計値は情報源により異なります
最大生産国中国、約28～31%次いで米国、インド
取引形態主に水溶液世界取引の90%超はソーダ液です
同時に生産されるもの塩素と水素3つすべてが同じ電解槽から生産されます
純粋な水酸化ナトリウムは白色固体です。水に容易に溶解してナトリウムイオン（Na⁺）と水酸化物イオン（OH⁻）に分かれ、開放状態では空気中の水分と二酸化炭素を吸収します。12.3～61.8°Cでは、水溶液は一水和物NaOH·H₂Oとして結晶化し、市販される「水酸化ナトリウム」の多くは実際にはこの一水和物です。.
実務上、ほとんどの使用者は固体ではなく水溶液として購入します。輸送コストが低く、ポンプ移送、定量供給、混合もはるかに容易です。.
安全かつ確実な
水酸化ナトリウムは常温でタンパク質を分解します。皮膚に重度の化学熱傷を引き起こし、眼に永続的な損傷を与えるおそれがあり、飲み込むと危険です。.
水酸化ナトリウムの製造方法
ほぼすべてがクロルアルカリ法で生産されます。食塩水に電流を流すと、同時に3つの製品へと分解されます。.
2 NaCl + 2 H₂O → Cl₂ + H₂ + 2 NaOH塩と水を投入し、塩素、水素、水酸化ナトリウムを生産
この比率は変わりません。塩素1トン当たり、工場では苛性ソーダ約1.1トンと水素0.03トンが生産されます。業界では、この組合せを電気化学ユニット、すなわちECUと呼びます。.
- 電力 — イオン交換膜法プラントではECU当たり約2.8MWhを使用し、その大半は電解槽自体で消費されます。旧式の水銀法電解槽では約3.6MWhが必要です。.
- 蒸気 — イオン交換膜法電解槽は電力を節約できますが、苛性ソーダを標準的な50%の商業グレードまで濃縮するために追加の蒸気を必要とします。.
- 技術 —膜法電解槽は83を占めました。9% 2024年のEU導入容量のうち、隔膜法電解槽は9。7%。.
Because chlorine, hydrogen and caustic soda share one cell, an LCA has to decide how to split the burden between them. That choice, called allocation, can shift the result for 1 kg of sodium hydroxide considerably.
水酸化ナトリウムの用途
苛性ソーダを直接扱う人は多くありませんが、ほとんどの人がサプライチェーンのどこかでこれを必要とした製品を使用しています。以下の割合は世界全体のおおよその数値であり、情報源や地域によって異なります。.
本ケーススタディの対象範囲
本評価では、製造所出荷時の水酸化ナトリウムの生産ミックスを、製品1kgを機能単位としてモデル化しています。4つのサプライチェーンがこれを構成しており、それぞれページ上部の製品システム図に工程として示しています。.
- 塩化ナトリウム塩の原料。生産には、産業用ボイラーで燃焼するディーゼル、瀝青炭、天然ガスに加え、系統電力（US）を使用します。.
- 産業用ボイラーで燃焼する瀝青炭石炭採掘、設備で使用するガソリン、連結トラックおよびディーゼル機関車による輸送。.
- 産業用ボイラーで燃焼する天然ガスガスは製造所で処理された後、連結トラックとディーゼル機関車で輸送されます。.
- 産業用ボイラーで燃焼する残渣燃料油製油所由来の燃料油を、はしけ、ディーゼル機関車、連結トラックで輸送します。.
上記数値の出典
- Euro Chlor、塩素産業レビュー： 2024年の生産量および技術別シェア
- Euro Chlor： 電力多消費部門である欧州クロールアルカリ産業
- IndexBox： 世界の苛性ソーダ市場概要、2024年
- IMARC Group： 苛性ソーダ市場規模、2024年
- Istay Kimya： 苛性ソーダの用途別シェア、2025～2030年見通し
評価の設定方法
数値を計算する前に、LCAでは3つの問いに答える必要があります。すなわち、何を測定するのか、調査の対象範囲をどこで区切るのか、そして1つのプロセスから複数の製品が生じる場合に負荷をどのように配分するのかです。本セクションでは、水酸化ナトリウムについてこの3点を説明します。.
機能単位水酸化ナトリウム1kgの生産すべての結果を1kg当たりで表示
基準製品水酸化ナトリウム、平均的な生産構成、工場出荷時製造所から出荷される時点
システム境界の種類クレードル・ツー・ゲート資源採掘から製造所ゲートまで
電力USの電力ミックス塩化ナトリウム工程で使用
The study follows the four phases set out in ISO 14040および14044: goal and scope, inventory analysis, impact assessment and interpretation. The sections below cover the scope. Results follow later in the case study.
計算
本ケーススタディのすべての計算は、ページ上部の図に示した製品システムを工程ごとにたどりながら、Microsoft Excelで実施しました。.
システム境界の位置
システム境界は、水酸化ナトリウム1kgを製造所ゲートまで届けるために必要なすべての活動を対象としています。製品が製造所を出荷した後の活動は対象範囲外です。.
境界内
1. 塩化ナトリウム塩の原料、ボイラー燃料、系統電力
2. 瀝青炭採掘、設備用燃料、ボイラーまでの輸送
3. 天然ガスガス処理およびボイラーまでの輸送
4. 残渣燃料油製油所での生産およびボイラーまでの輸送
製造所ゲートここから水酸化ナトリウム1kgが出荷されます
境界外
分布顧客への輸送
使用しているのは顧客の製造所での加工
廃棄段階中和、排出、廃棄物
各工程がシステムにもたらすもの
| 段階 | エネルギー・燃料 | 採取・加工 | 輸送 |
|---|---|---|---|
| 1. 製造所での塩化ナトリウム | 産業用ボイラーで燃焼するディーゼル、瀝青炭、天然ガス、系統電力（US） | – | – |
| 2. 産業用ボイラーで燃焼する瀝青炭 | 設備で燃焼するガソリン | 石炭採掘 | 連結トラック、ディーゼル機関車 |
| 3. 産業用ボイラーで燃焼する天然ガス | – | 工場で処理される天然ガス | 連結トラック、ディーゼル機関車 |
| 4. 産業用ボイラーで燃焼する残渣燃料油 | – | 製油所の残渣燃料油 | はしけ、ディーゼル機関車、連結トラック |
境界から除外
- 分布 —完成品を製造所から購入者へ輸送すること。.
- 使用しているのは —木材のパルプ化から石けん製造まで、顧客によるあらゆる使用。.
- 廃棄段階 —水酸化ナトリウムが役割を果たした後の中和および廃棄。.
共有負荷の配分方法
配分 is the rule for dividing emissions and energy between products that come out of the same process. Inside the four supply chains, it is not needed: each process hands a single product to the next step, so its full burden travels with that product.
最後の工程は異なります。電解槽は苛性ソーダのみを生産することはなく、常に同じ比率で塩素と水素も生成されます。そのため、この工程の負荷は3製品間で質量に基づいて配分します。.
1つの電気化学ユニットにおける質量配分の例
- 51.6%水酸化ナトリウム、1.1t
- 46.9%塩素、1.0t
- 1.4%水素、0.03t
簡潔に言えば、水酸化ナトリウムは電解槽からの排出量の半分強を負担します。経済価値による配分に切り替えると、その割合は塩素と苛性ソーダの市場価格に応じて変動します。そのため、配分ルールはあらかじめ明示する必要があります。.
押さえておくべき6つの数値
1.05 kg CO₂ eqCMLの100年評価期間を用いて算定した、製造所ゲートにおける水酸化ナトリウム1kgのカーボンフットプリント。.
55%このフットプリントのうち、水酸化ナトリウム製造所自体で発生する0.57kgの割合。残りの45%は4つのサプライチェーンによるものです。.
25%天然ガスチェーンが寄与する割合は0.26kg CO₂ eqです。4つのサプライチェーンの中で最大です。.
15 MJ生産量1kg当たりに地下から採取される化石エネルギー。.
92.9%重み付けスコアに占める海洋水生生態毒性の割合。その他のすべてのカテゴリは3%以下です。.
1%未満4つのうち最小である残渣燃料油チェーンに由来する、カーボンフットプリントおよび重み付けスコアの割合。.
結果の引用方法
結果の利用
本ケーススタディは、実証および学習を目的として公開しています。製品に関する訴求や調達判断など、商業目的での利用を意図したものではありません。学術報告書および論文で引用できます。.
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カーボンフットプリントの発生源
1.05 kg CO₂ eqのうち半分強は、水酸化ナトリウム製造プラント自体で発生します。残りの45%は4つのサプライチェーンに分散しており、その中では天然ガスチェーンが最大で、全体の約4分の1を占めます。.
図2．発生源別の地球温暖化ポテンシャル水酸化ナトリウム1 kg当たりのkg CO₂ eq
カテゴリ別にも同じ傾向
この表は、各影響カテゴリに対する各発生源の寄与率を示しています。濃い色のセルほど寄与率が大きいことを示します。特に、プラントはオゾン層破壊と土壌毒性で支配的であり、鉱物資源利用はすべて塩の段階に由来しています。.
表2．発生源別の影響カテゴリごとの寄与率各列の合計は100%です
横にスクロールすると、全11カテゴリを確認できます。.
| 発生源 | ADP元素 | ADP化石 | AP | EP | FAETP | GWP | HTP | MAETP | ODP | POCP | TETP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 水酸化ナトリウム製造プラント、直接 | 0% | 54% | 56% | 68% | 31% | 55% | 45% | 72% | 99% | 68% | 92% |
| 塩化ナトリウム | 100% | 13% | 11% | 11% | 24% | 13% | 17% | 11% | 0.3% | 9.6% | 2.7% |
| 天然ガス、ボイラー燃焼 | 0% | 27% | 27% | 12% | 41% | 25% | 33% | 10% | 0% | 19% | 0.3% |
| 瀝青炭、ボイラー燃焼 | 0% | 5.5% | 6.0% | 8.0% | 0.8% | 6.8% | 3.5% | 5.9% | 0.8% | 3.8% | 5.2% |
| 残渣燃料油、ボイラー燃焼 | 0% | 0.6% | 0.3% | 0.9% | 3.2% | 0.7% | 1.7% | 0.8% | 0% | 0.4% | 0.1% |
全体の重み付けスコアに占める割合
正規化と重み付けの後、全11カテゴリを1つのスコアに合算できます。この単一スコアでは、プラントが70%を占め、塩と天然ガスのチェーンはそれぞれ約12%です。.
図3．発生源別の重み付けスコアへの寄与全体に占める割合
輸送を含む詳細内訳
輸送の寄与はすべてのチェーンで小さいものです。最大の単一輸送工程である、石炭を運ぶディーゼル列車でも、重み付けスコアの0.1%未満にとどまります。.
表3．重み付けスコアに対する工程別寄与全体に占める割合
| プロセス | 重み付けスコアの割合 |
|---|---|
| 水酸化ナトリウム製造プラント、直接 | 69.9% |
| 塩化ナトリウム | 12.0% |
| ディーゼル、産業用ボイラー燃焼 | 3.6% |
| 産業用ボイラーで燃焼する瀝青炭 | 2.5% |
| 産業用ボイラーで燃焼する天然ガス | 2.4% |
| 塩生産、直接 | 3.6% |
| 産業用ボイラーで燃焼する天然ガス | 11.5% |
| 燃焼およびガス供給、直接 | 11.2% |
| 輸送、コンビネーショントラック | 0.23% |
| 輸送、ディーゼル列車 | <0.01% |
| 産業用ボイラーで燃焼する瀝青炭 | 5.7% |
| 燃焼、直接 | 5.4% |
| 炭鉱における瀝青炭 | 0.24% |
| 輸送、ディーゼル列車 | 0.07% |
| 輸送、はしけ | 0.01% |
| 輸送、コンビネーショントラック | <0.01% |
| 産業用ボイラーで燃焼する残渣燃料油 | 0.84% |
| 燃焼および製油所供給、直接 | 0.84% |
| 輸送、はしけ | <0.01% |
| 輸送、コンビネーショントラック | <0.01% |
| 輸送、ディーゼル列車 | <0.01% |
重要度の高い影響カテゴリ
正規化では各結果を影響の基準レベルと比較し、重み付けでは各カテゴリをどの程度考慮するかを設定します。これを行うと、1つのカテゴリが他を大きく上回ります。.
海洋水生生態毒性は重み付けスコアの92.9%を占めます次いでヒト毒性が3.0%です。最もよく問われるカテゴリである地球温暖化は、0.66%です。.
図4．影響カテゴリ別の重み付けスコアの割合CML、正規化・重み付け済み
これはCMLの結果に典型的な傾向です。結果を重み付けすると、海洋生態毒性が支配的になることがよくあります。重み付けスコアは、表1のカテゴリ別結果に代わるものではなく、それらと併せて確認してください。重み付けの割合が0.66%であっても、カーボンフットプリントを追跡する購入者にとって、水酸化ナトリウム1 kg当たり1.05 kg CO₂ eqは小さい数値ではありません。.
押さえておくべき6つの数値
1.05 kg CO₂ eqCMLの100年評価期間を用いて算定した、製造所ゲートにおける水酸化ナトリウム1kgのカーボンフットプリント。.
55%このフットプリントのうち、水酸化ナトリウム製造所自体で発生する0.57kgの割合。残りの45%は4つのサプライチェーンによるものです。.
25%天然ガスチェーンが寄与する割合は0.26kg CO₂ eqです。4つのサプライチェーンの中で最大です。.
15 MJ生産量1kg当たりに地下から採取される化石エネルギー。.
92.9%重み付けスコアに占める海洋水生生態毒性の割合。その他のすべてのカテゴリは3%以下です。.
1%未満4つのうち最小である残渣燃料油チェーンに由来する、カーボンフットプリントおよび重み付けスコアの割合。.
結果の引用方法
結果の利用
本ケーススタディは、実証および学習を目的として公開しています。製品に関する訴求や調達判断など、商業目的での利用を意図したものではありません。学術報告書および論文で引用できます。.
推奨する引用表記
DEISO LLC (2026). Life cycle assessment of sodium hydroxide production at plant, 1 kg: a case study using the CML impact assessment method. Tokyo: DEISO LLC.
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