Production-network embedding and embodied carbon–energy footprints in semiconductor supply chains: An MRIO scenario analysis of Taiwan, Japan, and the United States
台湾、日本、米国を用いた多地域間産業連関分析を用いた本研究は、半導体サプライチェーンのエンボディド・カーボンおよびエネルギー・フットプリントが、製造拠点の直接的な効率性や電力構成よりも、主に上流の生産ネットワークへの埋め込みによって駆動されていることを明らかにしている。
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スマートフォンやコンピュータを購入するとき、私たちはしばしばデバイスそのものに目を向けがちですが、その製品が誕生するまでの物語は、店頭に並ぶずっと前から始まっています。それは、原材料を現代の生活を可能にする微細なチップへと変えるために連携して動く、工場、鉱山、発電所という広大で目に見えないネットワークから始まります。このネットワークはサプライチェーンとして知られています。数十年にわたり、世界はこのチップを製造するために台湾という特定の場所に大きく依存してきました。しかし、地政学的な緊張が高まり、各国が自国のサプライチェーンの安全性を確保しようとする中で、この生産拠点を日本や米国などの他の国へ移そうとする動きが強まっています。政策立案者や環境保護活動家にとっての大きな疑問は単純です。もし工場を移転させた場合、チップ製造に伴う環境コストは下がるのか、それとも変わらないままなのか？ その答えは、見た目ほど単純ではありません。なぜなら、製品の環境負荷は、単にそれを作る工場だけでなく、その工場に供給を行うサプライヤー全体のネットワークによって決まるからです。
九州大学の研究チームは、半導体の生産に組み込まれた隠れたエネルギーと炭素のコストを調査することで、この問いに答えようとしました。彼らは新しい工場を建設したり、物理的な実験を行ったりしたわけではありません。代わりに、世界中の異なる産業間でどのように資金や物品が流れているかをマッピングする強力なコンピュータモデルを使用しました。このモデルにより、台湾における実際の生産ネットワークと、日本および米国における既存の生産ネットワークを比較することができました。彼らは、「もし台湾で生産されている半導体の価値と同等のものが、日本や米国のサプライチェーンを用いて生産されたとしたら、炭素とエネルギーはどれくらい削減されるのか？」という具体的な「もしも」の問いを立てました。彼らの目的は、工場の場所が重要なのか、それとも工場の背後にある隠れたサプライヤーのネットワークこそが真に環境負荷を左右しているのかを理解することでした。
研究者たちは、答えはその目に見えないネットワークの奥深くに存在することを発見しました。既存の日本や米国のサプライチェーンを用いて生産を移転させるシミュレーションを行ったところ、その結果は劇的なものでした。チップ製造に関連する二酸化炭素排出量は、現在の台湾と比較して、日本では89％近く、米国では94％近く減少するという結果が出ました。同様に、同じ価値のチップを生産するために必要なエネルギー量も、日本では96％以上、米国では97％以上減少しました。これらの数字は単なる微調整ではなく、環境負荷における極めて大きな変化を表しています。しかし、本研究は、単一の工場を移転させるだけで自動的にこれらの節約が達成されるという予測ではないことを明確にしています。むしろ、これらは台湾の特定のサプライヤー・ネットワークと、日本や米国のネットワークとの違いを示しているのです。
なぜこれほどの節約が可能になったのかを理解するために、研究者たちは数値の内訳を分析し、排出がどこから発生しているのかを特定しました。その結果、台湾における高いカーボンフットプリントは、チップ工場自体の非効率性によるものではなく、それらに供給を行う電力や重工業によって引き起こされていることが判明しました。台湾では、電力網や原材料を提供する現地の重工業が非常に炭素集約的です。研究者がチップ工場だけを切り離し、電力源のみを入れ替えた場合、削減幅ははるかに小さくなり、炭素フットプリントの減少は約20〜23％にとどまりました。これは、シミュレーションで見られた大規模な差が、上流のネットワーク全体に由来することを明らかにしました。日本や米国のサプライヤーは、チップ工場を見る前から、本質的に炭素排出が少ない経済構造の中に組み込まれているのです。
また、この研究は、この節約がデータの計上方法による錯覚ではないかどうかも検証しました。彼らは、排出量が曖昧なカテゴリーや「残り物」のアカウントに隠されていないことを確認しました。データによれば、台湾における排出量は電力や重工業といった明確に特定できるセクターに集中しており、一方で日本や米国における低い排出量は、純粋に異なるサプライヤーの構成に由来していました。実際、米国の半導体部門は原材料を海外のサプライヤーに大きく依存しているのに対し、台湾の部門は国内の重工業と深く統合されています。この構造的な違いこそが、環境負荷の差を生む主要な要因です。研究者たちはまた、受け入れ国において単に電力をクリーンにするだけでは、この大幅な排出量減少を説明するには不十分であることも指摘しました。つまり、単なる電源の問題以上に、サプライチェーンがどのように構築されているかという点の方が重要なのです。
結局のところ、この研究は、半導体生産の移転に伴う環境への影響は、工場の物理的な場所よりも、その工場が組み込まれる「生産ネットワーク」に左右されることを示唆しています。もしある国が、セキュリティ上の理由からサプライチェーンの多様化を図るために新しいチップ工場を建設したとしても、それが台湾と同じような（炭素集約的な電力や重工業に依存する）サプライチェーンに接続されるのであれば、環境面でのメリットはシミュレーションが示すほどには大きくならないでしょう。この研究は、生産の移転が保証された解決策であると主張しているわけでも、水の使用量や労働者への社会的影響といった他の要因を測定しているわけでもありません。代わりに、この研究は「隠れたコスト」の明確な地図を提供しています。それは、サプライチェーンの多様化を計画している諸国にとって、最も重要なステップは単に工場を建てることではなく、それを支えるサプライヤーのネットワーク全体を理解し、再構築することであると示しています。そのネットワークを変えない限り、移転による環境的な恩恵は、手の届かないままとなるかもしれません。
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