RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

システム研究グループ
グループメンバー（2024 年 4 月）
グループリーダー・主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員

秋元 圭吾
山田 航也
和田 謙一
長島 美由紀
本間 隆嗣
佐野 史典
林
礼美
伏見 温子
望月 則孝 (企画調査ｸﾞﾙｰﾌﾟ兼務)
桑鶴
整
中野 優子

主任研究員
主任研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手

大西 尚子
橋本 照子
桝田 仁次
安藤 輝尚
Jubair Sieed
Dahyun Kang
山本 清美
斎藤 美三子工藤 幸子
南村 良子

システム研究グループの研究活動報告
システム研究グループは、システム的な思考、システムの依拠が大きいシナリオや、低エネルギー需要社会の実的な分析を通して、地球温暖化やエネルギー対応に関す

現によって負の排出への依拠が小さいシナリオなど、る有用なる情報提供を国内外に行ってきている。

様々な可能性が提示されている。更には、CN 実現に至パリ協定長期目標 2℃や 1.5℃未満の達成が求めらるトランジションは、より一層の幅がある。例えば、産業れている。しかし、現状や 2030 年に向けた国別貢献

部門毎の排出削減経路は、部門によって、既存インフラ（NDCs）で各国から提出されている排出削減目標とはの寿命や、排出削減対策の難易度等が異なっている。一大きな排出ギャップがあるとされている。2030 年や律の削減は、対策費用の増大を招き、却って排出削減を

2040 年といったトランジション期も含め、2℃、1.5℃

困難にしかねない。

未満実現のための、各部門の排出経路・対策シナリオを

しかし、各国、各産業・各企業の排出削減対策が、他の定量的かつ整合的に提示することは重要な意義がある主体と比べて緩やかな率で進める場合、「グリーン・ウォと考えられる。このような中、2023 年度、世界エネルギッシュ」とみなされ、批判されるリスクも存在している。

ー・温暖化対策評価モデル DNE21+を用いて、2℃、

他方、金融機関そして評価機関であっても、必ずしもエ1.5℃未満を実現する、世界および日本の部門別ロード

ネルギーシステム全体の整合性を有した排出削減へのマップを策定した。RITE HP で公表している 1)ので、詳

経路を十分理解できるわけでもないため、投資の適切細は当該資料を参照されたいが、本報告ではその概要

性に関する判断ができる定量的な材料が必要な状況にを紹介する。

ある。そのため、気候変動リスク等に係る金融当局ネット
ワーク（NGFS）などでも、定量的な分析が可能な統合

１. CN に向けた長期シナリオ策定の背景とシナリオ想定

評価モデルを用いた排出削減シナリオの策定が行われ１.1. トランジションを含む CN に向けた長期シナリオ策ている 3)。一方、これらは、部門毎の排出削減経路に対し定の背景ては十分な情報を与えていない。また、国際エネルギー

パリ協定長期目標の 2℃や 1.5℃目標や 21 世紀後機関（IEA）も提示しているものの、とりわけ 1.5℃シナ

半早期のカーボンニュートラル（CN）実現に向けて各部リオについて、国別の十分な情報提示がなされているわ

2)門の対策を強化していく必要があるが、IPCC AR6 にけではない。国際資本市場協会（ICMA）のレポート 4)においても、二酸化炭素除去（CDR）によって負の排出へおいても、地域性や産業特性の考慮に関して課題がある

21

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

80とされている。日本政府は、トランジション・ファイナンス

70

での活用も念頭に、カーボンニュートラル実現に向けた
CO2排出量 [GtCO2/yr]

60

具体的な移行の方向性を示すため、2021～22 年度にトランジションロードマップを策定した。これについても有用な情報を提供するものであるが、一方、これらは、

50
40
30
Historical

20

Baseline
Disorderly 2.0C

10

Orderly 2.0C
0

部門毎に策定されたものであり、全体としての 2℃、Disorderly 1.5C

-10

Orderly 1.5C

-20
2000

2010

1.5C-CO2_CN

1.5℃排出削減経路との整合性、部門間での整合性について、説明性を更に向上させる必要性もある。

2020

2030

2040

2050

2060

2070

2080

2090

2100

図１ 分析シナリオの世界全体 CO2 排出経路

そこで、2100 年までの期間について動的にコスト最小化の記述で最適化を行っている世界エネルギー・温暖2. 世界化対策評価モデル DNE21+を用いて、世界全体で 2℃

2.1. RITE の分析シナリオ

や 1.5℃目標と整合性を有し、また、国間、部門間で差

本節では世界のシナリオを示す。

異を踏まえつつ、経済合理性の点で整合性を有する、排図２に、世界全体の部門別 GHG 排出量を示す。発電出削減対策シナリオを、部門別のトランジションロードマ

部門からの CO2 排出は、他部門に比べて早い時期からップを含めて策定した。

の削減が経済合理的となっている。

１.2. シナリオの想定

図３には、世界全体の発電電力量を示す。石炭火力発

DNE21+モデルでの定量的な分析のシナリオ想定にあたっては、基本的に NGFS シナリオ

3)

を参考にした。

NGFS は、Orderly シナリオ（規律がとれたシナリオ）と電は 2030 年でも大きく抑制されている一方、ガス火力発電は CCS も導入しつつ、ベースラインより増加しているシナリオもあり、ガスへの転換が進んでいる。CO2

Disorderly シナリオ（不規律なシナリオ）が用意されてい る 。 こ れ に 準 拠 す る 形 で 、 Orderly シ ナ リ オ と

80000

DACCS
70000

Disorderly シナリオを用意した。これに加えて、IEA のCO2以外のGHG
プロセス起源CO260000

土地利用起源CO2

5)Net Zero by 2050（NZE） に近いシナリオも用意した。DNE21+モデル分析用に想定したシナリオの概略

GHG排出量 [MtCO2eq/yr]

50000

その他エネ転部門
発電部門

40000

民生部門
30000

国際海運部門

国際航空部門20000

その他国内運輸部門

10000

を表 1 に示す。気温上昇については、2℃目標と整合す

国内航空部門道路交通部門0

その他産業部門-10000るシナリオを 2 種類、1.5℃目標と整合するシナリオを 3

化学部門-20000

紙パルプ部門
セメント部門

想定）。

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2040

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2015

Disorderly 1.5C

種類想定した（世界の CO2 排出シナリオは図１のようにDisorderly 2.0C

Baseline-30000

鉄鋼部門

2050

図２ 部門別 GHG 排出量（世界全体）
表１ シナリオ想定（概略）

中位
進展

Likely below 2
C, NDC [C3b]Disorderly:
DelayedTransition

APS

水素混焼
水素専焼

SDS
(WEO
2021)

太陽熱
太陽光

50000

風力
原子力

40000

水力・地熱
バイオマス混焼 CO2回収あり

30000

バイオマス専焼 CO2回収あり

バイオマス混焼 CO2回収なし
20000

バイオマス専焼 CO2回収なし
ガス火力 CO2回収あり
ガスCGS

10000

ガス火力 CO2回収なし

高位
進展

中（主要
先進国
2050年
CN）

1.5 C with noor limited
overshoot [C1]

NZE

2015

2030

2040

1.5C-CO2_CN

早（2030年
NDC：全世界MAC均等化）

Orderly 1.5C

1.5℃程度石油火力 CO2回収あり

Disorderly 1.5C

1.5CCO2_CN

Orderly:Net
Zero2050

Orderly 2.0C

1.5 C with noor limited
overshoot [C1]

Disorderly 2.0C

中（主要
先進国
2050年
CN）

Baseline

高位
進展

Orderly 1.5C

早（2030年 中
NDC：全世
界MAC均
等化）

0

1.5C-CO2_CN

1.4℃（：1.6℃、
2100年
1.4℃）（CO2パスから
の概略値）

NH3専焼

60000

1.5 C with high (Disorderly
overshoot: Divergent(IMP-Neg) [C2] Net Zero)*

Orderly 1.5
C

小
（部門別
Near-zeroof CO2）

Orderly:
Below 2C

NH3混焼

Disorderly 1.5C

大（主要
先進国
2050年
CN）

Likely below 2
C with
immediateaction [C3a]

風力(系統接続なし)

70000

(WEO
2022)

Orderly 2.0C

中位
進展

小
（MAC均
等化）

太陽光(系統接続なし)

80000

Baseline

高位
進展

90000

Disorderly 2.0C

大IEA

1.5C-CO2_CN

1.4℃
遅
（
：1.7℃、 （2030年
2100年
NDC）
1.4℃）

NGFS(2022)

大（主要
先進国
2050年
CN）

他シナリオとの類似性

Orderly 1.5C

早（2030年 小
NDC：全世
界MAC均
等化）

IPCC AR6

Orderly 2.0C

1.7℃程度中

再 , 政策の地EV
域差Disorderly 1.5C

Disorderly
1.5 C

1.7～1.8℃
遅（：1.8℃、 （2030年
2100年
NDC）
1.7℃）

CDR

Disorderly 2.0C

Orderly
Below 2 C

政策のス
ピード #

Baseline

Disorderly
Below 2 C

気温上昇

発電電力量 [TWh/yr]

シナリオ名

石油火力 CO2回収なし
石炭火力 CO2回収あり
石炭火力 CO2回収なし

2050

図３ 発電電力量（世界全体）

22

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

貯留の拡大率を相対的に低く想定している Orderly シ
ナリオにおいては、Disorderly シナリオに比べてガス火力+CCS の利用は少なく、代わりに更なるコスト低減を見込んでいる太陽光発電や風力発電が増加する。

DNE21+
シナリオ
Disorderly 2.0C
Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C
Orderly 1.5C

図４に世界全体の産業部門最終エネルギー消費量を1.5C-CO2_CN示す。発電部門と同様に、石炭利用は減少し、その一方でガスと電力の利用が増大する。鉄鋼部門での高炉による粗鋼生産のための石炭利用は必要となるため、発電部門に比べると石炭利用の減少は少ない。後に示す

図５ IPCC シナリオの世界の部門別 CO2 排出量との比較

日本の結果と比べると、国内再エネ・国際連系線利用再

注：IPCC シナリオの棒の幅は 25～75%タイル、ひげの幅は 5～95%タイル（出典：IPCC 報告書 2)掲載のグラフに加工）

エネや国内 CO2 貯留量が大きい国が多いことから、水素・アンモニアや合成メタン（e-メタン）の利用は相対的に少なくなっている。但し、CDR の利用を制約している
1.5C-CO2_CN においては、それらの利用は相当量となっている。

7000

気体燃料：天然ガス(非エネルギー利用)40

液体燃料：石油系燃料(非エネルギー利用)35

固体燃料：石炭(非エネルギー利用)

5000

電力

30
気体燃料：NH3
4000

25
20

3000

2030

2040

気体燃料：天然ガス
液体燃料：バイオ燃料

5

液体燃料：合成燃料

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline
2015

気体燃料：合成メタン

100Disorderly 2.0C0

気体燃料：水素

15

2000

1000

電化率 [%]

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

6000

45

液体燃料：石油系燃料
固体燃料：バイオマス

DNE21+
シナリオ
Disorderly 2.0C
Orderly 2.0C
Disorderly 1.5C
Orderly 1.5C
1.5C-CO2_CN

図６ シナリオの世界の CDR 利用量との比較
注：IPCC のシナリオは、C1～C3 カテゴリーのシナリオが表示されている。
（出典：IPCC 報告書 2)掲載のグラフに加工）

固体燃料：石炭

電化率（右軸）2050

図４ 産業部門最終エネルギー消費量（世界全体）

図７に NGFS の各シナリオの炭素価格（CO2 限界削
減 費 用 ） と の 比 較 を 示 す 。 1.5℃ シ ナ リ オ で は 、

2.2. 他シナリオとの比較評価

DNE21+では DACCS を考慮していることから、限界以下に、既往の国際的なシナリオ分析との比較を示す。

値が抑制される傾向があり、若干低めの CO2 限界削減

以下に記すように、モデルの違い、前提条件の違いから、費用となる傾向があるものの、概ね NGFS シナリオと整若干の差異はあるが、RITE の分析シナリオはそれらと合的な炭素価格水準を示している。IPCC の各シナリオも、高い整合性、説明性を有している。

の CO2 限界削減費用との比較は、図 8 に示している。

図５に IPCC の世界全体の部門別 CO2 排出量との比

IPCC 報告の多くのモデルは、CO2 限界削減費用均等

較を示す。DNE21+シナリオの部門別 CO2 排出量は、

化 の 条 件 下 で 計 算 し て い る 。 DNE21+ シ ナ リ オ は 、運輸、民生では、IPCC シナリオのレンジを若干超える

IPCC 報告値と整合的な水準と言える。ただし、多くの部分もあるが、概ね IPCC と整合的かつ上下限をカバ

IPCC シナリオでは DACCS の想定がなされていないーしていると言える。これら部門の残余排出量が若干一方、DNE21+シナリオでは DACCS を想定している

IPCC シナリオのレンジを超えているのは、CDR とりわ

ため、2050 年の CO2 限界削減費用は IPCC シナリオ

け CO2 直接回収貯留（DACCS）のモデルでの考慮の有の C1 と比較すると若干安価な推計になっている。

無によるところが大きいと考えられる（図６）。

23

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

ガス火力、高炉から CO2 回収が行われている。バイオマ

DNE21+シナリオ：2050年
Disorderly 1.5C
(1.4℃)

Disorderly 2.0C
(1.7℃)

ス発電や DAC については、シナリオによっては 2040
年時点でも導入が見られるが、2050 年における回収

Orderly 1.5C
(1.4℃)
1.5C-CO2_CN(1.5℃程度)が多くなっている。1.5-CO2_CN では、発電部門でのBECCS 、 e- メ タ ン +CCS は 不 可 と し て い る 他 、Orderly 2.0C
(1.6℃)DACCS も不可としている（DAC で回収した CO2 を利注）括弧内は2100年の気温上昇

用する CCU は可としている）ため、2050 年においても石炭火力（バイオマス混焼分からの回収も含む）、ガス

図７ NGFS の各シナリオと本シナリオの炭素価格の比較

火力、セメント部門での CO2 回収が見られる。
1400
DACCS

AR6, Fig. 3.33

CO2以外のGHG

1200

プロセス起源CO2
土地利用起源CO2

C3: 150～350 USD/tCO2程度
C2: 200～350 USD/tCO2程度
C1：450～1000 USD/tCO2程度

GHG排出量 [MtCO2eq/yr]

IPCC AR6（2050年） 【25-75% タイル】

1000

その他エネ転部門
発電部門

800

民生部門
国際海運部門

600

国際航空部門その他国内運輸部門
国内航空部門400

道路交通部門その他産業部門

200

化学部門

DNE21+シナリオ（2050年）
CO2限界削減費用（炭素価格） $/tCO2eq.

IPCC

118～500

C3

Orderly 2.0C

158

C3

Disorderly 1.5C

269～686

C2

Orderly 1.5C

267～466

C1

1.5C-CO2_CN

400

293～345

2015

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

500

Disorderly 1.5C

【IPCC C1相当】

2050年炭素価格：180～250 $/tCO2（IPCC報告、DNE21+シナリオと比較すると、かなり安価な推計。なお、WEO2021 NZEでは
炭素価格：55～250 $/tCO2）

鉄鋼部門

Baseline

IEA WEO2022 NZE

セメント部門-200

Disorderly 2.0C

Disorderly 2.0C

紙パルプ部門

02050

図９ 部門別 GHG 排出量（日本）

C1

300

図８ IPCC の各シナリオと本シナリオの CO2 限界削減費
CO2回収と貯留・利用量 [MtCO2/yr]

500

用の比較

200

CO2海外輸送
150

400

回収

100

DAC

200
100

-100

0

本節では、日本の定量的な分析シナリオを示す。
3.1. 排出量

-100
-200

-200

-300

-300
-400

アンモニア製造
DAC
(HT)

100

0

CO2回収と貯留・利用量 [MtCO2/yr]

CO2回収と貯留・利用量 [MtCO2/yr]

300

3. 日本

セメント
DAC
(LT)
高炉転炉法
アンモニア製造
水素製造
セメント
バイオマス火力
高炉転炉法

50

ガス火力
水素製造
石油火力
バイオマス火力
石炭火力
ガス火力

0

石油火力
石炭火力
貯留、利用

-50

CO2地中貯留
CCU
CO2海外輸送

-100

-400

図９に、日本の部門別 GHG 排出量を示す。2050 年

2030

日本▲80%

DAC有+国内貯留3倍
原子力10%
VREコスト低位

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

原子力20%

VREコスト低位

2040

Disorderly 2.0C

VREコスト低位

Orderly 1.5C

Orderly 2.0C

1.5C-CO2_CN

2050

原子力10%

貯留、利用

CO2海外輸送上限有
CO2海外輸送上限有④水素イノベ⑤CCUS活用⑥需要変容
Disorderly 1.5C

DAC無2.0C と Disorderly/Orderly 1.5C）においては、

原子力10%
VREコスト標準

Disorderly 2.0C

VREコスト標準

Orderly 1.5Cに GHG 排出を実質ゼロとする 3 シナリオ（Disorderly
原子力10%-150
CO2海外輸送上限有①再エネ100%②再エネイノベCO2海外輸送上限有③原子力活用Disorderly 1.5C

CO2海外輸送上限有
参考値

Orderly 2.0C

-500

Disorderly 2.0C

-500

CCU

回収
CO2地中貯留2050

日本▲100%DACCS や土地利用起源 CO2（植林による CO2 固定）

図 10 CO2 バランス（日本）の活用の他、発電部門からの CO2 排出を実質負とする（バイオマス＋CCS（BECCS）、e-メタン+CCS によっ

3.2. 一次エネルギー供給量、発電、その他エネルギーて 達成） と いっ た 対 策 が と ら れて い る 。 2050 年 に転換

GHG 排出を実質ゼロと想定しておらず、世界全体で費図 11 に、日本の一次エネルギー供給量を示す。日本

用最小化（世界の CO2 限界削減費用均等化）を想定したは再生可能エネルギーや CO2 貯留のポテンシャルがエOrderly 2.0C においては、2013 年比▲70%程度とネルギー需要に比べて大きくないため、水素・アンモニアするのが費用効率的となっている。この際には、発電部の他、e-メタンや e-fuels、バイオ燃料といったカーボ

門や鉄鋼部門からの CO2 排出も残っている。

ンニュートラル燃料を輸入して利用することが費用効率

図 10 は、日本の CO2 の回収と貯留・利用のバランス的と評価されている。2050 年に 2013 年比▲70%である。2030 年や 2040 年においては、石炭火力や程度の排出削減を行う Orderly 2.0C においては、そ24

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

れらの量は相対的に少なく、世界全体での 2℃目標達成

500のためには他国で排出削減を深堀することが全体とし

400

ている。

石油(非エネルギー利用)
石炭(非エネルギー利用)
水素・アンモニア輸入

バイオ燃料輸入
太陽熱

350

一次エネルギー供給量 [Mtoe/yr]て費用効率的で、CCS 無しの石炭やガスの供給が残っガス(非エネルギー利用)

450

太陽光
風力

300

原子力

水力・地熱

250

バイオマス CCS有
バイオマス CCS無

200

合成メタン
150

ガス CCS有ガス CCS無図 12 は発電電力量である。電化を促進するため、と100

りわけ厳しい排出削減シナリオの下では総発電電力量が0

合成石油
石油 CCS無50

石炭 CCS有

利用の他、輸入した水素・アンモニアによる発電を行うこOrderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2040

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2015

Disorderly 1.5C増加する。太陽光発電等の再エネの普及拡大や CCS のDisorderly 2.0C

Baseline

石炭 CCS無2050

図 11 一次エネルギー供給量（日本）とにより、CO2 排出削減を進めている。なお、2050 年
1800

におけるガス火力発電+CCS は、Orderly 2.0C と太陽光(系統接続なし)
風力(系統接続なし)

1600

NH3混焼
NH3専焼

1.5C-CO2_CN 以外のシナリオでは e-メタンが利用さ

1400

水素混焼
水素専焼

れている。Disorderly シナリオでは変動性再生可能エ
ネルギー（VRE）が相対的に高いと想定していることか

発電電力量 [TWh/yr]

1200

太陽熱

太陽光
1000

風力
原子力

800

水力・地熱
バイオマス混焼 CO2回収あり

600

バイオマス専焼 CO2回収あり
バイオマス混焼 CO2回収なし
バイオマス専焼 CO2回収なし

400

ら、海外から輸入した水素やアンモニア（CO2 貯留の拡

ガス火力 CO2回収あり

ガスCGS

200

ガス火力 CO2回収なし
石油火力 CO2回収あり

2015にある。一方、Orderly シナリオでは、日本でも更に安2040

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Disorderly 2.0C

Baseline

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

ーアンモニアを生産しやすい）を用いた発電が多い傾向

Disorderly 1.5C

Baseline

大率を高く想定しているため、海外でブルー水素やブル

Disorderly 2.0C0

石油火力 CO2回収なし
石炭火力 CO2回収あり
石炭火力 CO2回収なし

2050

図 12 発電電力量（日本）

価になると見込んだ VRE の利用が相対的に拡大し、CO2 貯留の拡大率を低く見込んでいることから海外で120の生産が困難になる水素やアンモニアを用いた発電は100

CO2排出原単位[Y2015=100]

ほ と ん ど 見 ら れ な い 。 な お 、 1.5C-CO2_CN で は 、BECCS および e-メタン+CCS は利用できないと制約していることから、CCS 付き石炭火力が導入される結再エネ・原子力
火力発電の休廃止
バイオマス混焼 等

80
CCUS
アンモニア・水素混焼/専焼等

60

CCUS(BECCS)
アンモニア・水素専焼 等

40
Disorderly 2.0C
20

果である。

Orderly 2.0C

0

Disorderly 1.5C
Orderly 1.5C

-20

図 13 には各シナリオの CO2 排出係数を整理してい1.5C-CO2_CN-40

る が 、 2050 年 に GHG 排 出 を 実 質 ゼ ロ と す る

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

Disorderly 2.0C/1.5C、Orderly 1.5C では、上述

図 13 発電部門 CO2 排出係数（日本）2050

したように電源構成は異なるものの、CO2 排出係数の推移に大きな差異は無く、2040 年頃に実質ゼロとす2020～2030年

2031～2050年

5000

ることが全体として費用効率的であると評価される。

3500

4500
3000

ロードマップ 6)との比較を示している。2020～2030
年の累積では、5 種類の DNE21+シナリオに比べて日3500
日本政府2021RM水準

3000
2500
2000
1500

累積CO2排出量 [MtCO2]

図 14 は発電部門の CO2 排出量について、日本政府

累積CO2排出量 [MtCO2]

4000
2500
2000
日本政府2021RM水準

1500
1000

1000
500

500

DNE21+シナリオの範囲内に位置しており、整合的である。

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

累積についても、日本政府ロードマップは 5 種類のDisorderly 2.0C

出削減経路と整合的である。また、2031～2050 年のOrderly 2.0C00

Disorderly 2.0C

本政府ロードマップは若干下回っており、2℃、1.5℃排図 14 発電部門 CO2 排出量（日本）の日本政府ロードマッ
プとの比較

25

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

水素系エネルギーについては、水素供給については、貯留の拡大率を低く想定している Orderly 1.5C では、

VRE の更なるコスト 低減 を見込 んでいる Orderly

排出のオフセットが小さくなること、再エネコストの更な

2.0C/1.5C や 1.5C-CO2_CN では国内での水電気分る低減で e-fuels 価格も低下すること、により石油系

解による製造も見られるが、その他のシナリオでは専ら燃料から e-fuels への代替がより進んでいる。

海外からの輸入となっている。利用用途については、
50

2030 年や 2040 年においては発電での利用が多いの利用が多くなる。アンモニアについては、Disorderly
2.0C/1.5C では、VRE のコスト低減が相対的に緩やか

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

が、2050 年になると鉄鋼部門の水素直接還元製鉄で非エネルギー利
用天然ガス

45
40
35

水素・アンモニア
30
25

合成メタン

20
15
10

であることもあり、海外で製造したブルーアンモニアが

天然ガス
5

2015

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

部門でのカーボンニュートラル燃料として利用されていDisorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

0

発電部門で利用される。その他、石油化学部門等、産業

2050

る。e-メタンは、民生部門やその他産業部門で利用され

図 15 ガス供給量（日本）

る他、発電部門でも利用されている（CCS を導入するこ

注：グラフの水素・アンモニア供給量には発電部門、鉄鋼部門、石油化学部門での利用は含めていない。

とで、BECCS と同様に実質負排出）。なお、e-メタンの製造は再エネコストが安価な海外が主で輸入して利用し

120
合成メタン、水素への転換ているが、1.5C-CO2_CN の下では革新的メタネーショ
100

CO2排出量[Y2015=100]

ン技術による国内生産も見られる。なお、e-fuels も輸入での利用が見られる。

80

60
Disorderly 2.0C
Orderly 2.0C

40

3.3. ガス・石油供給

Disorderly 1.5C

図 15 にガス供給量を示す。Orderly 2.0C では、

20

2050 年までは天然ガスはほぼ現状～微減程度の供給

0

合成メタン（革新的メタネーション
技術）、水素への転換

Orderly 1.5C
1.5C-CO2_CN

2015量である。その他のシナリオでは、2040 年、2050 年

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

図 16 ガス部門 CO2 排出（日本）

にかけて水素、もしくは e-メタンによる供給が多い。なお、水素か e-メタンかは、コスト低減のタイミングの想定

160

非エネルギー
利用石油系

140等、前提条件によってセンシティブである。図 16 はガス

120

合成燃料

60

40

石油系燃料

20

2015

図 17 に石油（液体燃料）の供給量を示す。供給量は、
輸送サービス需要の減少や、自動車の燃費向上や EV 化

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

オと整合的である。

Orderly 2.0C

0
Disorderly 1.5C

2030～40 年頃まではその活用は、2℃、1.5℃シナリ

80

Disorderly 2.0C

は進んでいない。天然ガスは CO2 原単位が小さいため、

100

Baselineの低減と比べると、2030 年や 2040 年時点での低減

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

バイオ燃料部門の CO2 排出量であるが、発電部門の CO2 排出係数2050

図 17 石油（液体燃料）供給量（日本）
注：グラフには発電部門での利用は含めていない。

等により、いずれのシナリオでも大きく低減している。特に、再エネと EV の技術進展を高位と見込んでいる

3.4. 産業部門

Orderly 1.5C や 1.5C-CO2_CN ではその傾向が強図 18 は産業部門の最終エネルギー消費量を示していい。2050 年には e-fuels の利用も見られ、特に CO2る。2040 年においても 2030 年に近い水準の石炭利26

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

60

用が残っているが、これは鉄鋼部門の高炉・転炉法での電力
気体燃料：水素50

利用である。2050 年においては、Orderly 2.0C 以の利用が多く見られる。
図 19、図 20 は、鉄鋼部門の最終エネルギー消費量、最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

外では石炭の利用は無く、水素やアンモニア、e-メタン

気体燃料：合成メタン40

気体燃料：天然ガス
30

液体燃料：バイオ燃料
液体燃料：合成燃料

20
液体燃料：石油系燃料

10

固体燃料：バイオマス
固体燃料：石炭

2015

Super COURSE50 のような外部水素も活用した高

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

う に 、 2040 年 は 石 炭 の 利 用 が 相 当 残 っ て い る 。

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C0

技術別粗鋼生産量をそれぞれ示している。先に述べたよ

2050

図 19 鉄鋼部門最終エネルギー消費量（日本）

炉・転炉法製鉄が経済合理的となるシナリオもある。
2050 年においては、総排出量が 2013 年比▲70%120Type VII: 電炉-高効率

Type VI: 電炉-中効率100と評価された Orderly 2.0C 以外では石炭の利用は無代替されている。なお、e-メタンは、スクラップ電炉法で粗鋼生産 [Mt-Crudesteel/yr]

く、高炉転炉法は水素利用 DRI＋電炉によって完全にType V: 電炉-低効率
Type X: 水素利用DRI電炉

80

Type VIII + IX: ガス利用DRI電炉
外部水素活用還元＋CCS（Super
COURCE50）

60

所内水素活用還元＋CCS（COURCE50）

Type IV: 高炉転炉-次世代コークス炉

40

Type III: 高炉転炉-高効率

利用されている。

20

Type II: 高炉転炉-中効率

Type I: 高炉転炉-低効率

図 21 に鉄鋼部門の CO2 排出原単位を示す。いずれ

2015

リオによっては外部水素利用を進め、2040 年以降は

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Disorderly 2.0C

Baseline

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5Cのシナリオも、2030 年以降高炉に CCS を導入し、シナOrderly 2.0C

Baseline

Disorderly 2.0C

0

2050

図 20 鉄鋼部門技術別粗鋼生産量（日本）

水素利用 DRI 電炉へと転換することで 2050 年にほ120削減をそれほど進めない Orderly 2.0C では、2050

100
CO2排出原単位[Y2015=100]

ぼ排出をゼロとしている。但し、日本国内での CO2 排出

年でも CCS を行わない高炉転炉法を継続する等、一部排出が残るシナリオとなっている。図 22 は鉄鋼部門の外部水素活用による効率化
高炉へのCCS導入（Super COURSE50）8060Disorderly 2.0C

CO2 排出量について、DNE21+シナリオと政府ロード

40

マップとの比較を示してい る。政 府 ロー ドマップは、

20

2020～2030 年の上限値は若干排出量が多いが、そ0

Orderly 2.0C
Disorderly 1.5C

Orderly 1.5C
1.5C-CO2_CN
2015

2020

水素DRIの普及

2025

2030

2035

2040

2045

2050

の他は 5 種類の DNE21+シナリオの範囲内の水準と図 21 鉄鋼部門 CO2 排出原単位（日本）

なっており、全体としての 2℃、1.5℃排出削減経路と整合が取れている。

2020～2030年

2031～2050年

2500

2500

40

10

液体燃料：バイオ燃料

20

5

0

0

液体燃料：合成燃料

2015

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

電化率 [%]

液体燃料：石油系燃料
固体燃料：バイオマス

1000

500

500

0

0

1.5C-CO2_CN

気体燃料：天然ガス

気体燃料：合成メタン

1000

Orderly 1.5C

15

気体燃料：水素

Disorderly 1.5C60

気体燃料：NH3

Orderly 2.0C

20

1500

Disorderly 2.0C

25

80

1500

累積CO2排出量 [MtCO2]

100

電力

2000

1.5C-CO2_CN

固体燃料：石炭(非エネルギー利用)

30

Orderly 1.5C

35

120

日本政府2021RM水準

Disorderly 1.5C

140

2000

Orderly 2.0C

液体燃料：石油系燃料(非エネルギー利用)

Disorderly 2.0C

気体燃料：天然ガス(非エネルギー利用)40

累積CO2排出量 [MtCO2]

45

160

Disorderly 2.0C

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

日本政府2021RM水準
180

固体燃料：石炭
電化率（右軸）2050

図 18 産業部門最終エネルギー消費量（日本）

図 22 鉄鋼部門 CO2 排出量（日本）の政府ロードマップとの比較

27

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

図 23、図 24 は、セメント部門の最終エネルギー消費含む排出は 2050 年になっても残る。1.5C-CO2_CN

量、技術別クリンカ生産量をそれぞれ示している。

においては、e-メタン+CCS（正味負の排出）を導入す

Orderly 2.0C を除けば、2030 年においては石炭かることで、実質ゼロ排出となっている。

らガスへの転換が経済合理的な対策と評価されている。
2040 年に向けては更にガスへの転換を進め、2050

その他、紙パルプ、化学部門のシナリオ分析、ロードマ
ップ策定も行った。

年においては e-メタンの利用が主となっている。なお、
CDR の利用を制約している 1.5C-CO2_CN において

3.5. 運輸部門

は CCS の導入が進むため、他シナリオに比べエネルギ

図 26 は日本の運輸部門の最終エネルギー消費量をー消費が多くなっている。図 25 にはセメント部門のそれぞれ示している。再エネ及び EV の大幅なコスト低

CO2 排出原単位を示す。1.5C-CO2_CN 以外のシナリ減を見込んでいる Orderly シナリオ、1.5C-CO2_CN

オでは、CCS の導入は見られず、プロセス起源 CO2 をシナリオにおいては、2040 年頃から特に電力が増大し

4.5
電力
4
気体燃料：NH3

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

3.5ていると同時に、e-fuels の利用も見られる。Orderly
1.5C や 1.5C-CO2_CN においては、乗用車は BEV も気体燃料：水素3

気体燃料：合成メタン

2.5

気体燃料：天然ガス

2

液体燃料：バイオ燃料

しくは FCEV となっており、道路交通部門における efuels 利用はトラックが主となっている。

液体燃料：合成燃料

1.5

80

40

70

35

気体燃料：水素6030

気体燃料：合成メタン

50

25

40

20

30

15

20

10

10

5

0

0

液体燃料：石油系燃料

電力

1

固体燃料：バイオマス
0.5

図 23 セメント部門最終エネルギー消費量（日本）

液体燃料：バイオ燃料
液体燃料：合成燃料
液体燃料：石油系燃料
固体燃料：バイオマス

2015

2040

Orderly 1.5C

電化率（右軸）1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

大型、世界最高効率水準
50

Orderly 1.5C

60

1.5C-CO2_CN

Baseline

固体燃料：石炭

Orderly 2.0C

2050

Disorderly 1.5C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2040

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

気体燃料：天然ガス

Disorderly 2.0C

2015

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C0

電化率 [%]

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

固体燃料：石炭2050

図 26 運輸部門最終エネルギー消費量（日本）

大型、高効率 CCS無30

大型、低～中効率

20

小型、世界最高効率水準

70

小型、高効率

60

10

FCEV

小型、低～中効率

2040

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

50

保有台数 [百万台]2015

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

0

2050

図 24 セメント部門技術別クリンカ生産量（日本）

BEV
40

PHEV

30

20

HEV

10

ICEV

2015

省エネ・効率化
燃料転換（石炭からガスへ）

80

60
40

Orderly 2.0C
20

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

2030

2050

図 27 技術別乗用車保有台数（日本）
省エネ・効率化
燃料転換（石炭からガスへ）
CCS

Disorderly 2.0C

Orderly 2.0C

Baseline

100

Disorderly 2.0C

0120

CO2排出原単位[Y2015=100]

クリンカ生産量 [Mt-Clinker/yr]

大型、高効率 CCS付
40

省エネ・効率化
燃料転換（石炭から合成メタンへ）
CCS

図 27 に、日本における技術別の乗用車保有台数を示

Disorderly 1.5C

す。EV の技術進展を中位としている Disorderly シナ

Orderly 1.5C

0
2015

2020
2025
1.5C-CO2_CN

2030

2035

2040

2045

2050

-20

リオでは、乗用車については、2030 年頃の排出削減対図 25 セメント部門 CO2（エネルギー起源+プロセス

策は HEV が中心で、以降は PHEV についても拡大し、

CO2）排出原単位（日本）

2050 年には PHEV が主となる結果である。他方、EV

28

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループの技術進展を高位としているシナリオにおいては、BEV

みならず 1.5℃の排出削減経路と整合的な水準になっの普及がより早期から進み、2040 年時点で BEV が主ていると言える。

となり、2050 年には FCEV の普及も見込まれている。

今回の分析では、5 種類のシナリオに絞って提示した。
それでも大きな幅があるが、実際には 5 種類のシナリオ

3.6. 民生部門で考慮しきれない不確実性があり、シナリオの解釈には

図 28 に民生部門の最終エネルギー消費量を示す。排留意が必要である。また、DNE21+モデルは相対的に出削減が厳しい程、電化率を向上させることが経済合理は詳細なモデルではあるが、それでもモデルは、現実の的と評価される。Orderly 2.0C においては、従来と同事象を高度に簡素化して表現している。現実は多様な主様に都市ガスが、その他のシナリオでは、気体燃料は e-

体があるし、退出、新設ともに地元との調整に時間を要

メタン、もしくは水素利用となっている。

するなど、より複雑な移行過程が必要であるが、モデル120はこれらについてはほとんど考慮できていない。モデル

90

電力
80

100

気体燃料：水素
気体燃料：合成メタン
気体燃料：天然ガス

60
60
50

40

電化率 [%]

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

70

分析の透明性を確保するために、不透明な制約は意図80

液体燃料：バイオ燃料
液体燃料：合成燃料
液体燃料：石油系燃料

的に考慮しないようにもしている。よって、これらの点もよく理解しつつ、出来る限り幅広い対策オプションの中40

固体燃料：バイオマス
20

30

2015

2040

Orderly 1.5C

固体燃料：石炭から費用効率的な対策を採っていくことが、より早期の電化率（右軸）1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

2030

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

20

Disorderly 2.0C

0

2050

図 28 民生部門最終エネルギー消費量（日本）CN 実現の近道になると考えられ、本シナリオ分析、ロードマップはその戦略策定に有用と考えられる。
引き続き、技術動向等を注視し、適宜更新作業を実施
する他、日本以外の個別国・地域のロードマップについ4. まとめと課題
2℃、1.5℃目標に整合的で、NGFS や IEA シナリオても策定し、幅広い国での利用の促進に資することは、
今後の課題である。

と整合性を有する 5 種類のシナリオを想定し、定量的かつ整合的な分析が可能な DNE21+モデルを活用して、

参考文献

トランジションを含めた分析を行った。排出経路は、部門

1） RITE: カーボンニュートラルに向けたトランジション

によって差異が大きくなっており、技術等の想定シナリ

ロ ー ド マ ッ プ の 策 定 （ 2023

オによっても幅が大きい。特に CDR の見通しによって

https://www.rite.or.jp/system/latestanaly

大きな差異が生じ得る。なお、部門毎の排出経路を比較

sis/2024/01/FY2023sectorroadmap.html

すると、排出削減オプションが豊富な発電部門における

2） IPCC: Climate Change 2022−Mitigation of

CO2 排出原単位の改善は、比較的早期からの進展が求められる結果となっている。これは、IPCC や IEA シナ
リオ等とも整合的な結果である。他方、CO2 排出原単位

年 度 版 ）

Climate Change. Cambridge (2022)
3） NGFS: NGFS Scenarios for central banks
and supervisors (2022)の小さな天然ガスは、2℃や 1.5℃シナリオにおいても、

4） ICMA: Overview and Recommendations for

日本では 2030 年に向けては増大する方が経済効率的

Sustainable Finance Taxonomies (2021)な対策と評価された。また、鉄鋼部門は、CO2 削減対策

5） IEA: Net Zero Roadmap: A Global Pathway

が困難で 2040 年頃までは最大 1 割程度の排出減に

to Keep the 1.5 °C Goal in Reach (2023)

留まるシナリオが示された。これら分析は、2021～22

6） 経済産業省：分野別ロードマップの策定にあたって、経年度に日本政府において作成された部門別ロードマッ

済産業分野におけるトランジション・ファイナンス推進

プとも総じて整合的であり、政府ロードマップは 2℃ののためのロードマップ策定検討会 （2021, 2022）

29