下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

需要側から考えるカーボンニュートラル

2022.12.22
地球環境産業技術研究機構（RITE)
研究所長

下田

吉之
1

下田研究室大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

1．

カーボンニュートラル達成のためのエネルギー需要の役割

2

カーボンニュートラルとは？
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• ここでは、エネルギー起源CO2排出のみで考える。
• エネルギー使用に伴う二酸化炭素排出をゼロにするためには、カーボンフリーのエネルギーで全てをまかなうことが必要。
• そのため、再生可能エネルギーや原子力などの供給側が注目されがち。
• もしカーボンフリーエネルギーが安価に使えたとしても、• 何らかの環境インパクトは生じる• 電力システムでは需給バランスの問題がある• 従ってエネルギー需給の総量を抑える努力が必要。
3

解かねばならない２つの方程式
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 年間のエネルギーバランス（年間合計において）カーボンフリーエネルギー＝エネルギー需要• 電力システムの需給バランス（瞬時において）カーボンフリー電力の供給＝電力需要4

第１の方程式
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

エネルギー需要 サービス 充足度
××× 人口
カーボンフリーエネルギー＝
人口
充足度
サービス
再生可能エネルギー

右辺第１項：エネルギー効率の逆数

原子力

右辺第２項：ライフスタイル効率の逆数

ブルー／グリーン水
素・アンモニア（及びそれらからなる
合成燃料）

サービス：エネルギー消費機器から産み出される熱・光・情報など
充足度(Sufficiency)：後述

CCSつき化石燃料火力
 現時点で再生可能エネルギー電力の比率20%程度。再生可能エネル
ギー比率を80%にするとすれば、これを4倍にするよりも、電力需要を50%にして再生可能エネルギー電力を2倍にする方が現実的
Shimoda, et al.: Renewable and Sustainable Energy Reviews 132 (2020), 115792

第２の方程式
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

カーボンフリー電力の供給＝電力需要変動性再生可能電力（太陽光・
風力）
原子力

蓄電
水素

調整可能再生可能電力（水力・バイオマス）

蓄熱

ブルー／グリーン水素・アンモ
ニア火力

デマン
ドレス
ポンス

CCSつき化石燃料火力

時間変動性の大きな需
要（建築・住宅）
時間変動性の小さな需要（多くの工場・デー
タセンター）
パルス状の需要（電気自動車の充電）

太陽光発電急拡大の影響
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

夜：PV発電減と家庭需要増による系統需
要の押し上げ昼：PVによる系統需
要の押し下げカリフォルニアのダック
カーブ(CA ISO) 夕方の急激な系統発電要求上昇に対応
3時間 するため、火力発電を準備
で12百 する必要。2020年8月にはこの時間帯に計画停電実施。
万kW
EVの普及と、夕方の充電はこの変動を加速する。

出典：CAISO

昼間の余剰の自己消費(ヒートポンプ給湯機など)
デマンドレスポンスによる夕方の需要急上昇の緩和
蓄電、蓄熱、EVのスマート
チャージ、バイオマス・太陽熱の利用。
九州電力管内の電力需給（2016年5月4日）
出典：九州電力資料（2016年7月）

7電気自動車への転換の課題
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 充電時間が長い。電池64kWhの場合• 普通充電200V 3kW 満充電24.5時間程度• 急速充電3相200V50kW 80％充電60分程度• 家の普通充電3kW,6kWは一般家庭のピーク電力1kW程
度に比べて大きい。
• 商用車の仕事終わりの充電、帰宅後の充電が重なると、ダックカーブの電力急上昇を助長する。
• 「晴れた初夏の休日、家族で出かけて帰宅して夕方に充電」
が最悪のパターン• できるだけPV電力が余剰になる昼間に出先(業務建物）
で充電させる。米国では自家用車を通勤に使うことが多いので勤務地での充電が増えている。
• 住宅地ではEV充電が分散し、かつPV余剰電力を充電するようなスケジュール制御

自家用自動車の充電パターン
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

研究室のシミュレー
ション結果
出典：Gondkusuma,
Shimodea et al.,Usim2020
上：使用の都度充電
下：電池残量20％以下
で充電
ほとんどの充電が夕方に集中→太陽電池の発電が利用しにくい。
ダックカーブを助長の恐れ。

9米国での対応策

下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

カリフォルニアの事例

家庭のピーク電力が5kWを超えると電力料金を上げる(サクラメン
ト)
一般的に昼間・出先での充電を推奨している。（アメリカは自動車通勤が多い）

UC-Irvineの職
員駐車場充電ステーション

UC-Davisの駐車場(充電器付き)

10下田研究室Grid-interactive efficient buildings
大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

ビルとグリッドのインターフェース

分散電源

出典：USDOE

ビルのサービス(冷暖房・給湯・空気質)

下田研究室大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

2．

カーボンニュートラルを巡る国際動向とEDITS事業

12

IPCC 1.5℃特別報告書
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 1.5℃目標を達成する4つのシナリオ類型

需要32%減、RE
77%BECCS無し

需要2%増、RE 81%, 需要21%増、RE
BECCS 151Gt
63%, BECCS 414Gt

LEDシナリオ(Low Energy
Demand)

残りのシナリオではネガティブエミッション技術を利用

需要44%増、RE
70% BECCS 1191Gt

出典：IPCC 1.5℃特別報告書政策決定者向け要約

LEDシナリオについて

下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• IIASAのLED(Low Energy Demand)シナリオ（Grubler et al. Nature energy, 2018）• Quality of Lifeの充実，都市化，革新的なエネル
ギーサービス，最終需要家の役割の変容，情報革新の5つのドライバーにより変化がもたらされる。
• 最終需要とエネルギーサービス（エネルギーを使って何を求めているのか？）に着目• 徹底的な省エネルギーが情報化（デジタル化、
テレワークなど）、シェアリングエコノミー、電化によりもたらされる。

下田研究室LEDシナリオが設定する2050年のサービス
最終サービス需要

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

活動レベル（Global North)

エネルギー密度

熱的快適性（冷暖房 ほぼ現在のGlobal Northと同サービス）
様で全世界が30㎡/人に75%削減されて160170MJ/㎡

モビリティ

陸上交通の減少で20％減少（鉄道・航空は増加）

食品

栄養の転換に併せて70～
100%増加(全世界)

主に陸上交通の電化、
シェアリング、公共交通
等で70%減少。

消費財

商業・公共建築産業
貨物輸送2倍に増加して42機器/人（調 照明と機器の省エネで理や農業で増加）
93→82kWh/機器へ

未定量化

43％増加して23㎡/人76％減少して139MJ/㎡

脱物質化と物質効率改善で素材需要が15％減少し6.4Gt(全世界)1/5減少して16.7GJ/t

20％伸びて64×1012tkm

トラック10％減で0.5-0.7
MJ /tkm、鉄道10％減で0.2MJ/tkm-1
15

エネルギー消費の不公平の解消

世界のトップ1％の人口が15％のエネルギーを消費、上記以外のトップ10％が37％、下位90％が48％のエネルギーを消費している。上位層は需要の削減を、下位層は低炭素
インフラによるdecent living standardsの確保と、効率的技術の適用を
出典：IPCC AR6 WG3 chap. 5

LEDシナリオ：Digital Convergence
17449 Watts
5 Watts
2.5 Watts

Power72 Watts
Stand-byenergy use

75 kWh
0.1 kg1706 kWh
Embodied energy
26 kg

出典：IIASA

WeightDigital Convergence について• スマートフォンは省エネのために機能を拡張したのではない。デジタル技術の進展を背景に、機器の持つサービスを拡張したことが、結果としてエネルギー消費を低減させる。
• 機器の消費するエネルギー削減の一方で以下の点が課題。
• GPS，カーナビゲーション機能など多くのサービスは遠隔のデータセンターが情報を処理している。そのエネルギー消費を考慮したときに本当に省エネルギーになっているか？
• 統合される以前の各機器はスマートフォンより寿命が長い。従って機能統合に
よって機器の寿命は短くなり、使用時消費エネルギーに対するEmbodied（機器に内包された）エネルギーの比率は高くなり、機器の環境設計やリサイクルが重要になる。

• テレワーク、テレショッピングは住宅に「オフィス」「小売店」を統合した一種の機能統合?ただし、省エネルギー効果を得るためにはオフィスや小売店の床面積を滞在者の減少に応じて下げる必要がある。また、テレワークには住宅改善の必要がある。
• その他には？カーシェアリング、乗り合い、車（バッテリー）と建物との統合。

第6次報告書における低エネルギーシナリオ• 世界で研究されている2500を超える緩和経路から5つの代表的な経路に類型化して提示• 漸進的な緩和対策の強化(IMP-GS)• エネルギー・産業分野でのCO2除去技術(CDR)の活用(IMP-Neg)• 再生可能エネルギーへの強い依存(IMP-Ren)• エネルギー需要低減に重点(IMP-LD)• 広範な持続可能な成長へのシフト(IMP-SP)

CurPol:現状政策のみ
ModAct:穏健な排出削減行動
各経路の供給エネルギーの内訳
青：バイオマス以外の再生可能
薄緑：non-traditional バイオマス
濃緑：traditional バイオマス
赤：化石燃料オレンジ：原子力

出典：IPCC AR6 WG3 Fig3.8

19

各シナリオの排出経路

出典：IPCC AR6 WG3 Fig3.10

21

第6次報告書第5章 需要、サービス、緩和の社会的側面• 需要側の緩和と、新しい形のサービス提供が、最終サービス需
要のavoid-shift-improveを遂行する。
• 全セクターにわたる需要側の緩和策は40-70％のポテンシャルを有する。
• 行動、技術、市場のイノベーションによる最終需要サービス供給の改善は上流の資源消費を劇的に減らす。
• サービス供給の改善すなわちデジタル化、シェアリングエコノ
ミー、循環経済による緩和への貢献はこれまでは限定的。（ポテンシャルは大きい）• Decent Living Standards (適切な生活水準、DLS)、全ての人々に対するwell-being（幸福）は高効率な低エネルギー需要緩和経路で実現することができる。
• 小さな技術、分散型技術は普及が早くlock-inを回避できる。

Avoid-Shift-Improve フレームワーク
サービス

Avoid

Shift

Improve

モビリティ（人の移動）

人キロを減らすイノベー
ティブなモビリティ（土地利用との統合、スマート
ロジスティクス、テレワー
ク、コンパクトシティ、長距離飛行の回避）

人キロあたりエネルギーを減らすオプションを増やす（モーダルシフト、
自転車利用、歩行、公共交通、飛行機から高速鉄道へ）

機器のイノベーション（軽量自動車、水素自動車、電気自動車、エコド
ライブ）

シェルター(住宅駆体)

床面積をできるだけ削減するデザイン物質効率のい住宅（物
質密度の低い住宅デザ
イン）

低排出住宅デザイン(木材など排出量の少ない材料の利用)

熱的快適性

健康な室内温度の選択（ドレスコードや労働時
間の変化）

建築デザインによる熱負荷低減(パッシブデザ
イン)

熱負荷・CO2排出を低減する新技術(太陽熱・断熱・ヒートポ
ンプ・地域暖房)

製品・機器

機器あたりサービスの増加（長寿命化、シェア
リングエコノミー）

製品あたり重量を減らす
イノベーション（物質効率の良い製品デザイン）

新しい素材の選択（低炭
素材料、新しい製造プロセス）

栄養

カロリーの削減と最適化（必要と健康ガイドラインに従ったカロリー摂取、
食品廃棄物削減）

カロリーあたりCO2を減らすようメニューを多様化（牛肉や牛乳以外の蛋白源）

カロリーあたりCO2を減らす（農作業の改善、エネルギー効率の良い食品加工プロセス）

照明

人工照明需要の削減（人感センサー・照明制
御）自然光を活用する建築デザイン（昼光照明の最大化)

イノベーティブな照明(LED照明)出典：IPCC AR6 WG3 chap. 5

EDITS(Energy Demand changes induced by Technological andSocial innovations)
参加機関• Research Institute of Innovative Technology for the Earth (RITE), Systems
Analysis Group• International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Energy, Climate,and Environment Program (ECE)• Asian Institute of Technology• Center for Energy and Environmental Policy Research, CEEP-BIT• Center for Study of Science, Technology and Policy (CSTEP)• Central European University, Department for Environmental Sciences and• RITE(地球環境産業技術研究機構) • PolicyDINÂMIA’CET -Iscte, Centre for Socioeconomic and Territorial Studies
が経済産業省の委託を受け、オー • Federal University of Rio de Janeiro, Alberto Luiz Coimbra Institute for
ストリアのIIASA(国際応用システム
Graduate Studies and Research in Engineering (COPPE), Center for Energy andEnvironmental Economics (CENERGIA)
分析研究所)と協力し、国際的なエ• Ghent University, Sustainable Systems Engineering
ネルギー需要研究者のネットワーク • Imperial Collegeを形成。
• Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC)gGmbH• 気候緩和及びSDGsの達成に資する
University, Urban Energy System Laboratory
需要側のソリューションのモデリング、•• Osaka
Prayas, Energy Group
分析、コミュニケーションを強化する • RFF-CMCC European Institute on Economics and the Environment (EIEE)
上での研究ギャップとポテンシャル • RTE• United Nations Economic Commission for Europe (UNECE)を同定。
• University of Groningen, Environmental Psychology
of Freiburg, Industrial Ecology Freiburg
https://iiasa.ac.at/projects/energy- •• University
University of Natural Resources and Life Sciences (BOKU), Department ofdemand-changes-induced-byEconomics and Social Sciences (WiSo), Institute of Social Ecology (SEC)• University of Tokyo, Institute for Future Initiatives
technological-and-social• University of Wisconsin-Madison, La Follette School of Public Affairs

innovations-edits

IIASA-RITE International Workshop （2019）

Towards improved understanding, concepts,
policies and models of energy demand

11 November 2019 - 13 November 2019 IIASA, Laxenburg, Austria

EDITSのワーキンググループ
Working GroupTopic

WG 1-Buildings

Buildings sectoral modelling

WG 1-Transport

Transport sectoral modelling

WG 1-Industry

Industry/materials modelling

WG 2-Data

Data and variables

WG 3-Narratives

Empirical grounding, LED-driven narrative

WG 3-Complementarity
ProtocolComplementarity protocol development

WG 3-Synthesis

Synthesis of results

3．
エネルギー需要科学の研究スタイル

26

エネルギー需要科学
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• エネルギー消費を電力ロードカーブが推計できる時
間粒度でエネルギー消費機器レベルに分解し• 機器稼働とサービス・快適性の関係を明らかにし• Sufficiency(QoL)を確保してサービス消費・エネル
ギー消費を削減する手法を考える。

7• エネルギー需要は同じ1kJでも価値が違う。「誰が，どのくらいの量の，どのような種類のエネルギーを，どのような目的のために，どのくらいの期間必要とするのか？」（Herman Daly 1976)• 極めて多数のエネルギー消費主体の扱い、需要の不均一性をどう扱うか？
• IT・IoT・AI技術の発達により可能となった手法が多い。

下田研究室エネルギー需要科学の構造
大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

Human Dimension
医学、行動科学、
認知科学
QoL向上のために必要なサービスの同定

QOL
充足度

サービ
ス需要
新しいサービス需要に基づく新たな技術システム

人の行動を誘導するメカニズムの解明とIoTによるその実装

エネル
ギー需要

IoT技術によるエネルギー消費機器のモニタリングと制御Technical
Dimension
電気・機械工学、建築学

機器稼働のモニタ
リングを通じた新
しい価値の創出

充足度の形成要因の解明

Digital Dimension
IoT，情報学

28

下田研究室

デジタル化は部門を超える変革を生む
大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

業務施設(温熱環境・照明・設備・機器,
シェルター）

国際物流

製造業

仕事・学 人間の 住まうび・余暇 豊かな
暮らし
衣・食

DLS

移動する

温熱環境
照明
AV情報家電
衛生
調理
シェルター

農林水産業
貨物輸送

旅客輸送
Digital convergence
テレワーク
E-commerce
自動運転電気自動車
土地利用
生産・物流の最適化

エネルギー消費決定のメカニズム（住宅の例）
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

エネルギー価格・社会規範・政策

習慣的行動
投資行動

行動

機器所有・
台数

サービス
要求

行動の共有

機器
On-off

機器性能

機器
効率

建物広さ

気
象
条
件

行動にリン
クしない機
器稼働

機器にか
かる負荷

冷暖房給湯・
照明
建築の性能・広さ

エネル
ギー消費
サービス
ライフスタイル

QoL
機器別レイヤー

世帯・建物エネルギー消費

行動スケジュール

待機電力・冷蔵庫など

世帯・建物レイヤー

地域エネルギー消費下田研究室36

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

TREES（家庭部門エネルギー最終需要モデル）の開発
Total Residential End-use Energy Simulation

各世帯データエネルギー最終需要モデル

データ作成モデル

家電機器保有数量

家電機器エネル
ギー消費モデル

居住者行動モデル

気象データ

世帯属性情報5300万世帯47都道府県
世帯数縮約(0.03%)

木を見て森も見るモデル

家電機器保有状況
推計モデル
住宅ストックの熱性能構成比推移モデル
給湯・暖冷房ストッ
ク分布推計モデル

各世帯人員行動スケ
ジュール

家電機器消費電力
住宅間取り
壁・窓の仕様暖冷房設定温度
暖冷房操作確率暖冷房エネルギー消費モデル

各部屋の暖房機器種類
暖冷房冷機器仕様
エアコンの製造年

湯はり頻度モデル
N 世帯

湯はり頻度
行為別使用湯量
上水温度
給湯器の種類
給湯器効率

給湯エネルギー消費モデル

家庭用エネルギーエンドユースモデル
代表世帯のエネルギーシミュレーション

下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

生活行動

機器稼働

エネルギー
需要

居住者の
行動スケジュール

機器の稼働スケジュール

エネルギー需要スケジュール

睡眠

仕事/学校

食事

炊事

テレビ

掃除

入浴

その他

洗濯

勤め人男
主婦
小学生
中学生
0:00

6:00

12:00

18:00

24:00

37

家庭用エネルギーエンドユースモデル
代表世帯のエネルギーシミュレーション

下田研究室

38

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

生活行動

機器稼働

エネルギー
需要

居住者の
行動スケジュール

機器の稼働スケジュール

エネルギー需要スケジュール

冷蔵庫
テレビ
洗濯機

ON

掃除機

OFF

コンロ
炊飯器
電子レンジ
0:00

6:00

12:00

18:00

24:00

家庭用エネルギーエンドユースモデル
代表世帯のエネルギーシミュレーション

下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

生活行動

機器稼働

エネルギー
需要

居住者の
行動スケジュール

機器の稼働スケジュール

エネルギー需要スケジュール

家電

照明

厨房

暖冷房

給湯

4.0

エネルギー消費 [kW]

3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0:00

6:00

12:00

18:00

24:00

39

世帯の不均一性の再現
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

世帯属性と機器所有、給湯使用量の関係を家庭CO2統計からモデル化し、TREESモデルの入力として使用。
対象：近畿地方2652世帯
4人世帯のみ抽出(403世帯)

上位45世帯Ⓑ

上位91~135世帯Ⓒ

下位45世帯

180
160
140

A

B

Bグループ
機器保有や使用習慣の差で大きく。

Cグループ
すべての用途でエネルギー
消費量小

C

120

暖冷房
給湯

100

厨房

80

照明

60

家電
テレビ

40

冷蔵庫

20
0

1
18
35
52
69
86
103
120
137
154
171
188
205
222
239
256
273
290
307
324
341
358
375
392

年間一次エネルギー[GJ]

Aグループ
全用途でエネルギー
消費大＋電気温水器Ⓐ

世帯ID

的場他：エネル
ギー/資源学会論
文誌(2020)40

下田研究室
2050年ゼロエミッションシナリオ
大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 2050年BAUケース：• 現状以上の追加対策をせずに（ただし、全電化を仮定）、
ストックの更新によって高効率な住宅・機器が普及したケース• 全戸建住宅に太陽電池設置(集合住宅設置と集合住宅の共用部消費は非考慮）• 2050年対策ケース：
A)

B)

C)
D)

エネルギー効率の改善

2050年予測のポイント

A-1)全住宅ストックの最新の断熱基準の適合
A-2)ヒートポンプ機器のCOPの向上
サービス量の変更

B-1)機器保有数量の上限を1台にB-2)昼光利用による日中の照明使用の減少
太陽電池の増設
C-1)戸建住宅の太陽電池を5kWまで増設
マクロフレームの変更

D-1)同居の促進による世帯数の減少
D-2)戸建住宅の比率を75%にD-3)集合住宅の比率を75%に

 具体的な方針が未定
 住宅・機器の分布の変化だけでなく、世帯数の変化も不確定
住宅・機器の効率向上
だけでなくサービス量の変更も含めた。

Shimoda et al. Applied Energy
41(2021)

下田研究室
2050年ゼロエミッションシナリオの検証
大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 2050年ゼロエミッションの評価。利用可能技術で50%程度の省エネが可能。屋根置きPVでポジティ
ブエネルギー化も可能。
年間一次エネルギー消費およびPV発電量 [PJ/year]

3500

3126

3000
2500

2238

2000

PV発電量

1500

給湯

1000

冷房

500

404

479

336

176

0

161

110

-102 -78

-93

-500

暖房
照明
給湯

-545

調理

-1000

TV

E-3

E-2

E-1

D

C

B-2

B-1

A-2

A-1

集合比率

75%

上昇
1℃

戸建て比率

75%
同居促進

外気温

最大
PV
4KW→5kW
昼光利用

2050BAU

収支

2030

-2000
2013

冷蔵庫

機器保有数制限ヒートポンプ
向上
COP
全住宅断熱基

-1500

Shimoda et al.
Applied Energy (2021)

下田研究室LEDシナリオ値との比較

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

熱負荷家電の電力消費

Shimoda et al. Applied Energy(2021)

下田研究室電力ロードカーブの比較大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

Shimoda et al. Applied Energy(2021)

下田研究室
季節間需給のアンバランス
大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

電力需要の43%は蓄電なしで、31%は24時間以内、4%は一週間以内、22%は一週間以上の蓄電を要する。→長期蓄電媒体としての水素の必要性
Shimoda et al. Applied Energy(2021)

下田研究室大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

4．

新しい社会・低エネルギー需要社会を如何に普及させていくか46

まちの重要性
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 2020年の部門別温室効果ガス排出（環境白書）

民生部門
産業部門

34.0％

33.3％

まちの重要性
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 民生・運輸部門エネルギー需要の大部分を占める住宅・家電・建築・設備・乗用車・供給処理施設などはわが国の技術水準が高く、世界の脱炭素化に対して貢献できる分野• これら分野で脱炭素技術への需要を高め、更なるイノ
ベーションを生み出し、脱炭素化とグリーンリカバ
リーに貢献するためには、継続的で意欲的な政策による性能向上の誘導と、その普及のための国民の参画が必要。特に脱炭素化達成のためには豊かな世帯だけでなく、全ての世帯に普及させていくことが重要。
• 国民・家計の共感を得るためには、投資回収など経済的合理性を追求するだけでなく、これらの財から構成される、人々に魅力のある脱炭素社会の姿を示すことが重要。今後は乗用車が電化され、住宅・建築と繋がっていくなど「まち」としての取り組みがますます重要になってくる。

まちの技術 日本はこの分野でリードできる?
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 住宅・建築の設計・施工技術• プレハブ住宅• シミュレーションを活用した環境共生建築デザイン• 設備技術アジア・アフリカの• パッケージエアコン
冷房の拡大の中で特• 大型冷凍機に重要な技術。
• ヒートポンプ給湯器• 照明技術 LED• 分散型発電技術 燃料電池など• 蓄電技術 リチウムイオン• 建物設置型太陽光 ペロブスカイト• 各種家電機器• 電気自動車、水素自動車 充電・充填インフラ• 送配電・ガス供給、上下水道・廃棄物とエネルギー統合• 機器や各種センシングデータをIoT技術でつないだマネジメ
ントシステムによる統合管理（ハードと一体となったソフ
ト開発）

まちの重要性
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• 我が国は各機器の要素技術について優れている
一方で、• 各要素を都市・コミュニティ全体で最適に組み合わせるシステム化技術• 脱炭素化のみならず SDGs 全体に配慮し、景観など
魅力あるまち・ライフスタイルを創造するデザイン
力• では遅れている。イノベーションに対する国の支援は要素技術にシフトしがちだが、上記 2 点についても、何らかの支援が必要。
• 脱炭素化技術が、GHG 削減性能のみで表現される「レストランのメニューのカロリー表」から、
コベネフィットを含め、それ自身が国民を惹きつける「メニュー」自身にならなければ、大規模な普及は望めない。

省エネルギーの変遷
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• （1）我慢の省エネ サービスの変化を伴う。(Energy
Saving)• 冷暖房設定温度、交通モード（自転車や徒歩）の変更• 日本では自治体の対策はこれが多いが欧米では歓迎されない。
• 緊急時には必要だが通常あまり長続きしないし、国民全体に拡がることを保証するものではない。

• （2）効率向上の省エネ（Energy Efficiency)• サービスの質を変化させずにエネルギー消費量を削減する。
• 機器のエネルギー消費効率向上、建物の断熱• 日本では「トップランナー基準」により省エネで世界を先導。

• （3）システムを変える省エネ→需要のリ・デザイン• Sufficiencyを確保して必要なサービスを変える、あるいはサービスを提供する仕組みを変える。
• 情報化による物質利用効率の増加、テレワーク・テレショッ
ピング・都市形態の変化など

脱炭素に関係する地域作りのコンセプト
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻• エコポリス• 環境共生都市• 環境調和型都市• 低炭素都市• スマートコミュニティ• スマートシティ• ゼロカーボンシティ• Positive Energy District• 地域循環共生圏• いろいろな名前が出ては消えていくのは、人々の心をつかみ切れていない証拠。「クールビズ」レベルのインパクトのあるブランディングが必要。

下田研究室2025年大阪・関西万博の位置づけ
大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

54グリーンビジョンの内容
下田研究室

大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻

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下田研究室大阪大学大学院工学研究科／環境エネルギー工学専攻
エネルギー基本計画、パリ協定に基づく成長戦略としての長期戦略における2050年エネルギーのビジョン• 徹底した省エネルギーによるエネルギー消費効率の改善に加え、脱炭素電
源により電力部門は脱炭素化され、その脱炭素化された電源により、非電力部門において電化可能な分野は電化される。
• 産業部門においては、水素還元製鉄、二酸化炭素吸収型コンクリート、二酸化炭素回収型セメント、人工光合成などの実用化により脱炭素化が進展する。一方で、高温の熱需要など電化が困難な部門では、水素や合成メタンなどを活用しながら、脱炭素化が進展する。
• 民生部門では、電化が進展するとともに、水素や合成メタンなどの活用に
より脱炭素化が進展する。
• 運輸部門では、電気自動車（EV）や燃料電池自動車（FCV）の導入拡大とともに、二酸化炭素を活用した合成燃料の活用により、脱炭素化が進展する。
• 各部門においては省エネルギーや脱炭素化が進展するものの、二酸化炭素の排出が避けられない分野も存在し、それらの分野からの排出に対しては、
二酸化炭素直接回収・貯留（DACCS：Direct Air Carbon Capture andStorage）や二酸化炭素回収・貯留付きバイオマス発電（BECCS：Bio-energy
with Carbon Capture and Storage）、森林吸収源などにより二酸化炭素が除去される。

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ご清聴ありがとうございました。

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