No. 126 May 1 2019

触媒懇談会ニュース
触媒学会シニア懇談会

真に有効な二酸化炭素排出の削減策は何か―ドイツの実績についての一考察―
御園生 誠
近年の地球温暖化はほとんどが人為的な費=総所得≒経済成長の指標）に対してプロ要因によるとする通説とは異なり、地球温ットすると、当初、環境負荷は経済成長とと暖化の半分以上が自然要因であり、人為的もに増大するが、ある時点から技術の改良、要因は半分以下であると推定した（本ニュ

法規制などにより反転減少し山形曲線を描

ース No.102, 2017）。そうであれば、CO2 削

くとするものである。つまり経済と環境の減目標はパリ協定で要求される削減量の半両立である（デカップリング、U ターン）。

分くらいでよいことになり、角を矯めて牛を殺す（社会を不安定にする）ような過激な対策をとらなくて済む１）。
どちらが正しいにしても必要なのは CO2排出の削減策である（CO2 削減無用説もあるが 2））。そこで、真に有効な削減策が何かについて、1990-2015 年の間で経済成長とCO2 削減を両立させたドイツを例に考察した。分かったことは、再生可能エネルギーなどエネルギー源の低炭素化よりも産業構造

図

環境クズネッツ曲線（概念図）の変革と社会システム全体の効率化（エネ経済成長と環境負荷低減の両立（デカップルギー生産性の改善）の寄与がずっと大きリング、U ターン）は可能か？

いということである。
現実には、大気中の二酸化窒素や硫黄酸
１．環境クズネッツ曲線―CO2 の場合化物の濃度の例のように反転減少したもの

環境クズネッツ曲線は、「経済成長と所得もあるが、CO2 のように増え続けているも格差の関係」を論じたクズネッツ曲線を「経のもある。CO2 排出が、人間活動に必須の済成長と環境負荷の関係」に転用したもの

エネルギー大量使用に必然的に伴うというである。図に概略を示すが、タテ軸に環境負事情は当分変わらないので、経済成長と荷をとりヨコ軸の GDP（国民総生産=総消CO2 削減を両立させることはきわめて難し

い。図に倣って、各国の一人当たりのエネルを加えて京都議定書の目標値は達成）。このギー消費量（≒CO2 排出量）を一人当たり間、日本の経済成長は非常に小さい。バブルの GDP に対して両対数プロットすると、途崩壊後の“失われた 20―30 年”に相当し経上国は山形曲線の左山裾に、先進国は頂上済が停滞した“平成時代”に重なる。

付近にある。また、昔はどの国も曲線の左山

CO2 排出が減少したイギリス、ドイツは裾にあった。そして、今後反転して山を下るかなりの経済成長（GDP 増加）を遂げていかどうかはまだわからない。

るので、この間、経済成長と二酸化炭素排出

このように、経済成長と CO2 削減の両立のデカップリング（経済成長と CO2 削減の（デカップリング、U ターン）の成否が CO2両立）に成功したことになる。どうやって成排出の大幅削減のための鍵である。

功したのであろうか。再生可能エネルギーの普及のおかげなのだろうか。ここで、再生２．CO2 排出の現実の動向

可能エネルギーの優等生としてマスコミがさて、本稿の主題である CO2 排出量を喧伝するドイツの例を取り上げ、デカップ1990-2015 年の 25 年間について見てみよ

リングし得た本当の理由を探ってみたい。

う。世界の CO2 排出量は今も増加し続けて少し面倒だが簡単な算数なのでしばし我慢いるが増加速度には鈍化の兆候がある。中してお付き合いをお願いしたい。

国、インドでは今も相当の勢いで増えているが、先進国を見るとイギリスやドイツな

３.ドイツにおけるデカップリングの分析

どでは減少し、アメリカでもその傾向が若茅陽一氏が提案した次の恒等式３）に従っ干みられる。日本はというと、1990 年以後て分析する。簡単な式だが、経済成長と CO2はあまり減らず原発事故以後はむしろ増加排出の関係についてエネルギーを中心に考している（それでも日本は排出権取引などえるうえで便利な式である。

CO2 排出量 ＝｛CO2 排出量／一次エネルギー消費量｝
ｘ {一次エネルギー消費量／GDP} ｘ GDP（1）

右辺第 1 項｛CO2 排出量／一次エネルギー消費量｝は、一次エネルギー消費（≒供給）に対してどのくらい二酸化炭素を排出しているか、つまり一次エネルギー源の“炭素率”（＋二次エネルギーへの変換効率）、第 2 項｛一次エネルギー消費量／GDP｝は、生み出す付加価値（GDP）に対して一次エネルギーをどれだけ消費したか、つまりエネルギー生産性（エネルギー効率）の逆数である。以下、必要に応じ、CO2 排出量を C、エネルギー消費量を E、GDP を G と略記する。また、X 年の C などを C(X)などと表記する。
なお、（1）式は、GSC（グリーンサステイナブルケミストリー）の議論でよく使う恒等式、環境負荷＝(環境負荷／GDP)ｘ（GDP／人口）ｘ人口、の環境負荷を CO2 排出量とし、右辺第 1項を｛CO2 排出量／一次エネルギー消費量｝と｛一次エネルギー消費量／GDP｝の二つに分け、人口を省略したものである。

2

ドイツの 1990 年と 2015 年の C と E を3.71 兆ドルへ 1.44 倍に増大している（エネ表 1 にまとめた（データはドイツ連邦経済ルギー・経済統計要覧 2019）。

エネルギー省による。少量の輸出入とその以下、（1）式に沿って、式の各変数が 25他は省略）。なお、物価上昇を補正した実質年間で何倍に変化したかに注目して解析す

GDP は、この 25 年間で 2.57 兆ドルからる。

表1

ドイツの 1990 年と 2015 年の CO2 排出量と一次エネルギー消費量
CO2 排出量一次エネルギー消費（102 PJ）

C/Ex102（億トン）

総量

石油ガス

石炭・褐炭 原子力 再生エネ

1990

9.86

149

52.2

22.9

55.1

16.7

2.06.6

2015

7.48

133

44.9

27.7

32.9

10.0

16.4

5.6

*褐炭が多いことがドイツの特徴。再生可能エネルギーは風力発電＞バイオマス（非発電が多い）＞太陽光発電＞＞水力。
25 年間で、E/G は 0.62 倍（＝133/149/1.44） E/G の変化率 x G の変化率 = 0.62 x 1.44になり、C/E が 9.86/149 から 7.46/133 へ= 0.89 倍になり消費エネルギーが減少した。と 0.85 倍になった。その結果 CO2 排出がこのとき C/E が 1990 年のままなら CO2

表 1 のように 9.86 億トンから 7.48 億トン

排出量も 14.20 x 0.62 (= 9.86 x 0.89) = 8.80にまで減った。C(2015)= 9.86 (C(1990)) x億トンになったはずである。従って、E/G の0.85 x 0.62 x 1.44 = 7.48 億トンで 2.38 億低下による CO2 削減量は 14.20－8.80 =トン（= 9.86 – 7.48）削減。

5.40 億トンになる。これは、省エネ、節エ

しかし、削減効果を考えるには、1990 年

ネ、効率向上の結果である（後述）。の経済の枠組みをそのまま放っておけばこれに加えて、エネルギーの炭素率 C/E（Business As Usual, BAU。言い換えればが 0.85 倍になったことにより、CO2 排出量C/E, E/G が一定ならば）、CO2 排出量はは 8.80 x 0.85 = 7.48 億トンとなる。この値

GDP に比例して 1.44 倍の 14.20 憶トンには当然表 1 の数値に一致し、1.32 億トンのなったはずであろうことを考慮しなければ追加削減になる。この分を加えると削減量ならない。この 14.20 億トンを基準にするは合計で 5.40 + 1.32 = 6.72 億トンとなる。と、25 年間で 14.20－7.48＝6.72 億トンのまとめると 2015 年の CO2 排出量 = 14.20

CO2 を削減したとことになる。

｛= 9.86 (C(1990)) x 1.44 (G の増加率)｝xここで、6.72 億トンの CO2 削減の中身を0.85（C/E 低下率）x 0.62（E/G 低下率）=（1）式；C = C/E x E/G x G に従って分析7.48 億トンとなる。

する。

このような考え方にたてば、CO2 削減量

まず、G が 1.44 倍に増えたが、E/G が6.72 億トンの大部分がエネルギー生産性の0.62 倍に減少したので、E(2015)/E(1990) =向上（E/G 低下）によることになる。
3

以上の計算結果を表 2 にまとめた。表中

さく、それらの C/E が平均値に近いのでそのエネルギー低炭素化の内訳は後述。また、の変化は考慮していない。

石油・天然ガスの変化の合計は相対的に小
表2

ドイツの全削減量 6.72 億トンの内訳

CO2 全削減量―6.7 億トン

エネルギー生産性向上（E/G）により―5.4 億トン

エネルギー低炭素化(C/E)により―1.3 億トン

1.3 億トンのうち、再生可能エネルギー拡大により―1.0 億トン

原子力発電の縮小により＋0.4 億トン

一次エネルギー変換効率向上などにより(－1.3 + 1.0 － 0.4 ＝)―0.7 億トン

E/G の減少（エネルギー生産性の改善）

1990 年の C/E を使ったが、2015 年の C/Eが顕著だが、それは、産業構造の変化とエネでも大差はない。

ルギー利用効率の改善（省エネ・節エネ）に

C/E の寄与 1.32 憶トンから再生可能エネよると考えられる。産業構造の変化とは、第ルギー貢献分 1.0 億トンを引いた残りの1，2 次産業から金融、サービスなどの第 30.32 憶トンは、発電など一次エネルギーか次産業への転換とエネルギー多消費型の素ら二次エネルギーへの変換効率の向上・化材産業の海外への移転ないし依存である。

石燃料の低炭素化による CO2 削減量と原子つまり、エネルギー少消費型の経済へのシ力発電の減少による CO2 増加量との差であフトである（4 節まとめ参照）。

る。ここで原子力発電のエネルギー減少分

C/E の減少(低炭素化)に貢献したのは、第に C/E を掛けて CO2 増加量とした。

一に褐炭・石炭の利用が減って、再生可能エ

ちなみに、日本の場合、CO2 排出は原子ネルギーが増えたことである（表 1）。再生力が火力にシフトしたことが主な原因とな可能エネルギー普及の寄与をエネルギー構って、1990 年～2015 年に 1.1 倍に増えた。

成から推定すると 1.0 億トンになる。

それでも GDP 一人当たりの CO2 排出量は

これは以下のように推定した。CO2 を出ドイツとほぼ同じである。ドイツでは原子さないとされる再生可能エネルギーが他の力が総エネルギーの 7～8％残っているのエネルギーを代替したものとして、再生可に対し日本の原子力がほぼゼロであること

能エネルギー増加分に平均の C/E を掛けてを考えると、日本は CO2 排出削減でよく健CO2 削減量に換算した（＝代替され不要に闘している。日本とドイツを対比して表 3なったエネルギーの CO2 排出量の推定値）。にまとめる。ドイツのデータは前出。日本の4データは「エネルギー経済統計要覧 2019」。

ー経済統計要覧では 8.9 トンだが、日本とデータ源により数値は若干異なる。例えば、ドイツが同レベルにあることは変わらない。

ドイツの一人当たり CO2 排出量はエネルギ

表3C, E, G の変化率（2015／1990 比）のドイツと日本の対比

C=C/Ex

E/G x

G

一人当たり CO2 排出量(2015)ドイツ

0.76 倍0.85 倍0.62 倍1.44 倍9.2 トン／人

日本

1.10 倍1.12 倍0.77 倍1.28 倍9.0 トン／人

４. まとめ学ぶとすると、エネルギー生産性の大幅な現在の人類にとってのリスクは地球温暖向上が何により実現したのか内訳を具体的化に限らない。国際的な政治や経済の変調・に調べる必要がある。定量的な解析はでき破綻や自然災害などのリスクも地球温暖化ていないが、確かに産業構造では 3 次産業に勝るとも劣らない。科学技術が今の調子が増え、素材産業などのエネルギー多消費で進んでいくと破綻するかもしれないとい産業の海外移転ないし海外依存は進んでいうリスクもある。我々は、これらのリスクにる（海外移転・依存は世界の CO2 排出削減

対してバランスよく対策を講じなければなには貢献しない）。家屋の断熱化も生産プロらない。そのためには、様々なリスクに対すセスの効率化もすすみ、要素部品・技術の効る各種の対策を評価して、コストパフォー率（関連して文末の補足参照）もシステム全マンスが良く貢献量の大きいもの（質と量）体の効率も改善している。

を選んで、優先順位をつけることが必要でつまり、多くの技術を組み合わせ総合しある。コストは社会負担の合計、パフォ―マた結果として大幅な CO2 削減が実現していンスは人類の福祉全体への貢献を考えるのる。従って、再生可能エネルギーも過大な期が理想であろう。

待はせずに、これら多くの技術のうちの一ドイツの実績を分析することは対策の優つとして位置付けるのがよいであろう。

先順位をつける作業の一つである。その結もう一つの可能性をあえてあげると、自果、ドイツが経済成長と CO2 の排出削減を然のエネルギーをあまり加工せずに活用す両立できたのは、表 2 にあるようにエネルることがある。例として、太陽光・熱の直接ギー生産性の向上によるところが非常に大利用、木、草の緑や川、池の水の利用（水蒸きいことが分かった（約 80％）。再生可能エ

気の蒸発凝縮による環境変動の緩和、空気ネルギーの寄与は相対的に小さい（約浄化など）、風の道や地下熱を活かした空調15％）。などなどがある。エネルギーを大量に使っ従って、適切な削減対策をドイツの例にた力づくの改造や制御ではなく、自然と人5工の両者を程よく協調させる技術が大きなって CO2 はほとんど減らない。小型車から省エネルギーにつながるのではないだろう

EV への転換は、ある程度 CO2 が減るがかか。大都市部では太陽光からのエネルギーなりの費用が必要。燃費が悪く高価な高級と電力・燃料油からのエネルギーが既に似

セダンは CO2 に関しては論外。EV が CO2たレベルになっている。人工的になりすぎ削減の決め手とはなりそうもない。てはいないだろうか。

その上、他にも選択の基準は種々あって製品の選別も意外と難しい。結局は、消費者

補足１）電気自動車（EV）とガソリン自動が乗り心地、価格、燃費などを勘案して自分車（GV）の CO2 排出量の嗜好に合わせて決めることになろう。

10 万キロ走行した場合の、EV 車（リーフ）と GV 車の走行時・燃料（電気）製造

補足２）時間軸の問題。製造と使用の時間

時の CO2 排出量に自動車自身の製造時の差CO2 排出量を加えた CO2 総排出量を比較しCO2 削減のための機器は、それらを製造・た 。
その結果、GV のコンパクトカーと EV設置する間はもっぱら CO2 を排出して削減は同程度で、軽自動車はずっと小さく、GV効果はない。正味の CO2 削減効果が発生すの小型車は 1 - 3 割ほど多いことが推定されるのは機器の設置・稼働後しばらくたってた。高級セダンになると CO2 総排出量は圧からである。とりわけ急速に普及している倒的に多い。他方、価格は EV リーフ約 350

間は CO2 の排出が急増し続けるので、正味万円、軽自動車約 120 万円、コンパクトカの削減効果が出るまでにはかなりの時間がー（ノート）約 150 万円、小型車（シルフかかる。

１）ィ）約 200 万円、高級セダン 500 万円超である（いずれの車種もピンキリだが安めの（参考文献）価格をあげている）。

1. 御園生 誠『現代の化学環境学』裳華房,

従って、CO2 削減コスト（CO2 1 トン削

2017減に要するコスト）は EV 基準で、軽＜＜2. 渡辺 正『「地球温暖化」狂騒曲 社会をコンパクトカー＜小型車＜EV＜＜高級セ壊す空騒ぎ』丸善出版, 2018

ダンとなる。つまり、軽を EV に代えると

3．茅 陽一編著『低炭素エコノミー』日本経コストがかかるうえ CO2 排出量が増える。

済新聞社出版社, 2008

コンパクトカーを EV に代えると金はかか6