(財)地球環境産業技術研究機構

システム研究グループ

2008 年 3 月 25 日

ＤＮＥ２１＋モデルの概要
１．
○

特徴

モデルアプローチは、複雑な関係を定量的に取り扱い、想定した前提条件の下で整合的な分析を行うことができる。

○

ＤＮＥ２１＋モデルでは、二酸化炭素の排出量制約がないとしたとき（Business as Usual (BaU)ケース）の最終エネルギー需要及び各種技術などのコストを所与として、世界全体のコストが最も安価になる整合的なエネルギー・システム（エネルギーフロー、エネルギー関連設備容量など）を導出できる。排出制約が加わった場合、エネルギー価格の上昇に伴い減少する最終エネルギー需要について、その需要を満たしつつコストが最小となるエネルギー・システムを導出することができる。

○

主な特徴としては、１）２０５０年までの長期的な分析が可能、２）世界全体を対象としつつ詳細な地域分割により地域的な差異を分析可能、３）具体的な温暖化対策を詳細に評価可能、などが挙げられる。

○

基本的にはエネルギー起源のCO2のみを評価対象としている。

○

エネルギー・セキュリティなど、将来の不確実性に関する要因を考慮されていない。

２．
○モデル構造２０００年～２０５０年の期間における世界全体のエネルギー・システム総コストを最小化する（最適化型モデル（線形計画モデル））。

○

最適化代表時点は 2005, 2010, 2015, 2020, 2025, 2030, 2040, 2050 年の８時点（2005 年は 2003～2007 年、2010 年は 2008～2012 年、2015 年は 2013～2017 年、・・・をそれぞれ代表している）○

世界全体を５４地域に地域分割（米国、カナダ、オーストラリア、中国、インド、ロシアはさらに１国内を分割、計 77 地域分割）。

○

エネルギー供給技術（各種発電技術、石油精製、石炭ガス化技術など）、二酸化炭素分離・回収、貯留・隔離については、各技術のコストやエネルギー効率などを明示的にモデル化（ボトムアップ的）。

○

エネルギー需要技術については、・ エネルギー多消費産業のうち、鉄鋼、セメント、紙パ、アルミ、化学の一部（石油化学のうちエチレン・プロピレン製造、アンモニア製造）、運輸（自動車）、民生の一部については、各技術のコストやエネルギー効率などを明示的にモデル化（ボトムアップ的）。
・ その他の部門は、個別技術を想定せずに燃料種別に集約したエネルギー需要としてモデル化（トップダウン的）。

-1-(財)地球環境産業技術研究機構○

システム研究グループ

2008 年 3 月 25 日

分割地域間のエネルギー（石炭、石油、天然ガス、合成油、エタノール、電力、水素）および CO2の輸送をモデル化。

○

８種の一次エネルギーを考慮（石炭、石油（在来型、非在来型）、天然ガス（在来型、非在来型）、水力・地熱、原子力、風力、太陽光、バイオマス）。

○

ボトムアップ的にモデル化した部門以外は、最終エネルギー需要をマクロ的に４種に区分（固体燃料需要、液体燃料需要（ガソリン需要、軽質油需要、重質油需要）、気体燃料需要、電力需要）。

○

電力需要については、電力負荷変動に合わせた供給となるように、年負荷持続曲線を基に、電力負荷の大きさによって４時間帯に区分し、それぞれ需給バランスがとれるようにモデル化。

○

各種エネルギー変換過程（各種発電、石炭ガス化・液化、天然ガス改質など）、二酸化炭素分離・回収、貯留・隔離などをモデル化。

図 1 DNE21+における世界の地域分割

表 1 DNE21+における世界の地域分割の詳細
DNE21+ Region
1 United States

Country
United States

Annex IOECDYY

EU15United States Virgin Islands
GuamPuerto Rico
2 CanadaCanadaYY

3 United Kingdom

United Kingdom

YYY

4 FranceFranceMonaco

YYY

5 Germany

GermanyYYY

6 Italy

Italy
San Marino

Y

Y

Y

7 Spain, PortugalSpain
Portugal

Y
Y

Y
YY
Y

Vatican CityAzores (Port.)-2-ASEAN

(財)地球環境産業技術研究機構

システム研究グループ

2008 年 3 月 25 日

8 Belgium, Netherlands, Denmark

Belgium
Netherlands

YYYYYYDenmark

YYY

9 North Europe

SwedenFinlandYYYYYY

10 Other EU

Austria
Ireland

YY

YY

Y
Y

GreeceYYY

Luxembourg

YYY

11 Norway, Iceland

NorwayIceland

YYYY

12 Greenland (Denmark)13 Other Western EuropeGreenland
Switzerland

YY

Liechtenstein
Malta
AndorraFaeroe Islands
Gibraltar
14 Japan
15 Australia

JapanAustralia

YY

Y
Y

16 New Zealand

New Zealand

YY

17 Other Oceania

Papua New Guinea
Fiji
French Polynesia
Kiribati
Nauru
New Caledonia
Solomon Islands
Tonga
American Samoa
Vanuatu

18 China

China
Hong Kong

19 North Korea, Mongolia
20 Viet Nam, Cambodia, Laos

Democratic People's Republic of Korea
Mongolia
Viet Nam

YCambodia

Y

Lao People's Democratic RepublicY

21 Korea

Korea

22 Malaysia, Singapore

Malaysia
Singapore

YY

23 Indonesia

Indonesia
East TimorY

24 Thailand

ThailandY

25 Philippines
26 Brunei

Philippines
Brunei Darussalam

YY

27 Chinese Taipei
28 India

Taiwan Province of China
India

29 Pakistan, Afghanistan

Pakistan
Afghanistan

30 Myanmar

Myanmar31 Other Asia

Bangladesh

YY

Nepal
BhutanSri Lanka
Maldives
32 IranIran

33 Saudi Arabia

Saudi Arabia

34 Bahrain, Oman, Qatar, UAE, Yemen

BahrainOman
QatarUnited Arab Emirates
Yemen

35 Other Middle East

Iraq-3-(財)地球環境産業技術研究機構

システム研究グループ

2008 年 3 月 25 日

KuwaitJordanIsraelLebanonSyrian Arab Republic
Cyprus36 Turkey
37 North Africa

TurkeyEgypt

Y

Libyan Arab Jamahiriya
Tunisia
Algeria
Morocco38 South Africa

South Africa

39 South East Africa

Sudan
Eritrea
Djibouti
Ethiopia
Somalia
Kenya
UgandaRwandaBurundiUnited Republic of Tanzania
MalawiMozambique
Swaziland
LesothoMadagascar
Seychelles
Comoros
Mauritius
Reunion

40 Other S.S.Africa

AngolaBenin
Botswana
Burkina Faso
Cameroon
Cape VerdeCentral African Republic
ChadCongo
Cote d'Ivoire
Democratic Republic of the Congo
Equatorial Guinea
Gabon
GambiaGhana
GuineaGuinea-Bissau
Liberia
Mali
Mauritania
Namibia
NigerNigeria
Sao Tome and Principe
SenegalSierra Leone
Togo
Zaire
ZambiaZimbabwe
Western Sahara

41 Mexico

MexicoY-4-(財)地球環境産業技術研究機構
42 Other Central America

システム研究グループ

2008 年 3 月 25 日

BahamasBermudaCuba
Jamaica
Haiti
El Salvador
GuadeloupeSaint Vincent and the Grenadines
GrenadaDominica
Dominican RepublicSaint Lucia
Saint Kitts and Nevis
Barbados
Antigua & Barbuda
Netherlands Antilles
Trinidad and Tobago
GuatemalaBelizeHonduras
Nicaragua
Costa Rica
Panama43 Brazil

Brazil44 Venezuela, Guyana, Suriname

Venezuela
GuyanaSuriname
French Guiana

45 Paraguay, Uruguay, Argentina

Paraguay
Uruguay

46 Other South America

Colombia

Argentina
Ecuador
Peru
BoliviaChile
47 Russia

Russian Federation

Y

48 Other Annex I of FUSSR

UkraineEstonia

YY

LatviaY

LithuaniaY

49 Belarus

Belarus50 Kazakhstan
51 Other FUSSR

Kazakhstan
Kyrgyzstan
Tajikistan
Turkmenistan
Uzbekistan
Armenia
Azerbaijan
Georgia

52 OECD E.Europe

HungaryPolandYYYY

Czech RepublicYY

53 Other Annex I of East Europe

Bulgaria

YRomania

YSlovakia

YCroatia

YSloveniaY

54 Other E.Europe

Serbia and Montenegro
Former Yugoslavia
Albania
Bosnia and Herzegovina
Republic of Moldova
Former Yugoslav Republic of Macedonia-5-

(財)地球環境産業技術研究機構

システム研究グループ

産業部門

化石エネルギー
石炭
石油（在来型、非在来型）
天然ガス（在来型、非在来型）

生産
単価

各種エネルギー変換プロセス（石油精製、石炭ガス化、ﾊﾞｲｵｴﾀﾉｰﾙ化、ガス改質、水電解等）

鉄鋼
セメント
紙パ
化学(ｴﾁﾚﾝ, ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝ, ｱﾝﾓﾆｱ)
アルミ

累積生産量

固体、液体、気体燃料、電力

再生可能エネルギー
水力・地熱
風力
太陽光
バイオマス

2008 年 3 月 25 日

運輸部門
各種発電

自動車
固体、液体、気体燃料、電力供給
単価

民生・業務部門
年間生産量

CCS

原子力 （在来型、次世代型）

冷蔵庫、ﾃﾚﾋﾞ、ｴｱｺﾝ 他
固体、液体、気体燃料、電力

図 2 DNE21+におけるエネルギーフローの全体概要

３．

用語・単位の説明

3.1. 用語
BaU：Business as Usual、なりゆき。特段の CO2 排出抑制がないときの見通し。ただし、CO2 排出抑制がなくても、各種技術は進展し、また、石油価格等の上昇によって、技術の選択は変わるので、間接的に CO2 排出を抑制する対策が採られることはある。

3.2. 単位
toe：tons of oil equivalent、石油換算トン
Mtoe：Million tons of oil equivalent、石油換算百万トン
TWh：テラワット時、1TWh = 0.086 Mtoe

-6-

(財)地球環境産業技術研究機構

４．

システム研究グループ

2008 年 3 月 25 日

モデル開発担当者、モデル開発に貢献頂いた方々＜モデル開発・データ収集等の担当＞（財）地球環境産業技術研究機構（RITE）システム研究グループ
秋元圭吾、佐野史典、本間隆嗣、小田潤一郎、Ullash Kumar Rout、友田利正、徳重功子＜貢献頂いた方々＞
DNE21+の原型である DNE21 モデルの開発者：東京大学 藤井康正准教授、山地憲治教授
DNE21+開発に貢献：立命館大学

小杉隆信准教授（2004 年 3 月まで RITE システム研究グループ所属し担当）
その他、地球再生計画、Beyond2010 の委員会、WG 委員
データ収集へのご協力、技術指導を頂いた方々：新日本製鉄、セメント協会、王子製紙、豊田中央研
究所、経済産業省 他 多数
＜スポンサー＞
本モデル開発の多くの部分は、（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）からの委託研究によって実施したものである。

-7-