第 12 回講義（政経）

2021 年 9 月 5 日

エネルギーミックス

再生可能エネルギーの主力電源化～待ったなしのエネルギー政策転換～
公益財団法人自然エネルギー財団上級研究員

木村啓二

１、はじめに■代替エネルギーへの転換目指す
私が所属している自然エネルギー財団は、2011 年の福島第一原発の事故を契機に設立された財団で、原発に代わるエネルギーとして、自然エネルギーや再生可能エネルギーへの転換を進めていくことを目的としています。今日の話は 3 つのテーマがあり、1 つ目は「エネルギー大変革の時代」と題しました。
いささか仰々しいテーマですが、今やまさに世界全体がエネルギーシステムを大きく変えようとしている時代なのです。その中で日本のエネルギー政策がどう問われているのかを 2 つ目にお話しし、改訂されて新しくなったエネルギー基本計画についても触れたいと思います。これに関連して、自然エネルギー財団も 2030 年のエネルギーミックスについて提言しているので、これを 3 つ目のテーマとして紹介します。

２、エネルギー大変革の時代
１）化石燃料時代への変遷■技術革新に伴い化石燃料が急増
私たちが今使っているエネルギーの多くは、石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料ですが、なぜ化石燃料に大きく依存するようになったのかを歴史的に振り返ってみましょう。16 世紀のイギリスでは、産業の発展に伴い、製鉄、精錬、ガラス製造などに使うたくさんのエネルギーが必要となりました。当時のエネルギー資源は木材から作る木炭で、木材をどんどん伐採した結果、イングランドの豊かな森林は丸裸になってしましました。
その結果木炭価格が高騰したため、16 世紀末から安くて質の悪い石炭の利用が始まり、17 世紀にはほとんどの産業で石炭が使われ、18 世紀になると製鉄にも石炭が使えるような技術革新が起きました。こうした産業革命のもとで蒸気機関車などいろんな発明があり、化石燃料をたくさん使って経済発展をするというシステムが出来上がってきました。それを示しているのが右の図で、例えばエネルギーの各用途のうち、熱・素材製造・暖房・調理の分野では木炭から石炭に代わっていきます。製造業の動力では水力・畜力から蒸気機関へ、輸送では畜力から蒸気機関車へ、照明では植物油・獣脂から石炭ガスへとそれぞれ交代しています。
ここで使っているのはすべて石炭ですが、19 世紀半ばにアメリカで石油の掘削に成功すると、石炭より利点が多いとして世界中で使われるようになっていきます。同じころ、ファラデーの電磁誘導の法則の発見により、電気を作ることができるようになり、電気を使ってものを動かす電動機など、発電に伴う技術革新が起こりました。同時に交流を使って電気を遠くまで流すことのできる送電技術も発達しました。こうした技術革新に伴い、世界全体の化石燃料の消費は急速に増えていきます。エネルギーの消1

費が特に拡大したのは 1950 年以降で、石炭、石油、天然ガスの消費が急速 に増えました。そして大量生産、大量消費の社会が実現し、私たちは豊かな暮らしを享受できるようになったのです。

２）気候変動問題■200 万年で最高レベルの CO2 濃度
しかし化石燃料の大量消費により、いろんな問題が起こってきました。負の側面の 1 つは、化石燃料が燃焼過程で硫黄や窒素酸化物を出して空気を汚してしまうことです。最初にイギリスで深刻な大気汚染が起き、多くの人が呼吸器系の疾患で亡くなりました。日本でも高度経済成長期には公害が社会問題となり、今は中国やインドが大気汚染にさらされています。
2 つ目は中東諸国との政治的対立です。石油は中東など世界の中の一部でしか採掘できないため、特に 1950 年代以降、石油を巡る対立が顕著に起きるようになりました。
3 つ目が気候変動問題で、まさに喫緊の世界的な課題として認識されています。化石燃料を燃やすと、気温を温める効果のある二酸化炭素が出ますが、左の図は大気中の CO2 濃度がどんどん上がっている様子を示していて、産業革命前は 280ppm だったのが2019 年には 400ppm にまで上昇しており、過去 200万年で最高レベルとされています。同じく温室効果のあるメタンと酸化二窒素は過去 80 万年で最も高いということです。
これによって平均気温も上昇しています。最近出された IPCC（国連気候変動に関する政府間パネル）のレポートによると、この 100 年で 1 度を超える上昇を記録していて、現在の地球上の平均気温は過去 2000 年で最も高いレベルにあるということです。
また古気候学によれば過去 10 万年で最高レベルとされています。
■温暖化は人為的影響が明白
温暖化の原因として様々な研究者が研究した結果、現在の急激な気温の上昇は人為的要因を考慮しなければ説明できないくらいのスピードと量であるとしています。下の図は地球の平均気温がどうなるかをシミュレーションしたもので、下のラインは太陽の黒点の変化や火山の影響など自然要因だけを考慮した平均気温がどうなるかを示し、上のラインは人為的要因を考慮したものとなっています。今の観測データを最もよく説明できるのは、人為的影響を考慮した場合となっており、このことから
IPCC は人間の影響で温暖化していることは明白だと結論付けています。
温暖化によるいろんな影響のうち最も大きいのは水の被害です。温暖化によって大気中の水蒸気の量が増えることによって、台風や暴風雨などが増えてきており、2020 年の世界のさまざまな気象災害のうち、台風・暴風雨の被害
額は 10 兆円、洪水は５兆円にのぼります。
■もう化石燃料は使えない
生態系全体や人間社会を維持していくためには、気温の上昇を 1.5 度未満に抑えなければならないとされていて、そのためにはどこかで温室効果ガスの排出をゼロにしなければならないことが科学的に分かってきました。つまり、化石燃料は使えなくなるということです。

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■1.5 度未満には温室効果ガス半減が必要
ここから先は政治の話になります。2015 年にパリ協定が結ばれ、地球の平均気温の上昇を 1.5 度～2度未満に抑えるための努力をしようという合意がなされました。下の図は 1.5 度未満に抑えるための経路を示したものです。ドットのラインはそれを達成するために必要な排出量を示していますが、いかに急速に減らさなければならないかが分かります。
今、世界全体で 50 ギガ㌧の温室効果ガスが排出されているのですが、1.5 度未満に抑えるためには 2030 年までに 26 ギガ㌧と、ほぼ半分にしなければなりません。各国がパリ協定の時に宣言した削減目標を守ったとしても、今とほぼ変わりません。つまり、このままいくと 1.5 度に抑えられないどころか 2 度を超える可能性もあり、今の削減目標では全然足りないということです。
アメリカはパリ協定に参加しましたが、トランプ大統領の時に脱退を宣言し、次のバイデン大統領は就任初日に復帰に署名しました。中国は昨年 9 月の国連総会で習近平国家主席が 2060 年までにカーボンニュートラル（炭素中立）を達成すると宣言しました。部門別の対策もさまざま行っていて、電力については再生可能エネルギーの普及をかなり進めています。自動車に関してもガソリン車を廃止して電気自動車を進めるとしています。欧州は 90 年代から削減努力をしてきていて、2050 年までに炭素中立化を達成すると宣言しています。
■削減目標のさらなる積み上げ目指す
パリ協定の削減目標では全然足りないことから、さらに目標を積み上げようということで、アメリカが主導して今年 3 月に気候サミットが開かれました。この中でアメリカは、2050 年までに炭素中立化をしていくなど、かなり野心的な目標を掲げ、欧州、中国、イギリス、カナダなども追随。日本は菅首相が 2050 年にカーボンニュートラルを宣言しました。これによって 3~3.5 ギガ㌧くらいの削減が積み上げられるのですが、50 ギガ㌧から 26 ギガ㌧にしなければならないという観点から見ると、まだまだ足りないということになります。
いまだに目標値の積み上げをやっていない国もあります。オーストラリア、インド、ブラジルなどですが、これは世界全体で取り組まないとできない問題なので、こうした国々にも頑張ってもらう必要があります。今年の 12 月に国連で気候変動の会議が開かれますが、そこで各国がどこまで協調して取り組むかが極めて注目されます。

３）世界の再生可能エネルギーの現状■バイオ 9％。水力・太陽光・風力 5％
下の図は世界全体のエネルギー消費の内訳です。黒っぽいのが石炭と石油で、両者で世界全体の 6 割を占めています。天然ガスは 2 割、原子力が 5％、再生可能エネルギーは 14％となっています。再生可能エネルギーで最も多いのはバイオエネルギーで 9％。水力・太陽光・風力を合わせて 5％くらいです。
電気の分野では再生可能エネルギーがどんどん増えていて、世界の発電量に占める再エネ比率は 2010 年には 20％だったのが 2019 年には27％にまで増えています。電源構成を国別で見ると、再エネ比率は欧州で 4 割超、中国が 3 割、日米印韓が 2 割となっています。
3■カギを握る太陽光発電と風力発電
これから脱炭素を進めていくために、再生可能エネルギーはどれくらい見込みがありそうなのかについても研究が行われています。下の図は主に先進国がメンバーの IEA（国際エネルギー機関）の最新版のレポートです。2 つのシナリオを示していて、左のグラフは今のままだったらどうなるかという「現状シナリオ」を示し、右は脱炭素を強力に進めていった場合の「持続可能シナリオ」となっています。
「現状」では 2040 年の再生可能エネルギーは 22％ですが、「持続可能」では石炭がかなり減り、再エネは 4 割近くまで増えるとしています。今は 14％ですから 3 倍近くになるということですね。
再エネを増やす上でカギを握るのは太陽光発電と風力発電だとされています。太陽光発電は 10 年前にはほとんどありませんでしたが、世界中で導入が急速に進み、2020 年だけで 139 ギガ㍗、すなわち原発 139 基分が建設されました。風力発電もかなり増えていてきています。
■急速に進む発電コストの低下
急増の背景にあるのはコストが安いこと、つまり経済性が優れていることです。IEA が 5 年ごとに行っている発電コストの検証によると、火力発電の発電コストが 1 ㌔㍗アワーあたり 5 円から 10 円なのに対し、陸上風力発電は 5 円、太陽光は 6 円くらいです。世界ではこの 10 年で、再生可能エネルギーは高いというイメージから、一番安い電源だとの認識に大きく変わったのです。コストの低下はさらに加速しており、中東やポルトガルでの太陽光発電の入札では、1 ㌔㍗アワーあたり 2 円前後にまで下がっており、化石燃料はもう太刀打ちできないところまで来ているのです。

２、問われる日本のエネルギー政策
１）現代日本のエネルギー政策■気候変動問題と原子力が 2 大テーマ
日本におけるエネルギー政策上のテーマは、気候変動問題への対策と原子力の 2 点を言えるでしょう。
1990 年代以降、福島第 1 原発事故をはじめとする原発関連の事故やトラブルが頻発しました。これを含め、エネルギーを巡るさまざまな課題が顕在化していく中で、長期的な視点に立った国のエネルギー政策をきちんと定める必要があるということで、2002 年にエネルギー政策基本法が定められました。
その中で、エネルギー政策を進めていくための基本方針が打ち出され、安定供給の確保、環境への適合、市場原理の活用という 3 つの柱が提示されました。これに基づいて、経済産業省がより具体的なエネルギー基本計画を決めることになっていて、資源エネルギー庁の中にある総合資源エネルギー調査会が議論をしていくことになります。基本計画は 3 年ごとに改訂され、いま第 6 次基本計画の策定作業が行われています。
２）原子力をどうするか？
■急速に進む廃炉
ここで大きな課題となっているのが原子力問題ですが、政治は少しずつ立場を変えてきました。管内閣で福島事故が起こり、次の野田内閣は 2030 年代での原発廃止を打ち出しました。続く安倍内閣ではエネルギー基本計画が 2 回改訂され、原発への依存度は低下させるものの、2030 年以降も一定規模は維持するとしました。しかしこれだと国内での新設はできないため、海外に輸出することを成長戦略の一つとして掲げ、菅内閣でもこれが継承されました。右の図の×印は廃炉が4決まった原発で、福島第 1、第 2、美浜 1、2 号機などかなり多くの原発の廃炉が決まっています。原発は 1970 年代から 2000 年にかけ急速に建設されましたが、2000 年代に入るとほとんど新設されなくなりました。さらに 2010 年以降から廃炉が急速に進んだ結果、今の設備容量は 30 年前と同等の量にまで減ってきています。
■巨額の安全対策費が重荷に電力会社が廃炉を進めている理由の 1 つは、福島事故を契機に原子炉等規制法が改訂され、原発の運転が 40 年に制限（1 回のみ 20 年延長可）されたり、既存原発についても再稼働に際して巨費を要する安全対策が必要となったことです。2 つ目は電力システム改革の影響です。福島事故以前、電力会社は地域に 1 つしかない独占会社でしたが、消費者が電気を選べる自由競争となり、電力会社は価格競争に勝つためにコストのかかることはしたくなくなったのです。この安全対策投資というのはどれくらいかというと、既存の原発では総額 5.4 兆円にのぼると見られています。各社ごとにみると関西電力は 1 兆円を超え、東京電力も 1 兆円近くに達しており、大きな重荷になっています。
■国の目論見と現実が乖離
原発輸出においても、これまで輸出を試みてきた国のすべてで、中止や行き詰まりとなっています。
アメリカでは東芝が作ろうとしていましたが、かなりのコストオーバーをしてしまい、破綻の危機に追い込まれてしまいました。このように、国が目指そうとしている原子力の方向性と現実が乖離し、思ったようにうまくいかなくなってきているのです。

３）進む日本の再生可能エネルギー■再エネは 2020 年に 20％超
2012 年に再エネ特措法が施行され、再生可能エネルギーの電気を固定価格で買い取る制度が導入されました。これにより急速に、再エネの発電所がたくさん建設されました。同法施行前の 2010 年の再エネ電力比率は 10％前後でしたが、2019 年度には 18％にまで達し、2020 年には 20％を超えたとの報道もあります。
気候変動への対策については、昨年、菅総理大臣が 2050 年までにカーボンニュートラルを目指すと表明しました。そのための中間目標として、気候サミットにおいて、2030 年までに 2013 年度比 43％削減し、さらに 50％削減にも挑戦すると宣言しました。
■減り続ける CO2 排出量
ここで足元の状況を見てみましょう。左のグラフはエネルギーの利用に伴う CO2 の排出量の推移を示しています。大きな流れとしては、1990 年度から 2007年度までは排出量は増えていました。その後 2008 年のリーマンショックで減り、2011 年の福島事故でやや増えましたが、2015 年度以降は減少を続けています。
そして 2019 年度の排出量は 2013 年度比 15％減となっています。年平均 2.5 ポイントずつ削減されていることになります。

４）カーボンニュートラルに向けたエネルギー基本計画■再エネを現在の 8％から 20％に
今後 10 年でどこまで行けそうなのかを探るために、いま議論されているエネルギー基本計画についてお話しします。まずは 2030 年に必要と思われるエネルギー量を推測するところから始めます。それには 2030 年の人口、世帯数、GDP などを推測し、それに対してどれくらいのエネルギーを使いそうなのかを計算します。これに省エネのための政策の効果を加味するなどして、2030 年に必要な最終的な消費量を推計するのです。

5日本のエネルギー消費量はどんどん減っており、現在は基準年の 2013 年度に比べ 10％くらい減少していて、2030 年度にはさらに 20％近く減るものと推測されています。
2030 年度の必要量をどのエネルギーで満たすのかというと、再生可能エネルギーについては、現在の 8％くらいから 20％程度に高めることを目標としています。石油、石炭、天然ガスはもちろん下げていこうということですね。
ここで特に問題になるのが電気です。日本の電力需要は減っていて、2013 年に比べ 10％近く落ち込んでいます。そして省エネを含めた2030 年の見通しは、さらに 10％くらい減ると見込まれています。これを満たすための電源構成（上図）ですが、再生可能エネルギーは現在の 18％から 36～38％に、原子力は 6％から 20～22％にしたいとしており、その結果非化石電源は 6 割を占めることになるということです。
■政府見通しの達成が危うい原子力
これがその通りになるのかというと、ちょっと怪しいのが原子力です。現在再稼働している原発は 10基あり、600～700 億㌔㍗アワーの発電が可能です。政府は 2030 年に 1900～2000 億㌔㍗アワーまで回復させる見通しを示していますが、それには現在審査中のものに加え、未申請分のものも稼働させなければ実現不可能な水準であり、常識的に考えて極めて危うい状況です。
■再エネ比率は国際的には見劣り
次に再生可能エネルギーですが、2019 年度の発電電力量は 1852 億㌔㍗アワー（18％）で、今の政策を続ければ 2030 年までに 2700 億㌔㍗アワーくらいまで増えそうです。しかしこれでは足りないので政策を強化し、3000 億、さらに野心的な数字として 3300～3500 億㌔㍗アワーまで目指し、電源構成を36～38％にもっていこうという見通しになっています。この 36～38％という数字が世界的にはどうなのかというと、アメリカのニューヨーク州が 70％、カリフォルニア州が 60％、ドイツ、イギリスが 65％ということですから、国際的にはまだ見劣りする水準と言えるでしょう。
■送電網の増強も不可欠
再エネを増やすためには発電所を増やすだけではだめで、送電網の増強が不可欠です。特に風力発電は北海道や東北に資源があるのですが、そこから関東地方まで送るための送電網が不足しており、国は新しく建設するためのマスタープランを作っています（左図）。
■石炭火力対応は二の足状態
脱炭素という観点から、石炭火力への対応も非常に重要です。いま石炭火力の発電量が約 3000 億㌔㍗アワーありますが、政府は、古くて効率の悪いものを壊し、新しくて効率のいいものは残そうという方針です。
ただし高効率石炭火力の CO2 排出量は従来型より 10％程度少ないのにすぎず、LNG 火力より圧倒的に多いのです。こうしたことから、石炭火力への対応については、まだ二の足を踏んでいるような状態になっています。
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３、自然エネルギー財団の 2030 年エネルギーミックス提言
１）再生可能エネルギーの見通し■再エネが 46％を占める可能性も財団では再生可能エネルギーをどこまで増やせるかを検討しました。その作業で重要視したのは、未計画ではあるものの、今後計画されていく可能性を探ることでした。具体的には、物理的には建てられるけれども、制度的に建てられないところに建てていったらどうなるのかなどを検討しました。例えば農地法で守られている耕作放棄地を農地転用するといった方法です。その結果、2030 年までに今の 2 倍以上の発電ができることが分かったのです。そして、人口、経済成長率、省エネなどを考量した電力需要を推計し、それに対する再エネの比率を計算すると 46％に達しました。
２）コストと需給バランス■需給バランスの維持も判明
再生可能エネルギーの問題の一つとして言われているのは、お天気任せじゃないかということです。
再エネを 46％にまで高めたら停電は起きないのかという懸念ですね。そこで私たちは再エネを 46％にした場合の 1 年間（8760 時間）の電力需要を検証しました（下図）。太陽が照る時、照らない時、風が吹く時、吹かない時、足りないところは天然ガス火力で――といったことを細かく考慮して計算した結果、すべての時間において需給バランスを維持できることが分かりました。電力コストについてもシミュレーションしたところ、2019 年の電力コスト（電力調達費用プラス再エネ賦課金）は 9.9 兆円でしたが、2030年はこれを下回る 9.3 兆円となりました。

４、まとめ
今後の日本のエネルギー政策を考えるうえで 2 つの論点があると思います。1 つは原子力をどうしていくのかについて、政治的に真正面から議論していかなくてはなりません。2 つ目は脱炭素を実現させるための実効的な政策をきちんと検討していく必要があります。これらについてさまざまな論点があり、解決済みでないものも多いですが、それは世界中同じです。

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【質疑応答】
Q 電気をすべて再エネにしてもカーボンニュートラルは実現しないのではないですか。
A エネルギー消費は電気だけでなく車、航空機、船舶、製鉄などで燃料を使っており、こうした分野でどうやって脱炭素するかが大きな課題です。方法の 1 つは電化ですが、自動車ではできても製鉄は電気ではできないので、水素で製鉄ができないか研究されています。
Q 地球温暖化の原因を巡る論争には決着がついたのでしょうか。
A 温暖化の議論は何をもって決着が着いたとみるかです。気候学者の間ではもう決着が着いていますが、1 人でも違うという人がいれば決着とならないのか、1 人くらいなら決着とするのかは、みなさん自身、あるいは政治の判断になると思います。

木村啓二先生のプロフィール
2013 年より現職。専門は環境経済学、再生可能エネルギー政策論。
2007 年に立命館大学大学院国際関係研究科博士後期課程修了、博士(国際関係学)。
自然エネルギー財団では、自然エネルギーの政策・制度的課題全般についての研究、発電コストの分析、自然エネルギー統計の整備に取り組む。
（著書）
 『拡大する世界の再生可能エネルギー』(共同執筆、世界思想社、2011 年)
 『国民のためのエネルギー原論』(分担執筆、日本経済新聞出版社、2011 年)
 『地域分散型エネルギーシステム』(分担執筆、日本評論社、2016 年)
 『炭素排出ゼロ時代の地域分散型エネルギーシステム』(分担執筆、日本評論社、2021 年)など。

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