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IPCC 第６次評価報告書における一次エネルギー需要推定～ 公開データとその分析例 ～2022 年 7 月

トピック 011000 を超える CO2 排
出シナリオとそのグルーピ
ング

トピック 022050 年前後にカーボンニュートラルとなるシナリオ群における世界の一次エ
ネルギー需要推定

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トピック 011000 を超える CO2 排出シナリオとそのグルーピング
IPCC1の第６次評価報告書(AR6)は、2021 年から順次公開され、気候変動の緩和に関する第 3 作業部会(WGⅢ)の報告は、2022 年 4 月に最終ドラフト2、今後修正を経て最終版となる。2015 年の前回の第 5 次評価報告書(AR5)、2018 年の 1.5℃特別報告書(SR1.5)に続く 3 年ぶりの大規模な報告書が今回の第６次評価報告書(AR6)である。なお、環境省のホームページには解説記事3が公開されている。
AR6 は 2022 年 6 月時点で、最終ドラフトのステータスであるが、編集に使用された膨大なデータが既にオープンアクセ
4ス可能な状態で公開 されている。 このデータは大量の論文、資料から抽出されたものであるため、世界の機関、アナリスト、研究者たちが推定する値の範囲やバラツキなど俯瞰的な評価が可能である。 本レポートでは、世界の一次エネルギーの需要推定を取り上げ、その傾向を分析した結果を分析例として示す。

公開データは、モデル、シナリオ、地域、変数、単位、年、値から構成される。 シナリオによって CO2(または GHG)の排出経路が設定されるが、シナリオは IPCC、各研究機関独自のものも含め 1000 本以上、対象地域は各国、地域、世界全体など約 100 種、変数は一次エネルギー需要など様々な指標であり約 1300 種と膨大で、データの総数は数百万行におよぶ(時系列データを１行として)。
CO2(または GHG)の排出経路が設定されるこれらのシナリオは気温上昇に基づいたカテゴリーで分けられており、AR6 では、C1~8 の新たなカテゴリーが設定されている(C1:Below 1.5℃ with no or limited overshoot, C2:Below
1.5℃ high overshoot, C3:Likely below 2℃, C4:Below 2℃, C5:Below 2.5℃, C6:Below 3℃,
C7:Below 4℃, C8:Above 4℃)。
Fig. 1 は各シナリオの年ごとの世界全体の CO2 排出量をカテゴリーごとに色分けし、プロットしたものである。

Fig. 1 CO2 排出経路とカテゴリー

1 国連気候変動に関する政府間パネル（Intergovernmental Panel on Climate Change）
2

https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg3/

3

https://www.env.go.jp/press/110869.html

4①地域でいくつかに分けた CSV ファイル https://data.ece.iiasa.ac.at/ar6/#/downloads②グラフ・表など時系列でデータが閲覧・ダウンロード可能なポータルサイト https://data.ene.iiasa.ac.at/ar6/#/workspaces③Python, R によるデータ処理のためのライブラリHuppmann D, et al. pyam: Analysis and visualisation of integrated assessment and macro-energy scenarios
https://open-research-europe.ec.europa.eu/articles/1-74/v2
本レポートで使用した公開データの入手およびデータ処理には③のライブラリを使用

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公開データを用いることで、既定の C1~8 カテゴリーだけでなく、分析の目的に応じたシナリオの抽出やグルーピングが可能である。 例えば、Fig. 2 は、全てのシナリオのうち、2050 年カーボンニュートラルと同種のシナリオとして、2045 年から 2060 年の間に、CO2 排出がゼロとなる 120 本を抽出した結果である。

Fig. 2 2050CN に近いシナリオにおける世界の CO2 排出[GtCO2/yr]
抽出された 120 本のシナリオには C1~4 のカテゴリーのものが含まれ、ネットゼロまでの途中経過である 2030,40 年の排出量の推定値の分布は他の年に比べ広い。 Fig. 2 の右は、年ごとのデータの分布を示すボックスプロットで、実線は値の中央値、破線は平均、箱の上部は 75 パーセンタイル、下部は 25 パーセンタイルを示す。2045~2060 年にネットゼロとなるシナリオにおける 2030 年の排出量のデータには大きな広がりがあるものの、中央値 24.6 に対し、25~75 パーセンタイルの区間で見ると 21.5~29.2GtCO2/年の範囲となっている。
AR6 で扱う GHG(温室効果ガス)は CO2 の他、CH4, N2O, F ガス類など多岐にわたる。GHG 全体を表す変数5を用い、抽出された 120 本のシナリオに含まれる CO2 排出量と GHG 排出量との相関分析の結果を Fig. 3 に示す。

Fig. 3 世界の CO2 排出量と GHG 排出量との関係
CO2 と GHG 排出量との間には強い相関が見られるが、これは、別々に設定または推定されたものが相関しているのではなく、多くのシナリオで、GHG 排出量が CO2 の一次関数とし設定され6、CO2 排出量が設定または推定されれば、GHG 排出は自動的に決定されていると考えられる。 AR6 における GHG 排出量 y と CO2 排出量 x との関係は、次の式で与えられる。
[tCO eq/yr] = 1.13 [tCO ⁄yr] + 7.80

5AR6 で扱う変数は、変数名を”|”で区切り階層構造を表す。GHG 排出を表す変数名は”Emissions|Kyoto Gases”

6 欠落した排出種を補うためのソフトウエア(Silicon)の使用に言及 https://data.ece.iiasa.ac.at/ar6/#/about

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トピック 022050 年前後にカーボンニュートラルとなるシナリオ群での世界の一次エネルギー需要推定
トピック 01 で抽出したシナリオ群における一次エネルギー需要のうち、天然ガス、石油、風力発電、太陽光発電について、分析を実施した。
Fig. 4 は天然ガスと石油の需要推定の分布を示す。縦軸は需要で、単位は石油、天然ガスともに EJ/yr (エクサジュール/年)、1EJ は石油換算で 23.9 百万トン、天然ガス換算で 948 兆 BTU に相当する。参考として、IEA の推定値も併せてプロットしたが(▼:SDS、▼:NZES) 7、CO2 の集計方法が IEA と IPCC では異なるため、厳密な比較の場合には注意が必要である。

Fig. 4 天然ガス(左)と石油(右)の世界の需要推定
Fig. 5 は風力発電と太陽光発電の需要推定を示す。これらは一次エネルギーとして直接電力が得られるが、石油、天然ガスとエネルギー量で比較するため、単位は同様の EJ/yr を用いている。 1EJ は 0.278 兆 kWh である。 2050
年における一次エネルギー需要をそれぞれの中央値で比較すると、石油/天然ガス/風力発電/太陽光発電は、89 / 70/ 71 / 81 EJ/yr とほぼ同等の需要規模であり、依然として化石資源の利用が残る推定となっている。 トピック 01 で示したように、2050 年 CO2 排出の中央値は 1.1GtCO2/yr とほぼゼロであり、CCS の併用による化石資源の利用やNETs (ネガティブエミッション技術)の導入を想定していることが示唆される。

Fig. 5 風力発電(左)と太陽光発電(右)の世界の需要推定

7

IEA, Net Zero by 2050, 2021 (SDS:Sustainable development scenario, NZES:Net Zero Emission scenario)

https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050

データの入手 https://www.iea.org/data-and-statistics/data-product/net-zero-by-2050-scenario#tables-for-scenario-projections

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トピック 03
世界全体の CO2 排出量と石油の需要推定との相関分析
ここまで、一次エネルギー需要の将来推定を年ごとに見てきた。 当然ではあるが、石油と天然ガスは減少、風力発電と太陽光発電は上昇傾向となっている。 これらの値は CO2 排出量に強く影響され、異なる CO2 排出経路を持つシナリオ
では、まったく異なる需要推定となっている。
需要への CO2 排出量の影響を定量化するため、今回抽出されたシナリオ群のデータのうち、2030～60 年の石油需要と CO2 排出量との関係をプロットしたグラフを Fig. 6 に示す。

Fig. 6 CO2 排出量と石油需要の相関両者には相関が見られ、上部に示す回帰式から、CO2 排出量ゼロにおける石油需要は 80EJ/yr と見積もることができる。 年ごとの需要の分布を見た Fig. 4(右)の 2030 年、2050 年の中央値が 178, 70 EJ/yr であるのに対し、排出量の中央値(Fig. 2)と回帰式を用いた推定では、それぞれ 163、84 EJ/yr と比較的近い値となる。 この回帰式の係数から、ネットゼロに向かう過程では、1 億トン/年の CO2 削減で、約 800 万トン/年の石油需要が減少など、おおまかではあるがその傾向をイメージすることができる。ここまで、一次エネルギーの需要に焦点をあて、IPCC 第６次評価報告書(WGⅢ)に付随する公開データを使った分析例を示した。 公開データは様々な分析に利用可能な膨大かつ貴重な情報であり、今後も分析を継続していく予定である。

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ENEOS 総研 エネルギー技術調査部
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