RITE Today 2022

特集

技術・社会イノベーションによる低エネルギー需要社会の実現へ－国際モデル比較プロジェクト EDITS－システム研究グループ

1． はじめにグループリーダー・主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員

秋元 圭吾
長島 美由紀林礼美
伏見 温子

1.5℃を実現する、様々な排出経路が示されたが、とり2015 年にパリ協定が採択され、全球平均気温上昇

わけ、Low Energy Demand (LED)というシナリオ 2)を産業革命前に比べ２℃未満に十分に低く抑え、またが注目された。これは、通常のモデル分析で示されるよ1.5℃に抑えるような努力を追求するとした。そして、

うな、最終エネルギー需要よりもずっと小さなエネルギ

2℃目標に対応する排出削減として、今世紀後半には、ーを示すものである。気候変動対策のみならず、SDGs

温室効果ガスについて人為的起源排出とシンクによるの同時達成にも寄与し得るとされる。

吸収をバランスさせるという、いわゆるカーボンニュー

図 1 に世界における各エネルギー利用段階でのエネルトラル（正味ゼロ排出）が合意された。更に、その後、国内ギー消費量を示す。エネルギーは特に最終利用段階に近外で早期のカーボンニュートラル（以降、CN と記載）実いところで無駄に使われている。特に本来必要がなく、現への要請が強まる中、2020 年 10 月に菅首相（当時）サービスに寄与していないのに、エネルギーが消費されは、2050 年までに CN を目指すと宣言した。これはていることが多い 3)。例えば、照明は典型的な例で、人1.5℃未満の気温上昇に抑制するシナリオと整合性があがいないときでも照らされていることが多い。近年、人るとされる目標である。そして、2021 年 4 月には、感センサーが安価になってきたことで、人がいないとき2030 年排出削減目標について、46%削減へと深堀すには自動で消灯するようになってきたが、まだ無駄に点るとし、さらに 50%減の高みを目指して挑戦するとし灯していることは多い。

た。また、2021 年 11 月の国連気候変動枠組条約

我々は、エネルギー消費を目的として、エネルギーを（UNFCCC）第 26 回締約国会議（COP26）では、世界消費しているわけではない。より満足感の高いサービスの平均気温の上昇を 1.5℃に抑える努力を追求するこを得ようとする中で、結果としてエネルギーが消費され、とを決意する、とされた。

CO2 が排出されている。当たり前だと思っているサービ

CN 達成のためには、再生可能エネルギー、原子力、そスは本来必要なサービスなのか、真に必要としているサ

して CO2 回収・利用・貯留（CCUS）、大気中 CO2 直接ービスは何か、という問題に立ち返ることが重要と考え回収・貯留（DACCS）等の CO2 除去技術（CDR）などのられる。

幅広い排出削減機会を活用していくことが重要である。

世界でも、Decent Living Standard （DLS：適切

一方、CN においても、省エネルギーは引き続き、排出削な生活水準、最低限必要な生活水準）に関する研究の進減における最重要課題と考えられる。特に、デジタルト展も見られ、その研究からは、世界の最終エネルギー消ランスフォーメーション（DX）とグリーントランスフォー

費量は 400 EJ/yr 程度であり、2050 年にかけて成りメーション（GX）の融合が、正に環境と経済の好循環を行きでは 600 EJ/yr 程度、2℃シナリオの対策有りでもたらす可能性を有している。

も現行並みの 400 EJ/yr 程度とする分析が多いが、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、2018 年
1)に 1.5℃特別報告書（SR15） を公表した。そこでは、DLS からは 150 EJ/yr 程度で十分としている研究も見受けられる 4)。無論、人の欲求は多様であるため、適4

RITE Today 2022特集

切な水準も変わり得るが、実際のエネルギー消費とのギがスマートフォンの機能で代替できるようになってきてャップが生じる要因をよく理解する上でも重要な研究といることを示している。また、家電機器の電力消費量に考えられる。

対して、スマートフォンではかなり小さい電力消費量でなお、文献 5)では、需要サイドで多く見られる小規模済むようになっている。更に重要な点は、製品に「体化さ技術の技術進展の速さ等についても指摘がなされておれたエネルギー（embodied energy）」である。製品のり、早いカーボンニュートラル化が求められている中で、製造段階において投入されるエネルギーも、スマートフ需要側対策は重要である。そして、エネルギー需要側対ォンに代替されることで大きく低減される。無論、すべ策を誘発する因子として、デジタル化技術の大きな進展ての機能が完全に代替されるわけではないが、別の便があることと、欧州の若年層等を中心に社会変化の芽も益（移動が容易であることなど）が付加されることで、代見られてきていることが挙げられる。このような中、文替が促進され、結果として、エネルギー消費そして CO2

献 6)では、需要サイドの研究の強化の必要性が指摘さ排出量が低減される。

れており、2022 年に出版予定の IPCC 第 3 作業部会の第 6 次評価報告書でも新たにエネルギー需要側対策
449 Wattsに焦点を当てた章が割り当てられるなど、研究の進展が期待されている。

5 Watts
2.5 Watts

高温熱Power

72 Watts

照明

Stand-byenergy use

低温熱
その他
発電
運輸
平均75 kWh
サービスエネルギー

一次エネルギー

最終エネルギー

有効エネルギー

0.1 kg1706 kWh

サービスエネルギー

図１ 世界における各エネルギー利用段階でのエネルギ

Embodied energy

ー消費量（一次エネルギー消費量を 100%とした場合）7)

26 kg
Weight

本稿では、低エネルギー需要社会実現の機会を特定し、

図 2 家電機器の代替と低エネルギー化の可能性 8)

それを具体的かつ定量的なシナリオとして提示することで、社会における変化を誘導することを目的に、2020

２．2． 紙媒体年度より開始した、経済産業省からの委託事業「技術革紙は情報を伝える手段として大きな役割を果たして新によるエネルギー需要変化に関するモデル比較国際きた。一方、紙・パルプは、その製造工程で大きなエネル

連 携 事 業 」 、 通 称 EDITS (Energy Demand

ギー投入が必要なエネルギー多消費産業である。図 3 にchanges Induced by Technological and So-

印刷・情報用紙の消費量の変遷を示すが、近年、先進国

cial innovations)事業について紹介する。

のみならず途上国においても、一人当たり消費量の低下傾向が見られている。また、新聞巻取紙の消費量につい２． 各種部門での低エネルギー需要社会実現の可能性ても同様の傾向が見られている。IoT の進展により、部門別に低エネルギー需要社会実現の可能性につい様々なデジタルデバイスを用いて情報を比較的容易にて考えてみたい。

得ることができるようになり、紙媒体の消費が低下して２．1． 家電きているものと考えられる。デジタルデバイス普及当初家電の変化が見られている。図 2 は、様々な家電機器

は、紙媒体での印刷の低減はほとんど見られなかったが、5

RITE Today 2022

特集

デバイスの進展やユーザーの慣れなどが相まって効果ァストファッションとは、1990 年代後半から 2000 年が表れてきたように見受けられる。

代前半にかけて登場した衣料販売チェーンの業態のこと

ただし、ダンボール紙の消費量は、宅配などの増加により、引き続き、上昇傾向が見られている。

を差し、その特徴は短いサイクルで流行のデザインを追いながら衣料品を大量生産し、低価格で販売することによって消費者に大量消費を促すというものである。服の120
United States
Canada

一人当たり消費量[kg/capita/yr]

100

EUFrance80

Germany
Italy

60

Japan
China

Korea

40

India

50%は着られることなく、廃棄されているとされているし、多くの服は稼働率が低く、クローゼットで出番を待っている。
ファッション業界も環境や社会に配慮した製品の推進も行ってきているところである。e コマースでの販売によって、ブランド企業は実店舗を維持することによるエMexico

20

Brazilネルギー消費や在庫を抱える必要がない。しかし、上述

World average0010203040
一人当たりGDP[thousand US$ in 2000 MER/capita/yr]

50

図 3 印刷・情報用紙の消費量の変遷 9)

したように試着をせずに e コマースを通して衣服を購入してしまうと、サイズが合わなかったり、イメージが違っていたりするため、未使用で捨てられる服を増やしてし２．3． アパレル
アパレルは、製造から廃棄に至るまでのエネルギー消費量やライフサイクルの短さなどから、環境負荷が高いまうという側面がある。そのような問題を解決する方法としてバーチャル・フィッティングや体型を自動的に計測する技術などが開発されている。との指摘がなされている。例えば文献 10)では、地球環

更に、インターネットオークションの進展による中古服境に対してファッション産業は世界の CO2 排出量の 8-等の取引は、事実上の服のシェアリングの進展にあたる10％（年間 40～50 億 t）を占めているとしている。

ものであり、需給のマッチングを促し、アパレル製品の稼また文献 11)によると、ヨーロッパの家庭における衣料品の使用（洗濯、乾燥、アイロンなど）に伴う CO2 排出は年間 5.3 億 t と概算されている。衣料品の使用方法働率の向上、廃棄の低減となる。
アパレルについてのより詳細は、文献 12)を参照されたい。

や同じ衣服を何回着るのかという維持管理は消費者個人の選択に依存するため概算しかできないが、平均的な2．4． 食料

T シャツの使用段階における CO2 排出量は、ライフサイ農水産物生産から、食品加工、輸送、調理等を含む食クルにおける排出量の半分を占めているとされる。例え料システム全体で排出される GHG は世界総排出のば、綿の T シャツのライフサイクル排出量を試算すると、21-37%13) とされる（これら推計は一般にフロー財を50 回洗濯した場合、CO2 排出量の 35%は繊維生産に対象としているが店舗や施設等ストック財も含めると一起因し、52%は使用段階で発生するとされる。なお、天層大きくなると見込まれる）。一方、人の消費のために生然繊維は石油原料の合成繊維に比べて生地の生産段階産された食品の約１／３はロス・廃棄されている。その原における CO2 排出量は少ないが、天然繊維は合成繊維

因は地域によって異なるが、中・高所得国では販売機会に比べて洗濯、乾燥、アイロンがけに必要なエネルギー損失を避けるための過剰生産や消費段階での廃棄が多が大きいため、生産時の低カーボンフットプリントは、使いとされる 14)。近年進展が著しい ICT(情報通信技術)用段階で相殺される可能性もある。

を活用し、食料需要をより正確に予測等できれば、食品近年、アパレルの売り上げは飛躍的に伸びており、そロス・廃棄が減ると同時に、プラスチック容器の低減、スの背景にあるのがファストファッションの台頭である。フーパーのスペース低減、冷蔵・冷凍エネルギー、輸送エネ

6

RITE Today 2022

特集

ルギーの低減などに波及し、エネルギー消費・GHG 排出要なエネルギー消費を低下し得る。RITE でも統合評価の低減につながる可能性がある。また、SDGs の同時達モデルを用いた定量的な試算を実施している 17)。

成にも寄与し得る。

OECD/ITF は、実際のデータ（人口分布、道路・公共日本について産業連関表を利用した分析 15)によると、

交通ネ ットワーク 、平日のトリップ需要（時間帯 、OD

高度需要予測技術や規格外品の個別販売等により、青(Origin-Destination)）、トリップ選好等）に基づいて果農業、食品業、家庭部門で発生している廃棄を 50%モデルを構築し、分析を行っている 18)。アイルランドの低減でき たとし た場 合 、 日 本 の 総 エ ネ ルギ ー 消費はダブリンにおいて、全ての自家用車をシェアカーに置き▲0.08～▲0.04EJ/年（日本の一次エネルギー供給の換えた場合はその 2%弱の車両台数で現在のモビリティ0.4～0.2%に相当）、GHG 総排出は▲8.4～▲5.9を供給できるとしている。また、自家用車の 20%を置

百万 tCO2eq/年（日本の GHG 総排出の 0.6～0.5%換した場合は（EV 無しでも）CO2 排出量が 22%低減さに相当）変化すると推計している。日本の場合、食品廃れるとしている。

棄率が小さいため、必ずしも大きな低減量の推計とはなっていないが、廃棄率がより大きいとされる海外も含め２．6． 産業：3D プリンティング

世界全体で取り組んだ場合には、より大きな低減効果が3D プリンター（アディティブ・マニュファクチャリング：あると考えられる。世界全体の試算では、各種想定したAM）が進展してきている。金型を作っての成形や切削

食品ロス・廃棄低減策によって、世界で 11 億 tCO2による造形などに比べ、複雑な形状を作成でき、同じ強eq/yr 程度の排出削減が見込まれる

16)。ただし、食料シ度でも軽い製品を作成できる場合が多くあり、マテリアステムの地域多様性は非常に高く、食品ロス・廃棄の低ル効率の向上にもつながり得る。また、大量生産ではな減効果等推計の不確実性があるため、引き続き精査・研く、それぞれのニーズに合わせた製品製造が可能で、大究が必要と考えている。

量生産、大量廃棄を避けることができる可能性もある。

２．5． 移動：カーシェアリング・ライドシェアリング

2．7． 行動変容

デジタル化の進展は、モビリティに大きな影響を及ぼ技術だけではなく、個々人の行動変容とそれに伴う社す可能性がある。Connected; Autonomous; Ser-会変化も重要である。一方、行動変容だけに期待しても、

vice & Shared; Electric (CASE)と呼ばれる変化大きな効果は得られにくい。技術と社会の意識の変化がが起こっている。自家用車の稼働率は 4～5%程度と推相乗効果を持つことが、大きな社会変化につながるはず

計され、多くの時間は、自家用車は活用されていない。

である。エシカル消費のような動きが、企業の行動変化

それは、高い費用を払っても、いつでもすぐにプライベも促し、社会全体での対応につながる。

ート空間で移動が可能という利便性の高さのためであ

例えば、若年層の運転免許証取得率が低下してきてる。しかし、完全自動運転車が実現すれば、ライドシェアいる。それは、自家用車の購入を減らす要因にもつながリング、カーシェアリングとなっても、利便性を大きくはってくるため、企業における完全自動運転車開発の動機損なわず、また、稼働率の上昇によって、より安価な費づけにもなってくるだろう。

用で利用可能となり得る。そのため、一部の趣向的な車などは除いて、ライドシェアリング、カーシェアリングが急激に進む可能性がある。そして、ライドシェアリングは

2．8． リバウンド効果
一方でリバウンド効果としてのエネルギー需要増大の直接的に自動車のエネルギー消費を低減し、カーシェア可能性もある。

リングは自動車の台数を減らし、鉄やプラスチックなど

文献 19)によれば、世界のデータセンターの電力消費の素材の利用を低減するとともに、その製造において必量は 2010 年に 194 TWh であり、2018 年には 205

7

RITE Today 2022

特集

TWh（世界全体の電力消費量の約 1%）に増加したと推に関する、最新のデータやコンセプト、方法論、政策計されている。同時期の計算インスタンスは+550%に分析の共有を行う。それらを通して研究と政策分析なったのに対し、電力消費量は+6%に留まっているとの議論を深め、相互充実化を促進する。

される。エネルギー効率向上の主な要因は、サーバー効

2) 方法論やモデルの国際比較を通して、環境や気候政率化、仮想サーバー化、ストレージドライブ効率化・高密策分析に関する最先端の需要モデルを進展させる。

度化、データセンターインフラの効率化、サーバータイプ

また、学問分野横断的、エネルギー分野横断的、環境の変化である。一方で、ムーアの法則の終焉の可能性もの領域横断的に、コンセプトと方法論を進展させ、まあり、今後、データセンターの電力消費量の大幅な増大た、それを広く国際的に展開する。

を推計している研究もある（文献 20)など）。

3) 構造化されたモデル実験とシミュレーションを通して、リバウンド効果は、IoT による直接的な電力消費量のより良い政策提言を行う。特にデジタル化、シェアリ増大にとどまらない。例えば、完全自動運転車により、ングエコノミー、SDGs と気候目標との統合に相乗利便性が増せば電車やバスからの乗り換えが起こり、新効果を有する政策立案のような、新しい分野やサーたな移動需要そのものを誘発する可能性もある。更にマ

ビス供給を扱うモデルを構築、活用し、需要サイドのクロ的な視点からは、仮に特定の分野で消費が減っても、政策の潜在的インパクトや障壁、そして他 SDGs 目その分、別の消費に向かって、そこでエネルギー消費や標とのシナジーおよびトレードオフを含めた評価をCO2 排出が増えるというリバウンド効果も考えられる。

行う。

研究として包括的な分析が必要であるとともに、実社会としての包括的な政策も必要と考えられる。

3．2． EDITS の研究体制
2 節で紹介したような内容を包含して、研究を深堀し

3． EDITS プロジェクトの概要ていくため、以下のようなテーマを設定し、それに対応しこのような背景、問題意識の下で、RITE では、2020た作業部会を設けて研究を実施している。また、各テー年度より経済産業省の委託事業として EDITS 事業を開マの統合も行っていく予定である。研究全体のコーディ始した。

ネーションは、国際応用システム分析研究所（IIASA）の3．1． EDITS の目的協力を得て実施している。

2019 年６月の G20 軽井沢アクションプランにおいて、「我々は、将来のエネルギー需給のより良い理解に関【部門別モデル化・分析・検討】◼ 産業部門する定量分析の重要性、並びに、デジタル化、人工知能[主な課題] 産業部門モデル間の比較（理論、地理的（ＡＩ）、インターネットオブシングス（ＩｏＴ）及びシェアリン/時間的/生物物理学的カバレッジ、データの利用可

グエコノミーによって牽引される需給両面のイノベーシ

能性、手法等における相違の把握）、マテリアル効率

ョンの役割を認識する。我々は、世界の科学コミュニティ性の効果等

及び国際機関・枠組によってなされる、エネルギー・気候◼ 建築（民生）部門

モデルのための経済全般にわたる全範囲シナリオのさ[主な課題] 建築部門モデル間の比較（地域差、異質らなる洗練及び開発のための努力を支持する。」とされ性）、シェアリングエコノミーの効果及びスマートワーた。

キングが商業建築部門に与える影響 等

EDITS 事業では、大きく以下の 3 点を目的としてい◼ 運輸部門

る。

[主な課題] 運輸部門モデルの比較（活動タイプ（旅1) エネルギー需要サイドに焦点を置いた、国際的な研客/貨物）、ロケーション（都市型/非都市型）、車両サ究コミュニティの構築を行う。エネルギー需要サイドイズ、モードの相違 等）

8

RITE Today 2022

特集

【データ収集・整理】[主な課題] 需要側のミクロデータ収集及び共有【部門別モデル化・分析・検討】◼ 定性的シナリオ検討・策定のである。幅広いデジタル化の進展は、若い世代の意識変化も伴って、正に「環境と経済の好循環」を生み出す可能性を有している。また、気候変動対策のみならず、様々な SDGs の解決にも資する可能性がある。

[主な課題] 1.5℃目標及び SDGs 目標に沿った低

表 1 EDITS 参加研究機関

エネルギー・マテリアル需要に関する定性的シナリオ
参加研究機関実施内容

International Institute for Applied
Systems Analysis(IIASA)

RITE とともに、プロジェクト全体のコーディ
ネーション、国際モデル比較の共有シナリオの策定、関連情報の収集 等

OECD/ITF

輸送部門関連情報の収集、分析

Stanford University

国際モデル比較の共有シナリオの策定支援

東京大学 未来ビジョン研
究センター

国際モデル比較の共有シナリオの策定、参加関係機関・研究者との調整

Lawrence Berkeley
National Labs(LBNL)

エネルギー需要技術等の各種データ収集・提供

Utrecht University

エネルギー需要技術等の各種データ収集・提供

Euro-Mediterranean
Center on Climate
Change (CMCC)

デジタル化技術のエネルギーへの影響評価、関連情報の収集、国際モデルによる分析試算

清華大学

中国のモデル改良および分析、関連のエネル
ギー需要技術等の各種データ収集・提供

UFRJ/COPPETEC

ブラジル及び南米のモデル改良および分析、関連のエネルギー需要技術等の各種データ収集・提供

Asian Institute ofTechnology (AIT)

インド、南アジア、東南アジアのモデル改良および分析、関連のエネルギー需要技術等の各種データ収集・提供

大阪大学

日本の民生部門モデル分析

University of Wisconsin

アメリカ関連データ収集、分析支援、デジタル化技術の影響評価

輸、データ、定性的シナリオの作業部会）

University of California、 Santa Barbara (UCSB)

アメリカ関連データ収集、分析支援

エネルギー需要側は様々な部門にまたがっており、まThe Korean Societyof Climate Change
Research

韓国関連のモデル改良および分析、関連のエネルギー需要技術等の各種データ収集・提供た国によっても多様である。そのため、上記のテーマをCentral European
University

欧州の民生部門モデル分析

University of Natural Resources andLife Sciences, Vienna (BOKU)

産業セクターモデル分析

University of Freiburg

産業セクター等のモデル分析

ISCTE - University
Institute of Lisbon

テクノロジー、産業、政策など分野横断的分析

Mercator ResearchInstitute on Global
Commons and Climate Change (MCC)

ドイツのモデル改良および分析、関連のエネ
ルギー需要技術等の各種データ収集・提供

University of East
Anglia (UEA)

欧州等でのライフスタイルの変化に伴う分析

University of Groningen

環境行動と状況的要因がエネルギー技術と受容性に与える影響分析

構築◼ モデル分析比較のプロトコル策定[主な課題] モデル間の比較分析の実施（各モデルの特徴を活かしたモデル分析比較）◼ 部門の統合分析[主な課題] 定性的シナリオに沿った評価フレームワークの開発（厚生及び実行可能性評価） 等
部門横断的なテーマとしては、特に、デジタル化、衡平性、ライフスタイル・行動変容、ビジネスモデル、理論構築に焦点を当てている。

図 4 EDITS ロゴマーク（下段は、左から産業、建築、運遂行するにあたって、表 1 に示すように多くの国・地域から多くの専門分野の研究者の参画を得て、EDITS 事業を推進しているところである。また、表 1 に記載以外でも、幅広い参加、協力を得ているところである。

4． おわりに
CN 実現への道のりは険しい。様々な方策を総動員する必要がある。デジタル化に誘因された、エネルギー需要側の様々な対策は、普及の障壁となっている「隠れた費用」を小さくできるようになることで誘発され得るも9

RITE Today 2022

特集

EDITS 事業では、次期 IPCC 報告書への貢献や、各国政府や企業などのエネルギー需要側対策の推進につながる研究成果を提供していく。EDITS で主たる対象と考えているエネルギー需要側対策は、直接的にエネル

12) 木谷佳楠 他、エネルギーシステム・経済・環境コンファ
レンス (2022)
13) IPCC, Special Report on Climate Changeand Land (2019)

ギーや CO2 を削減するよりも、デジタル化技術等の進

14) FAO, Global food losses and food wast-

展を通して、製品やサービスを変化、最適化することで

age: extent, causes and prevention

間接的にエネルギー、CO2 を削減するものである。よっ(2011)て、政府や社会も直接的な理解はしにくく、対応が遅れ

15) 林礼美 他、エネルギー・資源 (2020)

る可能性もある。そのため、本事業では、複雑なシステム

16) 林礼美 他、エネルギーシステム・経済・環境コンファレをよく理解できる形にし、また定量的に見える形にして、政府、企業、社会に発信していきたい。

ンス (2022)
17) K. Akimoto et al., Technological Forecasting and Social Change (2022)

参考文献
1)

IPCC, Special Report on 1.5 C (2018)

2)

A. Grübler et al. Nature Energy 3(6)(2018)

3)

秋元圭吾 他、エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス (2021)

4)18) OECD/ITF, Shared Mobility Simulations
for Dublin (2018)19) Masanet et al., Science 367(6481)(2020)
20) M. Koot & F. Wijnhoven, Applied Energy(2021)

J. Millward-Hopkins et al., Global Environmental Change (2020)

5)

C. Wilson et al., Science 368(6486)(2020)

6)

F. Creutzig et al., Nature Climate Change
8(4) (2018)7)

Global Energy Assessment (2012)https://iiasa.ac.at/web/home/research/Flagship-Projects/Global-EnergyAssessment/Home-GEA.en.html

8)

A. Grübler et al. (2021)
https://iiasa.ac.at/web/home/research/researchPrograms/TransitionstoNewTechnologies/LED_Greenpeace_Gruebler.pdf

9)

FAO, FAOSTAT database (2021)

10) K. Niinimäki et al., Nature Reviews Earth& Environment 1 (2020)11) G. Peters et al., International carbon
flows: Clothing、Carbon Trust (2011)10