RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

システム研究グループ
グループメンバー（2021 年 12 月末）
グループリーダー・主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員

秋元 圭吾
山田 航也
和田 謙一
長島 美由紀
本間 隆嗣
佐野 史典
山川 浩延
林
礼美
伏見 温子
副島
勉
望月 則孝 (企画調査ｸﾞﾙｰﾌﾟ兼務)

主任研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手

Joni Jupesta
中野 優子
大西 尚子
桝田 仁次
安藤 輝尚
松岡 祐子
山本 清美
斎藤 美三子
北村 喜代美工藤 幸子

システム研究グループの研究活動報告
システム研究グループは、システム的な思考、システム

１.1. CN の概要的な分析を通して、地球温暖化やエネルギー対応に関す

CN 実現について、一次エネルギー供給の視点で記載る有用なる情報提供を国内外に行っている。本稿では、したのが図 1 である。CN はエネルギーの脱炭素化が不1) カーボンニュートラルに向けた対応戦略の分析（第 1可欠であるが、後述のように脱炭素化に貢献し得る各エ節）と、2) 2030 年の排出削減目標の排出削減費用、ネルギーには、技術的、社会的、経済的な制約がある。そ

排出削減努力、国際競争力への影響等の分析（第 2 節おのため、全体コストの最小化の視点も踏まえると、省エ

よび第 3 節）についての研究成果を紹介する。

ネルギーは CN 実現においても重要である。個別の技術の省エネルギーを超えて、シェアリング経済、サーキュラ

１. 2050 年カーボンニュートラルのシナリオ分析
2020 年 10 月に菅首相（当時）は、2050 年までに
カーボンニュートラル（以下 CN と記す）を目指すと宣言

ー経済の実現をもたらすような、デジタルトランスフォー
メーション（DX）による社会変化が重要になってくると考えられる。

した。これは 1.5℃未満の気温上昇に抑制するシナリオ

その上で、一次エネルギーとしては、原則、再生可能エと整合性があるとされる目標である。2021 年 10 月にネルギー（再エネ）、原子力、CO2 回収貯留（CCS）付き

は、エネルギー基本計画、地球温暖化対策計画、パリ協の化石燃料のみで構成することが必要となる。また、こ定に基づく成長戦略としての長期戦略を改定し閣議決

れら国内のゼロ排出エネルギー源にコストや量の制約も定された。

あるため、経済合理性の点から、海外の再エネや CCS

RITE は、エネルギー基本計画の議論を行った総合資

化石燃料を水素に転換した上で活用することも考えら

源エネルギー調査会基本政策分科会の要請を受けて、れる（前者はグリーン水素、後者はブルー水素とも呼ば

RITE が開発してきた世界エネルギー・温暖化対策評価れる）。更に、利便性を高めるために、水素に窒素や炭素

モ デ ル DNE21+ モ デ ル （ 文 献 1 ） な ど ） を 用 い て 、を付加して、アンモニアや合成燃料（合成メタンや合成液

2050 年 CN について複数のシナリオを想定した分析体燃料）にして利用することも重要性が高いと考えられを行い、2021 年 5 月に基本政策分科会に提示した 2)。

る。

本節では、そのシナリオ分析を中心に紹介を行う。

いずれにしても、各種技術の将来見通しや社会的な制約等について不確実性が大きい。複数のシナリオによる

17

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

分析が必要である。その上で、重要なことは、前提条件

オを追加（表中の「海外クレジット活用ケース」と「合成燃の下で、全体システムとしてコストを含めた整合的な分料活用ケース」）したシナリオを紹介する。

析であり、そのため、数理モデルを用いた定量的かつ整合的な分析が必要となる。

表１ モデル分析の想定シナリオ
各種技術の想定（コスト・性能）

2050年GHG
排出削減【国内の一次エネルギー供給】【海外資源の利用】
原子力

海外クレジット活用ケース（世界費
用最小化＝世界限界削減費用均等）

省エネ、物質・サービスに体化されたエネルギーの低減（Society 5.0含む）

参考値のケース

原子力

再エネ
脱炭素
エネルギー

再エネ拡大のための系統対策（含む蓄電池）
余剰再エネの
水素利用

海外再エネ（グリーン水素）の利用（水素、アンモニア、
合成燃料 (CCU)の輸入）
モニア等含む）の輸入）

化石＋CCS
残余の
化石燃料

CCS付き化石燃料
CCS無し
化石燃料

①
再エネ100%②
再エネイノベそれぞれの技術課
題が克服され、より利用が拡大すると
想定したシナリオ

海外CO2貯留層の利用（燃焼前CO2回収）（ブルー水素（アン国内CO2貯留

BECCS, DACCS
植林, 鉱物化（

CCU）

海外CO2貯留層の利用（燃焼後）【海外資源の利用】

負の排出削減技術（NETs）（日本以外については、欧米はそれぞれ▲100%、それ以外は、CO2について全体で▲100%を想定（GHGは2065年
頃▲100%）：1.5℃
シナリオ）（注：ただし、再エネ比率が高いシナリオでは、疑似慣性力が実現し、普及していることが暗黙の前提となる）

再エネのコスト低減
加速

③
原子力活用

原子力の導入拡大④
水素イノベ

水素のコスト低減
加速

⑤
CCS活用

CO2貯留可能量拡大
再エネコスト低減加速+CO2海外輸送無⑥
合成燃料活用

図１ 一次エネルギー供給で見た CN のイメージ

モデルの標準想定

1.5℃シナリオ、
国内▲100%

参考値のケースのモデル想定下で再エネ比率が変化した場合のコスト等
を推計

国内再エネ

1.5℃シナリオ、
国内削減率はモデルで内生的に
決定⑦
需要変容

カー・ライドシェア拡大

１.2. モデルの概要
世界エネルギーシステム・温暖化対策評価モデル
DNE21+による世界全体のカーボンニュートラルの対策の分析例について示す。DNE21+は、500 程度の技術を具体的に考慮しており、世界を 54 地域に分割し、

表 2 想定シナリオにおける各種技術の想定
シナリオ名
参考値のケース*1

デルである。エネルギー供給（発電部門、水素系エネルギ④水素イノベ)

完全自動運転
(
)

0%
低位コスト

10%
20%

標準想定
（完全自動運転車
実現・普及想定せず）
国内：
273MtCO2/yr、
海外：
282MtCO2/yr⑤CCS活用
10%⑥合成燃料活用

国内貯留：
91MtCO2/yr、
海外への輸送：235MtCO2/yr

水電解等の水素
製造、水素液化
設備費：半減標準コスト

低位コスト*3⑦需要変容

なお、日本については、変動性再生可能エネルギー（VRE）の系統統合費用について、DNE21+で想定の

CCUS
(貯留

10%

ルギー需要部門のうち、鉄鋼、セメント、紙パ、化学、アルてボトムアップ的にモデル化している。

水素コスト

標準コスト
②再エネイノベ③原子力活用*2

ミ、運輸、民生の一部については、個別技術を積み上げ

原子力
比率

標準コスト
①再エネ100%

2100 年までの期間について動学的な最適化を行うモー等）、CO2 回収・利用・貯留（CCUS）技術、並びにエネ

再エネコスト

標準コスト

国内貯留：
91MtCO2/yr、
海外への輸送：
0MtCO2/yr
国内91Mt、
海外235Mt

2030年以降完全自動運転実現・普及し、・拡大、自動車台数低減により素材生産量低下*1：DAC無しでは、2050年CNの実行可能解が無く、全てのシナリオでDACが利用可能と想定*2：原子力活用シナリオは別途、比率50%まで分析を実施*3: 国内は②再エネイノベと同じコスト・ポテンシャル想定。海外は更に安価な再エネコスト・ポテンシャルを想定

簡略な統合費用想定から、東京大学と日本エネルギー経済研究所による日本国内を 5 地域に分割し、時間解像

１.4. シナリオ分析結果

度も 1 時間ステップでモデル化された電源構成モデル

図 2 に日本の部門別 GHG 排出量を示す。1.5℃シナの結果を援用し、DNE21+に統合して分析を行った。

リオを世界全体で費用最小となる対策（海外クレジット
活用ケース）においては、日本は 2013 年比▲63%程

１.3. 想定シナリオ度と計算された。世界においては、日本よりも相対的に

表 1 および 2 に、本稿で示す 2050 年 CN に関する

安価に負の排出を実現できる CO2 除去技術（CDR）（もモデル分析の想定シナリオを示す。更に CN 達成の機会

しくは負の排出技術：NETs）の機会が多く存在しているの幅を広げて理解をするために、文献 1)から 2 シナリためである。CCS 付きバイオエネルギー（BECCS）や大18

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

気中 CO2 直接回収貯留（DACCS）など、バイオマス資

とんどのシナリオで現状よりも増加が見られる。電化を源や DAC のためのエネルギーとしての VRE と CO2 地

促進し、電力の脱炭素化を図ることが必要である。ただ中貯留ポテンシャルが大きい地域・国で CDR を実施す

し、再エネ 100%のシナリオだけは、系統対策の統合費る方が費用対効果が高い。

用の急上昇に伴う、電力コストの大幅な上昇により、電それを理解した上で、しかし、国内での CN 達成手段を考える必要がある。その場合でも、DACCS は重要な化の促進を避けるような結果が見られる。バランスのとれた電源構成が求められる。

手段と見られる。ただし、国内もしくは海外への移送を450

含め、回収した CO2 を十分に貯留できる量が確保できガス(非エネルギー利用)
石油(非エネルギー利用)400

水素・アンモニア輸入
バイオ燃料輸入ない場合、DACCS の寄与度は減り、かわりに合成燃料（合成メタン、合成液体燃料）の役割が一層大きくなる。
ただし、いずれのシナリオにおいても、DACCS を想定

一次エネルギー供給量 [Mtoe/yr]

350

太陽熱
太陽光

300

風力
原子力

250

水力・地熱
バイオマス CCS有

200

バイオマス CCS無
合成メタン

150

ガス CCS有ガス CCS無100

合成石油
石油 CCS無50

しない場合、国内での CN 達成の実行可能解は本分析

石炭 CCS有石炭 CCS無

2015

⑦需要変容

⑥合成燃料活用⑤CCS活用④水素イノベ

③原子力活用

②再エネイノベ①再エネ100%の想定下では存在しなかった。

参考値のケース

海外クレジット活用ケース

0

・「海外
活用
」は
海外
で
・それ以外のケースでは
NETsで

2050

注１）一次エネルギー換算はIEA統計に準じている。バイオマス以外の再エネ：1 TWh=0.086 Mtoe、原子力：1TWh=0.086÷0.33 Mtoe
注２） CCSなしの化石燃料は、負排出技術でオフセットされており、カーボンニュートラル化石燃料となっている。

1400
DACCS
CO2以外のGHG

1200

プロセス起源CO2

GHG排出量 [MtCO2eq/yr]

1000

図 3 日本の一次エネルギー供給量（2050 年）

土地利用起源CO2
その他エネ転部門

800
発電部門

2013年比
▲63%

600

民生部門
その他国内運輸部門

400

1600

国内航空部門太陽光(系統接続無)風力(系統接続無)道路交通部門200

水素・アンモニア混焼

1400

その他産業部門

水素・アンモニア専焼

化学部門

0

太陽熱

1200

紙パルプ部門
セメント部門

2015

⑦需要変容

⑥合成燃料活用⑤CCS活用④水素イノベ

③原子力活用

②再エネイノベ①再エネ100%

海外クレジット活用ケース

参考値のケース

鉄鋼部門

-400

・「海外
活用
」は
海外
で
・それ以外のケースでは
NETsで

太陽光
風力(洋上)

発電電力量 [TWh/yr]-200

風力(陸上)

1000

原子力
水力・地熱
バイオマス混焼 CO2回収有800

バイオマス専焼 CO2回収有バイオマス混焼 CO2回収無600

バイオマス専焼 CO2回収無ガス火力 CO2回収有
ガスCGS

400

2050

ガス火力 CO2回収無石油火力 CO2回収有200

図２ 日本の部門別 GHG 排出量（2050 年）

石油火力 CO2回収無石炭火力 CO2回収有石炭火力 CO2回収無図 3、4、5 には、それぞれ、日本の一次エネルギー供
2015

⑦需要変容

⑥合成燃料活用⑤CCS活用④水素イノベ

③原子力活用

②再エネイノベ①再エネ100%

海外クレジット活用ケース

参考値のケース

02050

給量、発電電力量、最終エネルギー消費量を示す。

図 4 日本の発電電力量（2050 年）

図 3 から、まず、省エネはいずれのシナリオにおいても重要である。現状よりも 25%程度の一次エネルギー350
気体燃料：天然ガス(非エネルギー利用)
液体燃料：石油系燃料(非エネルギー利用)

300

供給量の低下が見られる。その上で、再エネ、CCS、原電力

子力いずれも重要である。ただし、CCS、原子力は利用に上限制約を想定しており、いずれのシナリオでもほぼ最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

250

気体燃料：水素
気体燃料：合成メタン200
気体燃料：天然ガス
150

液体燃料：バイオ燃料
液体燃料：合成燃料100
液体燃料：石油系燃料

想定の上限一杯活用する結果となっている。再エネは将固体燃料：バイオマス50

固体燃料：石炭とともに単価の上昇も見込まれ、コストの幅が大きい。
したがって、先述の DACCS オプションや、海外からの

2015

⑦需要変容

⑥合成燃料活用⑤CCS活用④水素イノベ

③原子力活用

②再エネイノベ①再エネ100%

来的なコスト低減は見込んでいるものの、導入量の上昇

参考値

海外クレジット活用ケース

0

・「海外
活用
」は
海外
で
・それ以外のケースでは
NETsで

2050

図 5 日本の最終エネルギー消費量（2050 年）

水素・アンモニア、合成燃料の輸入オプションなどの中で、費用対効果の高い導入比率がモデル内で決定され、結果として示されている。
一次エネルギー供給量とは異なり、発電電力量は、ほ最終エネルギー消費量は、電化が重要であるとともに、水素はとりわけ産業部門で、合成液体燃料は運輸部門
で、民生部門や一部産業部門では合成メタンの利用等が

19

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ見られる。ただし、DACCS で比較的大きく排出のオフ

めず、「あらゆる選択肢を追求」することが重要と考えらセットが可能なシナリオでは、天然ガスの利用は残り、それる。

れをオフセットすることも含めた対策が見られる。
排出削減費用については、1.5℃シナリオを世界全体で費用最小となる対策（海外クレジット活用ケース）では、

2. 2030 年 NDCs の排出削減努力の評価
2.1. はじめに世界共通となる CO2 限界削減費用（炭素価格）は 168

2015 年 の COP21 で 合 意 さ れ た パ リ 協 定 で$/tCO2 と推計されるが、国内で CN を達成する、例え

2020 年以降の排出削減目標について、すべての国がば参考値のケースでは、525 $/tCO2 と大きな費用が国 別 貢 献 （ NDCs ： Nationally Determined

推計された。ただし、想定した各種イノベーションシナリ

Contributions）を策定し国連に提出して、それをレビオによって、コストは低減する可能性は示されており、ューする、プレッジ・アンド・レビュー形式をとることとな

様々な技術・社会イノベーションを誘発していく必要がった。システム研究グループでは、2015 年度に、パリある。

協 定 の 前 ま で に 提 出 さ れ た 約 束 草 案 （ INDCs ：Intended Nationally Determined Contributions）

１.5. シナリオ分析からの示唆
DACCS は、CN 下ではバックストップ技術として重の排出削減目標について、各種指標を用いて分析を行っている（文献 3）、4））。

要な役割を果たし得る。国内で CN を達成する際には、2021 年 4 月の気候変動サミットに前後して、先進国内での DACCS は費用対効果の高い対策となり得る。

国を中心に、NDCs の排出削減目標を引き上げた。日

一方、世界全体での CN 達成の場合には、より安価に余本については 2030 年に 2013 年比▲26%としてい剰再エネや CO2 貯留ポテンシャルにアクセス可能な地域

た排出削減目標を 2013 年比▲46%に引き上げ、更にで DACCS を実施し、排出クレジットでオフセットするこ

50%減の高みを目指して挑戦するとした。この目標にとが経済合理的と見られる。DACCS の実施やクレジッ

対応した日本のエネルギーミックスを含む、「第 6 次エネ

トの枠組み等について不確実性は残っているため、両者

ルギー基本計画」が策定され、地球温暖化対策計画も改の可能性を見極めていくことが重要と考えられる。水素、定された（2021 年 10 月に閣議決定）。一方、中国、インアンモニア、合成燃料（合成メタン、合成液体燃料）は、

ド、ロシアなどは原則従来通りの排出削減目標であるが、DACCS と同様に比較的高価なオプションではあるが、中国は CO2 原単位目標であり、GDP 成長見通しは

やはり CN 目標下では費用対効果のある対策と見られ2015 年当時よりも低位となっており、排出削減努力る。一方、エネルギー源については海外からの CN のエがより大きく必要になっているとも想像される。

ネルギー源の輸入についても経済合理性が高いと見らそこで、COVID-19 の経済やベースライン排出量へれる。海外での CCS、再エネの活用を含めたエネルギーの影響も踏まえつつ、最新の NDCs の 2030 年排出削システム全体の構築が重要と考えられる。再エネの重要

減目標の排出削減努力の評価を様々な指標により複合性は論を俟たないが、再エネ比率が増すと、条件の悪い的に評価した。そのうち、排出削減費用等に関連する評

場所での発電となり単価の上昇要因があり、また、再エ価については、システム研究グループが開発してきた世ネの系統統合費用の増大が見込まれる。適正なレベルの

界温暖化対策評価モデル DNE21+を用いて分析を行導入を志向しつつ、様々なエネルギーの組み合わせや需った。また、NDCs とパリ協定２℃、1.5℃長期目標との要側の対策の強化により、全体対策費用を抑制していく

関係性についても DNE21+を用いて評価を行った（文ことが重要である。

献 5））。

CN を早く達成するためにも、第 6 次エネルギー基本計画に記載があるように、現段階では選択肢の幅を狭20

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

2.2. 主要国の NDCs

英国

-54.6
-49.4

スイス

表 3 は、主要国の NDCs の排出削減目標を示していニュージーランドる。日、米、EU、英国の先進国は、2015 年 INDCs かEU27+英国

-49.0
-46.0
-45.6

日本
米国

-40.8
-40.6
-40.4
-33.3

ノルウェー

ら深掘りした目標となっている。但し、基準年は国によって異なっており、排出削減率の大小による国間の比較

カナダ
南アフリカ
韓国

-23.7
-23.0
-18.4

ウクライナ
豪州

は出来ない。また、中国やインドは GDP 当たりの原単位

メキシコ

-0.4
7.0
8.6

タイ
カザフスタン

目標である他、BAU における排出量を想定して BAU
比の削減目標を提出している国もあり、現状からどの程

14.1

中国
ロシア

51.8

ベラルーシ 99.2
インド

100

度排出削減を進める目標であるのかは、基準年を揃えた上で比較することが必要である。図 6 は、一例として

62.7
80

60

40
20
0
基準年（2013年）比GHG排出量（%）

-20

-40

-60

-80

図 6 基準年（2013 年）比排出量の国際比較

日本の基準年である 2013 年比で排出量を比較したものである。ここでは、排出量の実績値と、各国が提示してこの他、一人当たり排出量、GDP 比排出量の他、世界いる排出削減目標、そして CO2 原単位で目標を提示し温暖化対策評価モデルを用いて算定した BAU 比の排ている国については、将来の GDP 成長見通しに基づい出量といった指標についても評価を行った。

て 2030 年の排出量を算定し、比較したものである。
2013 年比では、主要国の中では英国の排出量が最も2.3. 世界温暖化対策評価モデルを用いた NDCs の

小さく、次いでスイス、ニュージーランドとなっている。

評価

文献 3)で述べたように、将来の人口や経済の見通しな

図 7、図 8 は、NDCs の CO2 限界削減費用、GDP 当

どは国によって大きく異なっているため、経済発展が先たりの排出削減費用の国際比較をそれぞれ示している。

進国より進むと見込まれる発展途上国の基準年比排出ここでの評価では、日本については、第 6 次エネルギー

削減率は、相対的に小さくても排出削減努力が足りない基本計画で示された電源構成比率（再エネ：38%、水とは言えない。仮に先進国間のみの比較であったとして素・アンモニア：1%、原子力：20%、LNG：20%、石炭：も、基準年までに進めてきた排出削減努力が異なるた

19%、石油：2%）を制約として考慮した評価した場合のめ、基準年比の排出削減率は、排出削減努力の比較の指結果を示している。

標として、適切なものとは言い難いことには注意されたい。

以前の評価（文献 4））と比較すると、先進国について
は、COVID の影響もあり、将来の各種産業の生産量や輸送サービス需要等の多くの見通しは下方修正された

表 3 主要国の NDCs の排出削減目標

ものの、先に述べたように排出削減目標が引き上げられ提出済み NDCs の 2030 年目標た影響で、CO2 限界削減費用と GDP 比排出削減費用

日本

2013 年比▲46%は多くの国でより大きな費用を要すると評価された。な米国

2005 年比▲50%～▲52%

お 、 ニ ュ ー ジ ー ラ ン ド の CO2 限 界 削 減 費 用 が

EU27

1990 年比▲55%546$/tCO2 と非常に高いが、これはメタンの比率が

英国

1990 年比▲68%

ロシア

1990 年比▲30%中国

GDP 当たり CO2 排出量を2005 年比▲65%インド

GDP 当たり GHG 排出量を2005 年比▲33%～▲35%

高く、米国 EPA による評価ベースで構築している非CO2 GHG 排出削減評価モデルで想定している削減ポ
テンシャルが十分大きくないため、その分エネルギー起
源 CO2 の排出削減が大きくなっていることが一因である。ニュージーランドの 2005 年比▲50%という GHG
排出削減目標について、これを CO2 のみで評価すると、

21

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

CO2 限界削減費用は 406$/tCO2 と評価され、米国や2.4. 2030 年 NDCs とパリ協定長期目標との関係性

カナダと近い水準となる。特に、土地利用 CO2 や非図 9 は、2050 年までのベースライン（限界削減費用

CO2 GHG のコスト評価については、更に慎重な評価ががゼロのシナリオ）および 2030 年 NDCs の下での世必要である。

界全体の GHG 排出量見通しに加え、2℃（>66%）シナ

中国については、排出削減目標自体は変わりないもリオ、1.5℃（>66%）シナリオの排出経路を示している。

のの、原単位ベースでの目標であり、GDP の成長見通

NDCs の下での２０３０年の世界全体の GHG 排出量

しが下方修正されたことから排出できる量が少なくなっは 50GtCO2/yr 程度と推計され、UNEP 等の推計（文たこともあり、CO2 限界削減費用は先進国同様に、以前

献 6））と整合的な水準である。なお、UNEP のレポートの評価より高く評価された。

では、2℃や 1.5℃の排出経路と NDCs の下での排出GDP 比削減費用については、化石燃料の輸出国につ量とのギャップが強調されている。しかし、カーボンバジ

いては、輸出量が低下することによる正味のコスト増のェットを制約条件とした最適化計算によれば、DACCS

効果も含まれ、ロシア等は費用の増大が大きい傾向が見等の CDR により気温の一定程度のオーバーシュートをられている。

許容するなら、 2030 年 NDCs は 2℃や 1.5℃を達成することが不可能な水準であるという訳では必ずしもなく、むしろ費用対効果が高い可能性もある。

ニュージーランド
日本
スイス
英国
米国
カナダ
ノルウェー
EU27
韓国
タイ
豪州
マレーシア+シンガポール
南アフリカ
カザフスタン
メキシコ
中国
ロシア
ベラルーシ
ウクライナ
インド

546
500
474
470
427

80

394

RITE推計 ベースライン（限界削減費用ゼロ）

376
306

70

213
153

RITE推計 NDCs

60

83

GHG排出量 [GtCO2eq/yr]

79
71
69
66
53
21
0
0
0

0

100

200

300

400

500

600

50

2℃（>66%）、2020年以降カーボンバジェット1150
GtCO2

40

1.5℃（>66%）、2020年以降カーボンバジェット400
GtCO2

30

Emissions Gap Report
2021: NDCs (条件付き排出削減目標)

20

CO2限界削減費用 [$/tCO2]

Emissions Gap Report
2021: 1.5℃（中央値）

10

図 7 NDCs の CO2 限界削減費用の国際比較

0
2000

2010

2020

2030

2040

2050

図 9 世界全体での NDCs の期待排出削減量推計
ニュージーランドロシア
タイ
カザフスタン
南アフリカ
カナダ
韓国
ノルウェー
米国
日本
マレーシア+シンガポール
英国
EU27
スイス
中国
豪州
ベラルーシ
メキシコ
インド
ウクライナ

4.9
3.5
3.2
3.1

2.5. NDCs 排出削減努力評価からの示唆

2.0
1.9
1.6

パリ協定 NDCs はプレッジ・アンド・レビューの仕組み

1.6
1.4
1.4

であり、各国間で差異はあるものの、衡平な排出削減努

1.4
1.2

力を志向することが、制度の維持、世界全体での削減効

0.8
0.8
0.6

果のために重要である。最新の NDCs でも排出削減努

0.0
0.0

力に各国間で差異が大きく残っている可能性も示唆さ

0.0
0.0
0.0

0

1

2

3

4

5

GDP比削減費用 [%]6れ、引き続き、NDCs の検証を行っていくことが重要と考えられる。

図 8 NDCs の GDP 当たり排出削減費用の国際比較

22

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

３. 2030 年の日本の NDCs の経済影響評価（90 年比）を想定した。

3.1. はじめに
本節では、排出削減目標に関する経済影響に焦点を3.3. 分析結果

当て、世界エネルギー経済モデルを用いて、2030 年の▲26%、▲46%目標の経済影響を比較する。図 1046%削減目標・エネルギーミックスに関する経済影響分には、ベースライン、▲26%、▲46%ケースの GDP を析を行った。46%削減目標・第 6 次エネルギー基本計示した。▲26%ケースでは約 0.5%（約▲3 兆円、ベー画と、従来の目標であった 26%削減（2013 年度比）・

スライン比）の GDP 減少であるが、▲46%ケースでは第 5 次基本計画の経済影響の比較を行った（文献 7)）。

約 4.2%（約▲28 兆円）の減少と大きな経済影響が推計さ れる 。削減 目標に 必 要 な炭素 価格 は 、 ▲26% 、3.2. 分析方法▲46%ケースでそれぞれ 105、534 $/tCO2 と推計

本分析で用いた世界エネルギー経済モデル DEARSされた。▲46%ケースにおいて、低炭素・脱炭素エネル

は、世界を 18 地域に分割し、トップダウン型経済モジュギーに対する投資の増加の効果はあるものの、製造業

ールとボトムアップ型エネルギーシステムモジュールを等の競争条件の悪化（貿易財に関する輸出の相対価格統合した構造を持つ。世界全体の消費効用最大化を目の悪化）による純輸出の低下、また消費の低下の影響が的関数とした、動的非線形最適化モデルである。経済モ

大きく、GDP が低下すると推計された。

ジュール（一般均衡モデル型）では、国際産業連関表デー

670

タベース GTAP (文献 8))に基づく産業連関構造を明

660

原発20%⇒15%630

略化したエネルギーシステムを明示化し、エネルギーミッ

620

クスを制約条件として扱うことが可能である。

610

出量は炭素価格ゼロとして想定し、COVID-19 による・火力41%（第6次エネルギー基本計画）+再エネ38%・原子力20%・火力56%▲46%削減目標▲26%削減目標（第5次エネルギー基本計画）

成長率は約 1.4%/年）を想定した。2020 年の CO2 排+再エネ24%・原子力20%（2021 年 7 月）の経済成長実現ケース（10-30 年平均

▲6兆円

600
ベースライン:

された「内閣府・中長期の経済財政に関する試算」

時の下振れ

634

成長実現ケース

ベースライン GDP は、COVID19 の影響も一部考慮

▲25兆円

640

(電源構成:19年比固定)いる。エネルギーモジュールでは、ボトムアップによる簡

659

650

GDP(兆円)示し、産業構造や貿易構造を明示化したモデル化をして

▲3兆円

662

図 10 日本の GDP（20３0 年）

排出減の影響は、GDP 想定を介して反映した。ベースラ
インにおける 2030 年発電構成は、2019 年比固定と過去に実施した▲26%の経済影響の推計 10)と、同じ想定した。▲46%ケースの電源構成は、石炭火力 19%、

く▲26%の経済影響を比較すると、本推計では GDP

LNG 火力 20%、石油火力 2%、太陽光 16%、風力 5%

ロスや炭素価格が小さく推計されている。これらは、文(そのうち、洋上風力は 1000 万 kW を想定)、水力地熱

献 10) と比較 する と 、本 分 析に おけ る ベ ー ス ラ イン

12%、原子力 20%と想定した。各電源の発電コストのGDP の低下（10-30 年成長率：▲約 0.2%/年）や、再想定に関して、発電コスト WG(文献 9))の新設データをエネの発電コスト想定の低下などに起因する。

反映した。新設の発電単価は、年割引率 5%を想定し、

図 11 には、▲26%、▲46%ケースにおける産業別

各電源の諸元一覧をもとに想定した。VRE 導入時の統の生産量変化を示す。エネルギー多消費で国際競争に晒合費用についても、同資料の「電源立地や系統制約を考されやすい製造業である鉄鋼産業や化学産業などでは、慮しない機械的な試算」を参照した。米国の 2030 年の産業平均を表す GDP 変化よりもかなり大きい 12～

削減目標は GHG▲50%（05 年比）、EU は▲55%14%程度の生産量減少が見込まれる。

23

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

-0.7%

-2.8%

0%
▲26%削減目標

-3.0%

-3.5%

-3.7%

-4.2%

-6%

+再エネ24%・原子力20%・火力56%（第5次エネルギー基本計画）

-6.6%

-8%
-10%
▲46%削減目標+再エネ38%・原子力20%・火力41%-11.7%（第6次エネルギー基本計画）

参考：排出量制約無(「電源構成の変化」の-2%

みの影響(炭素価格ゼロ))-3%
排出量制約あり-4%▲28 兆円(「電源構成の変化＋炭素価格」による影響)▲34 兆円

25

26%

35%

50

-6%

GDP

サービス産業

機械産業

紙パ

窯業土石

-16%
化学

▲5兆円
▲12 兆円-5%-14.0%

鉄鋼

▲4兆円

45

-14%

▲3兆円

40

-12%

-1%

▲2 兆円
▲3 兆円

35

-2.7%

-0.5%

30

-4%

0.0%
-1.2%

-2%

GDPの変化

0.0%(%,ベースライン比)

生産量の変化(ベースライン比)

0%46% 50%排出削減レベル(%, 2013年比)図 13 排出削減水準と再エネ/火力比率を変化させた場合

図 11 産業別の生産量変化（日本、20３0 年）

図 12 には、▲26%、▲46%ケースの電気料金の変の GDP への影響

3.4. 日本の NDCs 経済影響のまとめ
日本政府は、国内外での気候変動緩和の強化の要請を変化させた上で、排出削減目標のための炭素価格をを受け、2030 年の排出削減目標を▲46%に引き上げ火力発電のペナルティとして追加した際の価格影響を示たが、GDP で▲4%程度の影響が推計された。投資はす。電力料金は、▲26%ケースに比べ、▲46%ケース

増大するものの、貿易の競争条件の悪化による純輸出では大幅に増加すると推計された。主な要因は、電源構の低下と財・サービス価格の上昇に伴う家計消費の低下

成変化より、炭素価格が上乗せされたコスト増加によるの影響は大きい。また、エネルギー多消費で国際競争に要因である。

晒されやすい製造業である鉄鋼や化学産業などでは、70%

産業平均に相当する GDP ロスよりもかなり大きい生産

+60%

60%

炭素価格によ

50%

る上昇

40%

49%

30%

+17%
4%

による上昇
（第6次エネルギー基本計画）

11%・火力41%（第5次エネルギー基本計画）

・火力56%+再エネ24%・原子力20%0%電源構成変化+再エネ38%・原子力20%

13%

10%

▲46%削減目標

20%▲26%削減目標

家庭用・電力料金(ベースライン比)化を示した。図中の「炭素価格による上昇」は、電源構成

図 12 電気料金への影響（日本、20３0 年）

量減少が見込まれる。また、家庭部門においても、電力
料金や光熱費が大幅に上昇する可能性が示された。
本分析では、一般均衡型モデルによる均衡後の解が示されている。現実社会の移行過程においては、特定の産業においてより厳しい悪影響となる可能性がある点に留意が必要である。また、国際的な炭素価格の差異が極めて大きく推計されており、特定の産業においては価格弾性による影響が非連続的に働く可能性もあり、分析
結果の解釈には十分な留意が必要である。
ファイナンス面など、国際的なビジネス環境が、厳しい
排出削減目標への取り組みを強く促す状況にあり、気候図 13 には、排出削減水準及び再エネ・火力比率に関変動への取り組み強化は不可欠である。一方、▲46%

する感度分析の結果を示す。削減目標が▲35%から▲

目標は、経済に大きな悪影響をもたらすリスクもあり、イ4６%にかけて、GDP ロスが大幅に上昇すると推計されノベーションを誘発しつつ、適切なトランジションを進めた。エネルギー供給側の対策の余地が小さくなり、生産ていくことの重要性が示唆される。

活動の低下を含む需要側の対策の対応の必要性が高まるためである。

24

RITE Today 2022

研究活動概説 ● システム研究グループ

参考文献
1） K.

Akimoto,etal.;

Climatechangemitigation measures for global net-zeroemissions and the roles of CO2 capture andutilization and direct air capture, Energy
and Climate Change (2021)
2） 秋元圭吾，佐野史典，総合資源エネルギー調査会基本政策分科会（2021 年 5 月 13 日）資料 (2021)
https://www.enecho.meti.go.jp/committee/council/basic_policy_subcommittee/2021/
043/043_005.pdf
3） 佐野史 典、 秋元 圭吾 、本 間隆 嗣、徳 重功 子、 日本の2030 年温室効果ガス排出削減目標の評価、エネルギ
ー・資源学会論文誌、37(1)、pp. 51-60（2016）
4） RITE システム研究グループ、約束草案の排出削減努
力 の 評 価 と 世 界 排 出 量 の 見 通 し 、
https://www.rite.or.jp/system/analysis/pd
f/GlobalCO2Emission_INDCs_20151104.pd
f5） 佐野史典、秋元圭吾、長島美由紀、大西尚子、世界温暖化対策評価モデルによる 2030 年 NDCs と 2050
年カーボンニュートラルの評価、第 38 回エネルギーシ
ステム・経済・環境コンファレンス（2022）
6） UNEP、 Emission Gap Report 2021
7） 本間隆嗣、秋元圭吾、世界エネルギー経済モデルを用いた、2030 年の日本のエネルギーミックスと約束草案に関する経済影響分析、第 38 回エネルギーシステ
ム・経済・環境コンファレンス 15-3 (2021)
8） Global Trade Analysis Project (GTAP),
https://www.gtap.agecon.purdue.edu/
9） 資源エネルギー庁，発電コスト検証ワーキンググループ
令和 3 年 9 月報告書、(2021)
10） 本間隆嗣他、現状の気候・エネルギー政策を考慮した
パリ協定国別貢献における国際競争力に関する分析、エネルギー・資源、Vol.41, No.5, (2020)25