「2050年ネットゼロ排出シナリオ」の分析―IPCC1.5℃特別報告書シナリオデータとJMIPからの示唆―
環境科学研究所 坂本将吾

社会経済研究所 堀尾健太
社会経済研究所 永井雄宇
第44回 総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会
2021年6月30日

2021

IPCC1.5℃特別報告書における「2050年ネットゼロ排出シナリオ」―CO2排出・除去の態様とエネルギー関連指標―

2021

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ネットゼロ排出達成時の態様
当所では、IPCC1.5℃特別報告書シナリオデータを基に、ネットゼロ排出達成時の態様を分析した報告書を刊行（2020年10月）•IPCC1.5℃特別報告書（SR15）では、世界中の研究機関から提出された411のシナリオ（4頁参照）を、温度上昇の度合いに基づいて、6つのカテゴリーに区分•

このうち世界全体での「CO2のネットゼロ排出」を達成するシナリオは205（右上図）•

シナリオ毎に「ネットゼロCO2排出達成年」が記録されている（右下図）•

これを「ネットゼロ排出達成時」とみなし、当該時点のCO2排出・除去、及びエネル
ギー関連の諸指標を分析

坂本将吾、堀尾健太：ネットゼロ排出達成時におけるCO2排出・除去の態様、電力中央研究所報告
Y20001、2020年10月 https://criepi.denken.or.jp/jp/kenkikaku/report/detail/Y20001.html

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SR15におけるネットゼロ排出シナリオの数

ネットゼロCO2排出達成年の分布

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（参考）SR15シナリオデータ
IPCC1.5℃特別報告書（SR15）
2018年10月、IPCC総会にて、政策決定者向け要約が承認され、報告書本体が受諾された•

2015年12月、国連気候変動枠組条約（UNFCCC）第21回締約国会議（COP21）の決定にて、IPCCに対して、「工業化以前の水準から1.5℃の地球温暖化による影響及び関連する地球全体での温室効果ガス排出経路に関する特別報告書を2018 年に提供する」よう招請•

2016年4月、IPCCは、この招請を受諾し、特別報告書の作成を決定

SR15シナリオデータ•

IPCCは、世界中の研究機関から提出されるシナリオデータを基に報告書を作成。提出の要件は、査読付き学術論文に掲載された結果であること•

SR15に向けては、 世界中の19の研究機関から、529のシナリオデータが提出された（2018年5月15日までに受理された学術論文が対象）•

このうち、GHG排出量を一部しか報告していないシナリオ（例えば、CO2のみを報告しているシナリオ）などを除いた、411のシナリオデータ（10機関による）が報告書の作成に使用された•

SR15の作成に使用されたシナリオデータは公開されている
IPCC SR1.5 Scenario Database: https://data.ene.iiasa.ac.at/iamc-1.5c-explorer※ なお、SR15シナリオデータの約4分の3（303本）は、4つの「モデル間比較プロジェクト（MIP）」の成果である。MIPとは、複数のモデルが、主要な設定（人口、GDPなど）や分析の条件（各種技術の想定など）を揃えて分析し、相互比較を行うもの。
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「2050年ネットゼロ排出シナリオ」
2045～54年に世界全体でCO2のネットゼロ排出に達するシナリオ

本報告では、「Below1.5C」「1.5C low overshoot」カテゴリーのシナリオ（計26本）のうち、エネルギー起源CO2排出量の内訳が把握できる22本のシナリオ（計5機関から提出）を対象とした
2021

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ネットゼロ排出達成時

CO2排出・除去の量（世界全体）

ネットゼロ排出達成時に残余するCO2排出の量や内訳は様々
SR15シナリオデータにおける
CO2排出量の主な部門
産業
エネルギー
需要

民生
運輸

エネルギー
起源

電力
エネルギー
供給

電力以外
-液体燃料
-ガス-熱-固体燃料

産業プロセス
土地利用※ グラフは部門別CO2排出量の合計を積み上げたもの。5年または10年刻みで報告されているため、線形補完により、1年ごとの排出量を推計している（全体のネット排出量は厳密にゼロにはなっていない）※ 部門別CO2排出量の符号の意味については7頁参照

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部門別CO2排出量の符号
プラス ：除去よりも排出が多い
マイナス：排出よりも除去が多い
少なくとも、部門別の排出量がマイナスである部門には、二酸化炭素除去が導入されていることを意味する

排出がプラス

CO2排出量の符号と除去

排出がマイナス

ネットゼロ排出達成時

二酸化炭素除去（CDR: Carbon Dioxide Removals）
CO2を大気中から人為的に除去すること
SR15シナリオデータで想定されている主なCDR
エネルギー供給（電力）：CO2回収・貯留付バイオマス発電（BECCS）*燃料使用時にCO2を回収
エネルギー供給（電力以外）：CO2回収・貯留付バイオ燃料製造（BECCS）*燃料製造時にCO2を回収
土地利用：植林
なお、SR15時点では直接空気回収・貯留（DACCS）を想定したシナリオは極めて少なかった。
最近の研究動向を踏まえると、2021-22年に公表予定のIPCC第6次評価報告書（AR6）では、DACCSを想定したシナリオが増えることが予想される（AR6のためのシナリオデータの提出は2021年7月9日締切）
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ネットゼロ排出達成時

一次エネルギー

CO2排出量（世界全体）

残余する排出• 一次エネルギーの合計ではなくCCSなしの化石燃料消費に由来• すべてのシナリオにおいて、CCSなしの化石燃料消費は残っている（ばらつきは13％～36％）※部門別CO2排出量の合計を積み上げたもの

一次エネルギー消費量

CDR

二酸化炭素除去（CDR）

ゼロ
排出想定されているのはBECCSだが、シナリオ間でばらつきがある

残余
排出

N=22

※ 一部のシナリオではBECCSを区分して報告していない。それらについては、バイオマス全体（Primary Energy|Biomass）の数値を「バイオマス（BECCS含む）」 とした※ BECCSの比率のばらつきには、BECCSが区分できないシナリオは含まれていない

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ネットゼロ排出達成時

発電電力量

CO2排出量（世界全体）• 電源構成はシナリオごとに様々• ゼロ排出電源、CCSなし化石、BECCSの組合せ• 再エネが大半だが、化石（CCSあり/なし）も一定割合を占める※部門別CO2排出量の合計を積み上げたもの

電源の比率のばらつき
発電電力量
CDRゼロ
排出
残余排出

N=22

※ その他再エネには地熱・水力・海洋エネルギーが含まれる

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ネットゼロ排出達成時

最終エネルギー

CO2排出量（世界全体）• 残余する排出はガス・液体燃料の一部（※）と石炭に由来• 最も主要なエネルギーキャリア
は電力※部門別CO2排出量の合計を積み上げたもの

各エネルギーキャリアの比率のばらつき

最終エネルギー消費量

残余排出N=22※ ガスには、天然ガス・バイオガスが含まれる（区分して報告されていないため）※ 液体燃料には、化石燃料・バイオ燃料・合成燃料が含まれる（区分して報告されていないため）※ その他には、地熱・太陽熱・熱が含まれる

2021

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ネットゼロ排出達成時

CO2排出・除去の量（先進国）• 世界全体のネットゼロ排出達成時において、先進国のネット排出量は、プラスとなるシナリオも、マイナスとなるシナリオもある• シナリオ数は限られるが、先進国だけをみても、残余する排出の量や内訳は様々
世界全体先進国のみ

NA〇 ネット排出量

NANANA※NAは、先進国について未報告のシナリオを意味する

なお、本報告における「先進国」は、SR15シナリオデータにおける「OECD90+EU」に含まれる国を指す（該当国のリストを補足資料に掲載）
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ネットゼロ排出達成時

エネルギー関連指標（先進国）

シナリオ数は限られるが、主な傾向は世界全体と概ね共通（下表参照）
CO2排出量NA

一次エネルギー〇 ネット排出量

CDR

NA

NA

ゼロ
排出

NA

残余排出

※部門別CO2排出量の合計を積み上げたもの

NA

最終エネルギー

NA

NA

NA

発電電力量

CDR
ゼロ排出

NA

NA

NA

NA

残余
排出

残余排出
NA

NA

NA

NA

一次エネルギー

CCSなしの化石燃料消費が残る

発電電力量

ゼロ排出電源、CCSなし化石、BECCSの組合せ。ただし、電源構成は様々

最終エネルギー

残余する排出はガス・液体燃料の一部と石炭に由来。最も主要なエネルギーキャリアは電力

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エネルギー関連投資と限界削減費用•SR15は、エネルギー関連投資額や炭素価格（※）を参照し、温度上昇をより低く抑えるには、より投資が必要となり、限界削減費用は上昇することを示した•「2050年ネットゼロ排出シナリオ」でも、エネルギー関連投資はこれまでよりも増加し、限界削減費用は上昇する
炭素価格

エネルギー関連投資額（限界削減費用）

2015年比
（中央値）

1.6倍

2.2倍

3.6倍

3.1倍

1.5倍

2.4倍

シナリオ数

N=16

N=9

N=6

N=6

N=6N=6N=22※シナリオ分析における炭素価格とは、一般的に、限界削減費用と解釈される※上記のグラフの項目は、複数の機関のシナリオから報告されているものを抽出
202113JMIPにおける「2050年ネットゼロ排出シナリオ」―日本におけるモデル間比較の一例―

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JMIPとはJapan Model Intercomparison Project on Long-term Climate Policy (2017-2020)• 国内の諸機関が運用する5つのモデルにより、日本の長期気候政策を評価• 数年を掛けて、人口や経済の想定をモデル間で調整し、シナリオ分析を実施• 2050年80%削減を中心に、感度解析として90%削減やネットゼロ排出も分析• 成果は学術論文として公表されており、またシナリオデータも公開されている
AIM/Enduse-Japan AIM/Hub-Japan

DNE21

IEEJ_JapanTIMES-Japan

京都大学

京都大学
国立環境研究所
地球環境戦略研究機関

東京大学

日本エネルギー経済研究所

エネルギー総合工学研究所

モデルタイプ

逐次動学
部分均衡

逐次動学
一般均衡

完全予見
部分均衡

完全予見
部分均衡

完全予見
部分均衡

80%削減

〇〇〇〇

〇

90%削減

〇〇〇

X

X

ネットゼロ

X

〇〇

X

X
〇：解あり X：解なし

Sugiyama, M., Fujimori, S., Wada, K., Oshiro, K., Kato, E., Komiyama, R., ... & Ju, Y. (2021). EMF 35 JMIP study for Japan’s long-term climate andenergy policy: scenario designs and key findings. Sustainability science, 16(2), 355-374. https://doi.org/10.1007/s11625-021-00913-2
Sugiyama, M., Fujimori, S., Wada, K., & Weyant, J. (2021). Introduction to the special feature on energy scenarios for long-term climate change
mitigation in Japan. Sustainability Science, 16(2), 347-353. https://doi.org/10.1007/s11625-021-00931-0

202115JMIPシナリオデータの分析結果• ネットゼロ排出の分析では、CDRを考慮したモデルのみで解が得られた• ただし、CDRを考慮していても 解が得られなかったモデルもある-

国内における、CO2貯留量やバイオエネルギーの利用可能性の制約によるものと分析されている（Shiraki et al. 2021）
CO2排出量（2050年）

CDRを考慮している

CDRを考慮していない

注：DNE21は部門別のCO2排出量を報告していないため、総CO2排出量のみを表示
JMIP データベース https://doi.org/10.5281/zenodo.4817656
Shiraki, H., Sugiyama, M., Matsuo, Y., Komiyama, R., Fujimori, S., Kato, E., ... & Silva, D. H. (2021). The role of renewables in the Japanese power sector:
implications from the EMF35 JMIP. Sustainability Science, 16(2), 375-392. https://doi.org/10.1007/s11625-021-00917-y

なお、後続のプロジェクトでは、ネットゼロ排出シナリオの検討が進められている（BECCS・DACCS等のCDRを新たに考慮するなど、モデルの更新も行われている）
2021

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まとめ•

公開されているSR15やJMIPのシナリオデータを用いて「2050年ネットゼロ排出シナリオ」を分析した（シナリオデータの公開は、透明性の確保を目的としており、これにより提出者以外でもシナリオデータの分析が可能）•

SR15シナリオデータにおける「2050年ネットゼロ排出シナリオ」（22本）では、ネットゼロ排出達成時の態様は一様ではなく、ばらつきがあった。ただし、いくつかの共通する傾向も確認されたエネルギー投資額
限界削減費用•一次エネルギー ： CCSなしの化石燃料消費が残る
発電電力量 ： ゼロ排出電源、CCSなし化石、BECCSの組合せ
最終エネルギー ： 残余する排出はガス・液体燃料の一部と石炭に由来
最も主要なエネルギーキャリアは電力
エネルギー関連投資額はこれまでよりも増加
限界削減費用は上昇する

2021-22年にかけて公表予定のIPCC第6次評価報告書や、国内のモデル比較プロ
ジェクトを通じて、ネットゼロ排出の実現に向けた道筋や技術オプション等について、さらに知見が深まることが期待される
202117

補足資料

202118CO2貯留量（SR15）
CO2排出量

CO2貯留量202119CO2貯留量（JMIP）
CO2排出量（2050年）

CO2貯留量（2050年）JMIP データベース https://doi.org/10.5281/zenodo.4817656

202120SR15シナリオデータの地域区分
SR15シナリオデータでは、世界を下記の5地域に分けて報告することとなっている
地域区分

概要

OECD90+EU

Includes the OECD 1990 countries as well as EU members
and candidates.

REF

Countries from the Reforming Ecomonies of the FormerSoviet Union.

ASIA

The region includes most Asian countries with the exceptionof the Middle East, Japan and Former Soviet Union states.

MAF

This region includes the countries of the Middle East andAfrica.

LAM

This region includes the countries of Latin America and theCaribbean.

IPCC SR1.5 Scenario Database
https://db1.ene.iiasa.ac.at/IPCCSR15DB/dsd?Action=htmlpage&page=about

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