今後のエネルギー政策を考える
茅 陽一
地球環境産業技術研究機構
２０１３．６．１１

今後のエネルギー政策の諸課題
１．個別のエネルギーの問題
１）原子力をどうするか
２）輸入化石燃料の供給を如何に安定化するか
３）再生可能エネルギーをどう進めるか
２．エネルギーシステムの問題
１）電力の自由化をどう進めるか
２）温暖化へどう対応するか

エネルギー源の特性‐ 3E+S 基準での評価‐
原子力

化石燃料

安全保障

○

×

○

経済効率性

○

○

×

環境保全○～△

×

○

安全×

○～△

○

×：問題点を有する

再生可能エネルギー

表．諸電源の発電コスト（円/ｋＷｈ）
電源種類

電源コスト（２０１０年）

推定電源コスト（２０３０年）

原子力

８．９～

８．９～

石炭火力

９．５

１０．８

ＬＮＧ火力

１０．７

１０．９

石油火力

２２．１

２５．１

地上風力

９．９～１７．３

８．８～１７．３

洋上風力９．４～２３．１

８．８～２３．１太陽光（住宅用）

３３．４～３８．３

９．９～２０．０

地熱

９．２～１１．６

９．２～１１．６

小水力

１９．１～２２．０

１９．１～２２．０

バイオマス

１７．４～３２．２

１７．４～３２．２

出所：エネルギー環境会議、コスト等検証委員会報告書、平２３．１２．１９

福島原発事故の対応費用
ーコスト等検証委員会報告よりー
１．委員会推定値
追加的廃炉費用
損害賠償費用計 ５兆８千億円
２．委員会推定値に含まれないコスト
高濃度汚染対策費用
除染により生ずる廃棄物等の処分費用
地方公共団体等の財産的損害等
３．kWhあたりコストへの換算
福島第一規模の事故は、全日本を通じて４０年に１回程度と仮定。
（東海第一運転開始以来現在までにほぼ４７年）
それによると、上記損害費用はほぼ0.6円/kWh
損害１兆円追加 → 発電コスト ０．1円/kWh新規対策のコスト
ー浜岡原発の例ー
１．対策コスト
津波対策 １．３ｋｍの防波壁等合計 １，５００億円
severe accident対策 数百億円
他対策を含み 最大３，０００億円？
２．対象 原発３基、３５０万ｋＷ
３．kWhあたりコスト
平均稼働率８５％として合計残存寿命
kWhあたりコスト
寿命４０年
６０年0.6円/kWh
６０年
１２０年
0.3円/kWh図：日本の石油・天然ガス輸入先－２０１１実績ーpetroleum

NG

Saudi

Malaysia

UAE

Indonesia

Iran

Australia

Qatar

Qatar

KuwaitRussiaotherother石油系燃料供給安定化の方策
１．中東への依存の低減
Hormuz海峡のあまりの重要性
アジア地域での供給を増やせるか
２．他燃料への転換
天然ガスへの転換 発電
電力への転換輸送燃料
バイオ燃料への転換 輸送燃料
３．LPGの特異性 → 長期の対応？

原油・ＬＰＧの中東依存度％
10090

LPG

8070

原油

6050

LPG

40

原油

3020
10019851990

1995

2000

2005

2009

３３ＧＷ
４．７％

図：ドイツの太陽光発電の電力比率

ドイツの電力用再生可能エネルギー比率
風力９．４％

風力太陽光バイオマス
水力その他

バイオマス７．９％
太陽光７．６%

再生可能エネルギーの電力比率＝２６％（２０１２）

ドイツ
ドイツ

図：世界各国のPV容量（MW)
図：世界各国でのPV単価（＄/W)
Source: Lee,Y.; Learning by doing effect from solar PV RD&D, Seoul National Univ.

ドイツにおける再生可能エネルギーのＦＩＴとその消費者負担コスト
１．電力用再生可能エネルギー比率
２０１２前半２６％
２０５０目標８０％
２．ＦＩＴによる負担総額現状
１７０億ユーロ/年（２兆２，０００億円）
４円/kWh程度・・世帯あたり月２，０００円

ドイツにおける太陽光発電買取価格
ー屋根置き、１０ｋＷ以下ー
ユーロセント/kWh

10kW以下7060504010kW以下

30201002004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

図：太陽光発電の一日の出力変動

ドイツの電力における再生可能エネルギーの出力変動問題
１．出力変動による系統安定性の阻害
停電回数 ３分以上の停電 ２０万回（２０１１）？
２．出力調整によるガス火力稼働率低下
A.ONは、ヨーロッパ内ガス火力数基の停止を発表（１０１３．１）
理由：再生可能エネルギー出力変動対応の調整で稼働率低下
採算があわなくなった
３．出力調整用storageの不足
従来：揚水発電 → 新しい揚水場所が不足
今後：P2G（再生可能E→メタン）の開発などに努力
しかし、P2Gは電気→メタン→電気のため、効率が低い（２０％台？）
４．出力変動による影響（国外）ポーランド、オランダなど隣接国電源に大きな動揺を与えている太陽光発電と必要バッテリーコスト
１．エネルギー環境会議コスト等検討委員会報告
系統側設置： ２円/kWh
需要側設置： ９円/kWh
２．経産省研究会報告
５３ＧＷ太陽光発電 → ４．６兆～６．７兆円
バッテリー寿命１０年、太陽光発電稼働率１２％として８．３～１２円/kWh
資料：経産省、低炭素電力供給システムに関する研究会報告、２００９．７

すなわち 住宅等の太陽光発電に対しては 従来電源コストと同程度のバッテリーコストがかかることになる。

太陽光発電とならし効果
ｄｆＪi
Pi – Di + Σδji
(1)ｄｔ
δji: ｊ番目のPVからi番目の電源への潮流ｄｆ→ ΣＪｉ = ΣPi ‐ ΣDi + Σδji (2)ｄｔ
系統内ＰＶの和連系系統内の発電機駆動タービン回転数＝系統周波数(3)(3)のために系統周波数に対するＰＶの影響は系統内の合計値の形で影響する太陽光・風力発電の系統対策コスト
ー2030経産省シナリオでの試算ー
再生可能Ｅ
３５％ケース

再生可能Ｅ
25％ケース

需要・出力変動対策費＊１０．３ 兆円

０

余剰電力対策費

４．０

２．０ 兆円

系統増強対策費

１６．３

４．３

電圧対策費

０．５０．５

合計

２１．１ 兆円

６．８ 兆円ｋＷｈあたりコスト＊２７．３ 円/ｋＷｈ４．６ 円/ｋＷｈ

資料：経産省基本問題委第20回資料６（２０１２．４．２６）＊１：太陽光発電の全国ベースのならし効果が理想的に起こるとの前提。
＊２：茅による算定図：北部ドイツの風車出力例

（１）
１基

（２）
１５００基

再生可能Ｅへの対応
１．太陽光発電・風力発電など出力変動電源のならし効果はある程度期待できるが、やはり相当程度のバッテリーバックアップは考慮すべき。
２．出力変動電源の系統連携にかかわるコスト分はＦＩＴでも対応すべき。
３．出力変動電源の系統電力比率は一定値以下とすべき。（２０～３０％以下？）

電力自由化への方向
ー（１）改革の流れー
１．２０１３．４．２ 閣議決定
電力システムに関する改革方針
２．２０１３．６．Ｘ～２０１３．９臨時国会？
電気事業法改正法案 国会通過
３．改革の実行 ２０１５～２０１８？

電力自由化の方向ー（２）改革の目的ー
１．電力の安定供給確保
２．電気料金の最大限抑制
３．需要家選択肢の拡大
事業家の事業機会の拡大

電力自由化の方向
ー（３）実行内容ー
１．広域系統運用の拡大（２０１５）
電力の質と安定性の向上
２．電気の小売全面自由化（２０１６）
供給ー需要を通じての市場完全自由化
３．送配電部門の中立性の一層の確保
小売料金全面自由化（２０１８～２０２０）電力自由化ー（４）問題点ー
１．小売自由化と電力システム総合最適化は一致するか？
自由化の中に総合最適化のインセンテイブはあるか？
２．電力の脱炭素化と自由化は一致するか？
完全自由化は化石燃料火力の増大を促す
危険はないか？
３．再生可能エネルギーのＦＩＴは自由化と矛盾しないか？

図：過去１５０年の地球気温の推移

京都議定書目標の達成可能性－２００８～２０１２－
１．基準年ＧＨＧ排出 １２億６、１００万ｔ
２．京都目標（２００８～２０１１年合計）
基準年排出×５×０．９４＝５９億２，７００万ｔ
ＧＨＧ排出
５０億５，２００万ｔ （４年分）
森林吸収 △ ２億４，０００（５年分）
クレジット（５年分）
政府購入 △
９，８００
電事連等 △ ２億ｔ
計４５億１，４００万ｔ
２０１２年分
ＧＨＧ排出上限１４億１，３００万ｔ＝基準年排出×１．１２
なお、従来の最大；２０１２年の３．６％増。したがって達成可能性大。

温暖化問題の国際的情勢（１）１．２度～１．５度目標への指向
工業化以前に比して２度～１．５度上昇以内
最近のＣＯＰ，Ｇ８ｓｕｍｍｉｔでの宣言にみられる
例：2012Doha でのdecision
各国は地球平均温度を工業化以前に比して２度上昇に保つために必要な温室効果ガス排出の大きな削減に向けて緊急に努力することを決定する。
２．関連する２０５０年目標
１）世界：排出半減
２）先進国：８０％削減

温暖化問題の国際情勢（２）３．２０５０年目標とその達成困難性
１）世界排出半減目標＃日本のかっての安倍・福田政権の提唱ぶり＃G8に続くMajor Economic Leaders Meeting
では発展途上国が合意せず
２）先進国８０％削減目標＃先進国の多くが同意
例：英国 目標を法制化＃日本
２０１２年環境基本計画（閣議決定）に目標を含む

温暖化問題の国際情勢（３）１．２０１５年までに２０２０年以降の国際目標を定める（COP)
２．現状での情勢
１）米国は自主的目標設定を提案
カナダ・オーストラリアなどは賛成姿勢
２）Copenhagen 合意の２０２０目標は、２度目標のパスからはかなり乖離
３）２度目標の修正、Pledge and Review方式が現実的方向？

日本の２０２０目標
ー簡単な検討例（１）ー
１．一般的情勢
鳩山目標：１９９０比２５％減
政府は本年中に目標を修正する意向
２．電力需要の動向（一般電気事業者）
GDP成長率
２００９年度 Leeman shock△5.6%
２０１０年度 経済回復+ 4.7
２０１１年度 福島事故
△0.6
２０１２年度 回復途上+ 2.0

電力需要△3.1%+ 5.6
△ 5.1
△1.0

日本の２０２０目標
ー簡単な検討例（２）－３．電力における２０２０想定（１）１）電力需要ケースＡ 需要＝現状
1.15 兆kWh
ケースＢ＝一割減 1.oo 兆kWh
節電意識が続くことが前提
２）原子力
既設原発 ２０２０に４０歳以下、８割稼働
大間、島根３号 運開
合計 27.1 GW 稼働
設備利用率 ８５％（１９９０代後半）

日本の２０２０目標
ー簡単な検討例（３）－3．再生可能エネルギー2020: かなりの拡大
水力 現状維持
太陽光 25GW
設備利用率0.12
風力15GW
0.20
4. 火力 2020：思い切った天然ガス移行
現状２０２０石炭 40% → 20%
石油 14%
7%
ＮＧ
46%
73%

日本の２０２０目標
ー簡単な検討例（４）－５．電力におけるＣＯ２排出低減 2020
非電力のＣＯ２排出現状維持と仮定
2020 日本の低減率
需要現状維持△ 5%
需要１割減△11 %日本の２０２０目標
ー検討例からの提案ー
１．可能なＧＨＧ低減量検討例での想定の楽観性を考慮すれば現状比 △５～△１０％が上限？
したがって１９９０年比 △数％ 程度
２．森林吸収 ３．８％ は保存
３．海外クレジット
政府民間含めて年間２％程度がせいぜい？
４．京都目標（６％減）を超えないと他国の了承が得られない
基本：基準年比
最大１０％減
１５％減（麻生内閣目標）？

年
図３．１ ２度目標達成のためのＣＯ２排出曲線
資料：ＩＰＣＣ第４次報告書、ＷＧ３，ＳＰＭより

２度目標の実現性
ー関連２０５０年目標ー
１．２０５０世界の排出半減対応の技術シナリオ（IEA,RITE）
削減の限界費用の高さ
２．２０５０先進国の排出８０％減
脱炭素、エネルギー絶対量削減の困難性

500
CO2限界削減費用 [$/tCO2]

450
400
350
300
250
200
150
100
5002000

2010

2020

西暦年

2030

20402050

図。 世界二酸化炭素排出半減時の限界費用（ＲＩＴＥ試算）
ー２度目標への対応ーCO2の要素分解
஼C= Eா

ΔC＝
ここで(1)
஼Δா１ ୢଡ଼＝ଡ଼ ୢ୲： の変化率

一次エネルギーେ： エネルギーの炭素依存率
୉

%/年
4.5
43.5

5 ×原子力 kWh/１０年

32.5

71‐80

280‐9090‐00

1.500‐09

10.5
0‐0.5

米国

英国

ドイツ

フランス

イタリア

日本

図４．１先進国の過去３０年の脱炭素率（－C/E変化率））

%/年
3.5
32.5
2
1.5

７１－８０

1８０－９０0.5

９０－００００－０９0‐0.5

米国

英国

ドイツ

フランス イタリア‐1‐1.5‐2
図5 先進国の一次エネルギー（E）変化率

日本

先進国２０５０年８０％減の非現実性
１．必要な条件ＣＯ２平均削減率ΔＣ：マイナス４％/年
２．従来の状況
ΔC/E : マイナス１％/年程度
ΔE: 多くの場合 プラス
2000‐2010 せいぜいマイナス１%/年
３．したがってΔC : 従来傾向の最小値マイナス２%/年
目標：マイナス４%/年
このギャップを４０年に亘り埋め続けるのは殆ど不可能

２度目標の修正と気候影響
具体的な対策：目標温度の引き上げ
のぞましい条件１．
２度目標に比して新しいリスクが発生しないこと（ＩＰＣＣ図の縦軸）
のぞましい条件２．
２度目標で直面しているリスクの大きな悪化がないこと（ＩＰＣＣ図の横軸）→ ２度を２．５度に引き上げ

2 deg.

2.5 deg.

Fig.3 Rise in temperature by 2100 and its impacts(from IPCC AR4)Global mean surface temperature change
4.5

Global mean surface temperaturechange above preindustrial level (ºC)

RCP8.54RCP6.0

3.5

RCP4.5
RCP3PD32.5 ºC proposal

2.5
21.5
10.5
1990

2040

2090

2140

2190

Equilibrium climate sensitivity: 3.0 C

図：２．５度目標時の温度上昇曲線

2240

2290

２．５度目標に対する排出パス
基盤：諸国の経済発展条件の差を考慮して排出パスに差を設ける
提案：
先進国 ２０５０年排出半減
ΔC ＝－2%/年 に対応
途上国Ａ（BRICs , ロシア除く） ２０３０年ピーク
途上国Ｂ（他の途上国）
２０５０年ピーク

25

GHG emissions (Gt CO2eq/yr)

Group1Group220

ＢＲＩＣｓ

Group315

他途上国
10

先進国
501990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

図：２．５度目標に対する排出曲線

160

GHG marginal abatement cost($/t CO2eq)

140

Group1Group2120Group31008060402002010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

図：２．５度目標時の排出削減限界費用

2045

2050

まとめ
１．原発の再稼働はコスト的にもきわめて有効２．ＬＰＧを含めて石油系燃料の中東依存は依然として大きな課題
３．再生可能エネルギーはその出力変動対応を十分考慮することが発展の鍵
４．電力自由化の推進は、総合システムとしての電力システムの効率性・環境性の推進と両立すべき
５．温暖化対策は重要であるが、排出削減目標の設定においては実現性に十分配慮すべき
２度→２．５度 ２０５０年先進国８０％減→５０％減