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技術展

21 世紀における持続的社会の実現に向けた 3E 展開

望

3E Vision for Realization of Sustainable
Global Society in 21st Century
写真協力：東京二十三区
清掃一部事務組合

古 屋 孝 明＊1
Takaaki Furuya

大 木 良 典＊2
Yoshinori Oki

地球環境問題は，温暖化ガス削減という単一の取り組みでは本質的解決が難しく，国内地域間又は多国間での持続的経済発展を基軸に，環境と表裏一体にあるエネルギーの安定供給を組み合わせた 3E 展開が解決の鍵となる．エネルギー消費が急増するアジアでは，日本の省エネ・環境技術が求められており，国内では自然エネルギーを活用した循環型社会構築による地域活性化が進んでいる．弊社は，持続的な国際社会実現に向けて 3E 展開に貢献可能な環境調和型エネルギー変換・利用，環境保全・修復・創造の技術開発に取り組んでいる．

1．はじめに21 世紀の国際社会では，世界経済の多極化により，BRICs（ブラジル・ロシア・インド・中国）や，アジ今後エネルギー消費量が急増する中国やインド等は，温暖化ガス排出量削減の義務がなく，2013 年からの第二約束期間での国際的な合意形成には，相当な困難が予想されている．

アの発展途上国でエネルギー消費量が急増し，従来かまた日本は，既に世界最高水準の省エネ社会を実現

ら指摘されてきた地球温暖化防止等の環境の制約だけしており，ここから更に 1990 年比６％減のレベルまでなく，石油や水等のエネルギー資源の制約も合わせで温暖化ガス排出量を削減する必要があり，国内対策た状況下での持続的発展が最大の課題となる．

だけでは実現が厳しい状態となっている．

この課題の解決には，エネルギー安全保障（Energy

そこで市場原理を活用して，排出権を取引する京都security）と環境保全（Environmental protection）メカニズムの導入が進められているが，その中で最もと経済効率・持続的経済発展（Economic efficiency

期待される CDM（Clean Development Mechanism）& Sustainable Economic growth）の 3E を同時に実では，省エネ効果があり経済性がある案件は，排出権現する社会システムの構築とエネルギー環境技術の普が認証されないという制度上の難しさがある．

及による 3E 展開が必要である．

また現在の日本の削減必要量 1.1 億 t-C ／年の 29 倍

本論文では，今後の経済発展の中心となるアジアで，もの CO2 排出量の増加が，インド・中国で予測（2010

特に中国と日本を軸としたパートナーシップと，国内年時点）されており，日本の削減努力だけでは，実効の循環型社会構築による地域活性化のための 3E 展開性に疑問がある．の概念を示し，その実現にむけて弊社が貢献可能な技

2．2 エネルギー需給逼迫による石油価格の高騰術・製品群の全体像を紹介する．

21 世紀に入り，石油価格が急騰している．中国等

2．21 世紀の最重要課題である 3E 同時実現
2．1

地球温暖化対策の現状

ロシアの批准決定により，2005 年２月に京都議定書の人口大国での生活水準向上に伴うモータリゼーションによる液体燃料の需要の増加が，今回の価格急騰の主因の一つであり，エネルギー安全保障が，国際社会における優先課題として再浮上してきている．

が発効となり，2008 年からの第一約束期間での温暖化

エネルギー安全保障は，ノーブルな石油の高効率利ガス排出量削減への国際的取組みが本格化している．

用と環境性が高い天然ガスシフトに依存するだけでな

しかし世界最大のエネルギー消費国である米国や，く，最も埋蔵量が多い石炭の有効利用や，非在来型石＊1＊2

技術本部技術企画部技術戦略グループ長
技術本部技術企画部主幹

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油資源の開発，原子力の利用の推進，さらには再生可能の間で展開するケースと，少子高齢成熟社会に入り，エネルギーの高度利用を図り，エネルギーの多様化を

エネルギー消費量は横ばいであるが，エネルギーの安進めることが重要である．今後石油価格の上昇ととも定供給と環境保全・雇用安定・経済効率向上を必要とに，燃料間の競合が激化し，特に炭化水素系燃料では，石する日本の地域間で展開するケースに大別される．

油から他燃料へのシフトが起こると予想される
（図１）
．
2．3

3E 展開の必要性

日本にとって，前者はアジアの発展途上国，とりわけ中国が対象となり，後者は国内での都市部と地方部

21 世紀は，グローバル市場経済の進展で，先進国と発展途上国といった構図だけでなく，一国内の地域間においても経済格差が拡大し，市場メカニズムの効が対象となる．以下にその概念を示す．

3．アジアパートナーシップによる 3E 展開
3．1

用と限界の議論が更に重要になると予想される．

日本における 3E の現状と課題

このような環境・エネルギー・経済の課題は，単一石油ショック以降，日本の一次エネルギー全体の石視点からの取組みでは解決が困難であり，環境とエネ

油依存度は 77 ％から 55 ％まで低下したが，中東依存ルギーの表裏一体の関係を十分に理解し（図２），多度はむしろ 1980 年の 71 ％から 88 ％（2003 年）まで

様なエネルギー資源を高い効率と低い環境負荷で活用高まっている．これに中国の石油輸入量の急増で，日し，エネルギー安全保障，環境保全，経済効率・持続

中韓の中東依存度は，2003 年の 58 ％から 2020 年に的経済発展をバランスよく同時実現する 3E 展開が必は 71 ％まで急速に高まると予想されている．

要である（図３）．
2．4

また日本は少子高齢化社会となり，経済成長の鈍化

二つの 3E 展開モデルが懸念され，エネルギー環境関連投資が低調になる中

3E 展開は，高度経済成長社会に入り，今後エネルで，温暖化ガス排出量削減のために，世界最高水準のギー消費量と環境負荷が増大する発展途上国と先進国

省エネ社会を更に深化させなくてはならず，費用対効果の悪化が課題となっている．
3．2

炭素リッチ燃料石

中国は，1980 年から年平均成長率 9.7 ％の高度経済石油のRoll Over Point（2015 年度）

石 炭
タール
バイオマス

成長を持続しており，今後も７％の成長率を維持可能との見方が強いが，その実現には高度経済成長社会に油供給減少・価格上昇領域供給・価格安定領域

中国における 3E の現状と課題

共通な 3E 問題の解決が必要である．

随伴ガス

エネルギーに関しては，生活水準向上による電力不天然ガス

足，自動車普及による液体燃料不足があり，さらに，水素リッチ燃料

2000

2010

2020

2030 (年)

石炭中心のエネルギー構造，世界的に低水準のエネルギー効率等の中国独自の事情が絡み，液体燃料の確保

図１

多様な炭化水素系燃料の需給バランス

Roll Over Point（各燃料が図中の線とぶつかる点）で，需給アンバランスが生じて，その燃料の価格が急騰し，他の経済性のある燃料に逐次置換わる．と石炭の高効率利用が課題解決の鍵となっている．
環境や経済に関しては，環境対策の遅れや都市化による大気汚染・水質汚濁・土壌汚染・廃棄物問題等の域内環境問題の顕在化や，温暖化ガス排出量の急増，社会経済活動利便性向上
安全安心な社会の持続的発展省エネルギー
廃棄物削減（リデュース）製品

省エネルギー
廃棄物削減（リデュース）

リユース
資源・エネルギー
エネルギー
安定供給
エネルギー
・化石燃料
・原子力
・再生可能エネルギー

安定供給可能なエネルギー資源①石炭 ②ウラン ③天然ガス
可採年数

石炭231 年

廃棄物
環境保全
環境・大気・海洋・石油中東依存低減
・石油代替燃料普及
・エネルギー源多様化（石炭活用）

天然ガス
61.6 年

石油
43.0 年

環境保全
Environment Protection
・環境負荷／温暖化ガス排出量削減・環境修復・創造
・クリーンコールテクノロジー・原子力推進
・再生可能エネルギー・省エネ推進
・リデュース・リサイクル・リユースの３R 循環型社会

経済効率・持続的経済発展
Economic Efficiency &Sustainable Economic Growth・マーケットメカニズムの効用と限界・経済格差の解消

水 土壌
森林

図２ 社会経済活動を支え，表裏一体関係にある環境とエネルギー⑤自然エネルギー

ウラン
73 年

予測可能な将来では，化石燃料を主役としつつ，多様なエネルギー資源を上手く活用し，バランス良く３E を同時実現
エネルギー安全保障
Energy Securitiy

リサイクル

④石油

図３

21 世紀の国際社会の重要課題である 3E の同時実現
三菱重工技報 Vol.42 No.4（2005-11）

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酸性雨，森林減少，砂漠化，水資源不足，海洋汚染等

日本の数倍のペースで CO 2 排出量が急増する中の広域環境問題の深刻化があり，また都市部（沿岸部）

国で，日本の原子力，クリーンコールテクノロジー，と農村部（内陸部）の経済格差の拡大が社会問題とな再生可能エネルギー等の環境調和型エネルギー技

りつつある．

術，大気汚染・水質汚濁防止等の公害防止技術，都3．3

日本・中国二国間の 3E サイクル

市ごみ・産廃・有害物質等の廃棄物処理技術を導入・これらの日中両国が抱える 3E 問題は，二国間で，普及することで，実効性ある環境対策が可能となる．

エネルギーの多様化と環境保全を促進する技術導入とまた石炭から液体燃料製造を推進することに共同事業を促進し，両国の持続的経済発展を図る 3E

よって，硫黄酸化物や煤塵の排出量が少ない液体燃サイクルを導入することで，効果的に解決できる可能料が普及し，大気汚染を抑制することも可能である．

性がある（図４）．

③ 経済効率・持続的経済発展のメリット

本サイクルは，以下の３点で構成される．

中国は，エネルギーの安定供給により，経済成長① 中国において，石炭からの液体燃料及び化成品製の持続が可能となる．産炭地は中国で経済発展が遅造を日中共同事業で行い，その製品を中国で利用れている内陸部が多く，石炭の高度利用促進で国内するとともに日本にも輸入する．

での経済格差を縮小できる可能性がある．

② 中国において，日本のエネルギー高度利用・環境

日本では，中東への原油輸入支払いのための外貨保全技術の普及やその技術を活用した日中共同事の一部が，中国からの液体燃料輸入を経て，日本の業を行う．

エネルギー・環境技術の高度化，エネルギー・環境③ これらの共同事業に関わる輸出入を二国間のパー産業の活性化に使われることとなり，国内の産業競トナーシップで行う．

争力・技術力の維持発展が可能となるであろう．

本サイクルを回すことで，下記のメリットが生まれる．

3．4 日中 3E サイクルの効果試算① エネルギー安全保障のメリット

弊社は，（ 財）日本エネルギー経済研究所とともに，中国で石炭から製造する液体燃料を使用することマクロ経済動的計量モデルを使った 2020 年の中国ので，世界の石油需給が緩和される．中国は自国資

3E 動向予測を行い，日中 3E サイクルの効果を試算した．

源である石炭の有効利用が可能となり，かつ日中

この試算では単純化したシナリオを仮定した．まず両国の石油の中東依存度の低下と，両国の経済的現在から 2020 年までの中国の GDP 年平均成長率を相互依存により，北東アジア域でのエネルギー安7.2 ％とし，現在中国の電力の 78 ％を占める石炭火力全保障が強化される．の新設増加容量を省別に試算し，さらにその新設石炭日本のクリーンコールテクノロジーや原子力技術を導入・普及することにより，電力需給が緩和さ火力の効率は，現在の中国の最高レベルである 39 ％まで向上することをベースシナリオとした．

れ，エネルギーの多様化，クリーンな高効率利用がこのうち 2010 年からの新設分は，日本の支援によ可能となる．また世界最高レベルの日本の省エネ技り，原子力や石炭ガス化複合発電等に置き換えると仮術を中国に普及することで，エネルギー消費量の抑定し，その設備追加投資額と等額の石炭からの液体燃制が可能となる．

料製造量を算出し，日本への輸入相当分とした．
これによって，中国の石炭消費量，CO 2 排出量，② 環境保全のメリット

SO2 排出量，日本の石油中東依存度の各低減量を効果○中国では石炭の埋蔵量は膨大だが，液体燃料は今後不足し，世界の石油需給の逼迫と，北東アジアでの石油の中東依存度増大を招く．
○中国のエネルギー利用効
石炭率改善及び環境保全対策と，日中のCO2 削減対策 中国が必要である．

として評価した（図５）．これらを見るとおり，日中
液体燃料化成品化

日本
日本への輸出中国でのガス化
国内利用
環境対策
日本の技術支援・事業参画
日本での○中国の石炭の日中両国で先行技術開発の高度利用と，日本のエ再生可能エネルギーネルギー環境技術支援と原子力発電所事業参画により，日中両 化石燃料高効率発電国の３E 同時実現を図る（アジア域に展開）
両国のメリット・液体燃料の安全供給
・地球環境保全・持続的な経済発展図４

中国のメリット
・電力の安定供給・産炭地等の内陸部発展
・高度技術の利用／普及

日本のメリット
・実行ある炭酸ガス削減
・高度技術の普及・先行開発による産業の活性化

日中 3E サイクルの概念図3E サイクルを導入した場合の 2020 年時点の中国の石炭消費量，CO2 排出量，SO2 排出量は，ベースシナリオと比べて，各々 8 700 万トン（石油換算），9 400 万トン（炭素換算），744 万トンの削減になる．この数値は，2000 年時点の日本の各実績値に対し，石炭消費量で 2.1 倍，CO 2 排出量で 0.3 倍，SO 2 排出量では 8.7倍に相当する．また日本の石油の中東依存度も，2003年の 88 ％から 2020 年には 71.1 ％に低減できる．

4．循環型社会構築による地域活性化の 3E 展開
先進国であるオーストラリア，ドイツなど欧州連合

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中国の石炭消費量 中国のCO2 排出量 中国のSO2 排出量2000 年（実績）

275 百万 TOE

297 百万t-c

622 百万 TOE

2020 年
３E サイクル
未導入

3 E 問題の相関の連鎖

環境調和型
エネルギー変換・利用

利便性の増加安全安心①利用側で省エネ・高効率 航空機・船舶・LRV / 大気汚染防止
利用・省資源・廃棄物削減 APM・フォークリフ （脱硫/脱硝/集塵・ト・化学プラント・エ ダイオキシン除去）
利便性と二次エネル
アコン・製紙機械・ギー必要量の相関を
印刷機械・工作機械 水質汚濁防止装置
抑制（VOC・EDCs 対策・産廃水・下水汚水
GTCC・石炭火力・ ・し尿処理）② 変換効率の向上
IGCC・ディーゼル・
ガスエンジン・ターボ 廃棄物処理
二次エネルギーと一次エネルギーの使用量 冷凍機・コージェネ 汚泥処理
圧縮機・ポンプ・水車 土壌浄化の相関を抑制
燃料電池・二次電池 PCB 処理

899万t

671 百万 t-c

2010 万t2020 年
535
1266
３E サイクル
577
百万万t
導入時
百万 t-cTOE
３E サイクル日本の 2000 年の 日本の2000 年の 日本の2000 年の導入による消費量の 2.1倍相当 排出量の0.3 倍相当 排出量の8.6 倍相当
低減量

環境負荷
エネルギー必要量の増大

環境負荷
一次エネル
ギー使用量の増大

図５ マクロ経済動的計量モデルによる日中 3E サイクルの効果試算結果

化石エネルギー使用量の増大
環境保全
温暖化ガス削減
エネルギーセキュリティー
・水資源 供給・省エネルギー推進
・国内資源活用による・再生可能エネルギー ・生物多様性の保全
自給率向上
・化石燃料への依存低下 ・森林二酸化炭素吸収 ・災害防止 等

CO2 排出量の増大

コスト分担

コストの増大都市部の役割

産業・経済の牽引

文化面の牽引

資金

エネルギー
排出権 等

国際的処点
機能

図６

カーボンファンド
炭素税
環境税

農山村，農林業の役割
資金

食糧・木材 等代金

再生可能エネルギー利用
バイオマス等③非化石エネルギー化
自然エネルギー（原子力と自然エネル （太陽光・風力・バイオマス・地熱・水力）
廃棄物発電/コージェネギーの活用）
リサイクル
一次エネルギーでの化石 原子力
エネルギー需給逼迫の相 非在来型液体燃料
関を抑制（タール・DME・GTL）④CO2 回収と利用・
環境創造
化石エネルギー利用とCO2 排出量の相関を抑制・環境改善

CO2 回収と利用（EOR・化学プラント）
砂漠緑化

これらの技術・製品群で相関を抑制し，３E 同時実現
資源エネ庁

図７

環境保全
環境修復・創造超長期エネルギー技術戦略ビジョン

を参考

3E 同時実現に貢献可能な弊社の技術・製品群

森林・農地の保全

資源・食料生産

都市と地方が共栄する 3E 社会システムの概念図

5．3E 同時実現に貢献可能な弊社の環境・エネ
ルギー技術
これらの 3E の同時実現には，環境調和型エネルギーの変換・利用技術，環境保全技術，環境修復・創造技の幾つかの国では，エネルギー自給率向上によるエネ術が必要である．

ルギー安全保障，温暖化ガス排出量削減を目的として，利便性の増大や安全安心の社会の要求から，エネル様々な優遇策を通して，再生可能エネルギーの導入を

ギー資源の必要量の増大，エネルギー使用量の増大，促進している．

環境負荷・廃棄物の増大，化石エネルギーの使用量の特にバイオマス資源は，エネルギー源の供給を兼ねることで，農林業・畜産業の経営を支援するとともに，増大，CO 2 排出量の増大，という連鎖の相関が生じ，この各々の相関を抑制する技術が求められている．

雇用も創出し，森林保護・育成，地域振興につながっ

弊社は，これらの相関の抑制に寄与する環境・エネルている．また米国・ブラジルでも，農業作物由来のエギー分野の幅広い製品群を供給し，かつ相関の抑制効

タノールは，自動車用燃料としての利用促進が進めら果を更に向上すべく技術開発に取り組んでいる（図７）．

れているが，自国の農業・地域振興の狙いがある．
このような国内の森林の保護・育成や一次産業から

6．まとめのバイオマス資源の循環利用は，現在の市場原理だけアジアでの高度経済成長社会と，日本での少子高齢では成立し得ない．そこで環境保全やエネルギー自給化成熟社会の高度なニーズに対応して，弊社は，持続率向上等の多くの公益的機能を有する森林の保護・育的な国際社会の実現に向けて，3E 展開を可能とする

成と，バイオマス資源や再生可能エネルギーの利用を製品・サービスの提供と，さらなる技術と事業のイノベ組み合わせた循環型社会構築のコストを，多くのエネーションを推進する．

ルギーを消費し，温暖化ガスや廃棄物を排出する都市部が負担する 3E 展開の導入検討が本格化している（図６）．
弊社も，2004 年４月から，雫石町と小岩井農牧（株），東北発電工業（株），東京産業（株）とともに出資し，（株）
バイオマスパワーしずくいしを設立し，新たな 3E 展開に挑戦している．

古屋孝明

大木良典
三菱重工技報 Vol.42 No.4（2005-11）