京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院経済学研究科
再生可能エネルギー経済学講座
ディスカッションペーパー
石炭火力発電と原発早期フェーズアウトの 2050 年までの日本経済と電源構成、そして二酸化炭素排出影響分析－ E3ME マクロ計量経済モデルを用いた分析－
Analysis on impacts of Japanese economy, power mix and CO2 emission by
early phasing-out of coal fired and nuclear power plants.
-Analysis using E3ME global macro econometric model-

2020 年 9 月

September 2020
名城大学経済学部産業社会学科 教授 李秀澈Soocheol Lee, Professor, Faculty of Economics, Meijo Univeristy
追手門学院大学経済学部 講師 何彦旻
Yanmin He, Lecturer, Faculty of Economic, Otemon Gakuin University
長崎大学大学院水産・環境科学総合研究科 准教授 昔宣希Sunhee Suk, Associate Professor, Graduate School of Fisheries and Environmental
Sciences, Nagasaki University
京都大学大学院地球環境学堂/経済学研究科 教授 諸富徹
Toru Morotomi, Professor, Graduate School of Economics & Graduate School of
Global Environmental Studies, Kyoto University
気候ネットワーク 理事 平田仁子
KImiko Hirata,Director, Kiko Network
Unnada Chewpreecha, Principle Modeler, Cambridge Econometrics
Hector Pollitt, Director, Cambridge Econometrics
記：本稿は、京都大学大学院経済学研究科再生可能エネルギー経済学講座と気候ネットワークの共同研究の成果である。
（2020 年 9 月 11 日受理）2020 年 9 月

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京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

石炭火力発電と原発早期フェーズアウトの 2050 年までの日本経済と電源構成、そして二酸化炭素排出影響分析－ E3ME マクロ計量経済モデルを用いた分析－
Analysis on impacts of Japanese economy, power mix and CO2 emission by
early phasing-out of coal fired and nuclear power plants.
-Analysis using E3ME global macro econometric model-

名城大学経済学部産業社会学科 教授 李秀澈
追手門学院大学経済学部 講師 何彦旻
長崎大学大学院水産・環境科学総合研究科 准教授 昔宣希
京都大学大学院地球環境学堂/経済学研究科 教授 諸富徹
気候ネットワーク 理事 平田仁子
Unnada Chewpreecha, Principle Modeler, Cambridge Econometrics
Hector Pollitt, Director, Cambridge Econometrics
Abstract:

This paper measures quantitative answers using a E3ME macro econometric model for the question“What kinds of impacts do early phasing-out of coal fired power and nuclear power plants on Japanese
economy, power generation mix and CO2 emissions in 2050?” Model simulation results show almost no
negative impacts on the economy in either scenario, chiefly due to the assumed ongoing reduction incost of renewable energy generation, as well as lack of burden on the economy in the event it replaces
existing coal and nuclear power plants. Total estimated reduction in CO2 emissions in 2050 associatedwith phasing out coal-fired power plants is 50% compared to 2017. But this reduction falls far short ofthe level of Japanese 80% GHG reduction target in 2050. This is believed to be caused by nuclear andcoal fired power being replaced by LNG fired power rather than renewable energy.
Keywords: coal-fired power and nuclear power early phase-out, E3ME model, power generation mix,
Japanese economic impact, carbon dioxide emissions
要旨
本稿では、「石炭火力・原発の早期フェーズアウトは、日本経済と電源構成、そして二酸化炭素排出にどのような影響を与えるのか」という「問い」に対して、E3ME モデルを用いて定量的な回答を求めた。本稿では、原発の場合、稼働年数 40 年到達した古い原発からフェーズアウトし、石炭火力は発電
効率の低い順から、2030 年までフェーズアウトと 2040 年までフェーズアウトの２つのシナリオを設定した。そしてこのシナリオが実現されたときに、2050 年までの日本経済（GDP、雇用など）と電源
構成、そして発電部門の二酸化炭素排出に与える影響について、E3ME モデルにより推定を行った。
その結果、いずれのシナリオでも経済と雇用に悪い影響は殆ど与えないことが確認された。その要因として、再生可能エネルギー発電のコストが持続的に下落し、それが既存の石炭火力と原発を代替しても、経済への負担にはならないという事情を挙げることができる。ただし、原発と石炭火力の代替電源として LNG 発電の割合が再生可能エネルギー発電の割合を大きく上回ることになり、発電部門における 2050 年の二酸化炭素排出量は、日本の 80%削減目標に大きく及ばない 50%ほど削減(2017 年対比)に留まることも明らかになった。
キーワード:石炭火力・原発早期フェーズアウト、E3ME マクロ計量モデル、電源構成、日本経済影響22020 年 9 月

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ディスカッションペーパー No.25

１．はじめに
今世紀中、産業革命前からの世界の平均気温上昇を「2 度未満」に抑える、加えて平均気温上昇「1.5 度未満」を目指すことは、気候変動抑制に関するパリ協定（第 2 条
1 項）で合意されたように、全世界が力を合わせて到達すべき共通の目標である。そのため日本は、2030 年に温室効果ガス排出の 26%削減（2013 年度比）を約束しており、2050 年には 80%削減目標（基準年なし）を打ち出している。特に温室効果ガスの2050 年 80%削減は、現在の削減技術や選択可能な政策手段を考えるときに、道のりは決してやさしくないといえる。日本の一次エネルギー供給に占める化石エネルギーの割合は 85.5%(経済産業省, 2019 年)を占めており、この化石エネルギーを 80%近く削減することは相当な経済的負担を強いられると考えられるからである。
日本は、2018 年の最終エネルギー消費の 28%を電力に依存している。またこの電力を生産するための二酸化炭素排出量は、2018 年に 4.6 億トンであり、これは日本全体のエネルギー起源二酸化炭素排出量の約 43%を占めている(環境省, 2019)。発電部門
は、家庭やオフィスだけでなく、産業にも重要なエネルギー供給源になっている。そして発電部門の脱炭素化は、他の部門より政策的にも技術的にも進めやすい部門でもある。従って経済全体の持続可能な脱炭素化には、まず発電部門の脱炭素化が欠かせないと言える。
発電部門の電源は、大きく、石炭火力・LNG 火力・石油火力など化石エネルギーによる発電、原子力発電（以下、原発）、そして再生可能エネルギーによる発電（以下、再エネ発電）に分けることが出来る。このうち石炭火力発電（以下、石炭火力）は、発電部門でもっとも二酸化炭素排出係数の高い電源であり、発電部門の脱炭素化にはまず脱石炭火力が欠かせない状況にある。日本はまだ発電量に占める石炭火力の割合
は約 32%(経済産業省, 2019 年)を占めているが、世界は 2017 年に脱石炭同盟（PPCA：
Powering Past Coal Alliance）が結成される等、既に脱石炭火力の方向へ動いている。
一方で、原発は、発電部門の低炭素化には貢献する電源ではあるが、放射能リスクがあり、発電後に排出される使用済み核燃料は数万年も残存する放射性物質を含んでいるので、持続可能なエネルギー源とは言えない。したがって発電部門の持続可能な脱炭素化を進めるためには、両電源をフェーズアウトする必要がある。ただし、日本の発電部門において、両電源ともにベースロード電源として位置付けられており、脱石
炭火力や脱原発は経済への悪影響が大きいということで、政府を中心に両電源による発電を進めてきた。
そこで本論文では、原発は新規建設を行わずに減価償却期限が到達したものから順次廃止し、そして石炭火力は発電効率の低いものから 2030 年、そして 2040 年にフェーズアウトした時に、経済（GDP、雇用などマクロ経済）と電源構成、そして環境（二酸化炭素排出）に与える影響について、E3ME マクロ計量経済モデル(Energy-Economy-

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Environment Macro Econometrics) (以下、E3ME モデル)により推定を行う1。すなわち計量モデルを用いて、両電源のフェーズアウトは、日本の経済に耐えがたい悪影響をもたらすのか、それとも無視できるほどの影響に留まるのか、もしくは経済に良い影響をもたらす可能性もあるのかを検証したい。E3ME モデルは、EU のエネルギー・気候変動政策策定と制度設計に重用される国際的に認知されているシミュレーション
モデルであり、モデルの結果は日本のエネルギー・電源政策にも示唆できると思われる。
以下、第 2､3 節では世界の石炭火力と原発の状況を概観し、両電源のフェーズアウ
トが主要先進国を中心とした世界の流れに沿うものであることを示す。第 4､5 節では、
E3ME モデルの概要について説明の後、モデルシミュレーションのためのベースライ
ンと、政策シナリオの設定方法について論じる。第 5 節はモデルシミュレーションの
結果を解説し、最後の第 6 節は本研究のまとめと今後の課題について触れる。

２．世界の石炭火力発電状況
世界は、先進国を中心に確かに脱石炭火力の流れにある。2017 年の気候変動枠組条
約第 23 回締約国会議(COP23)で、イギリス政府とカナダ政府のイニシアティブにより脱石炭同盟が発足した。脱石炭同盟には、2030 年までに石炭火力を停止すること等を宣言する国・地方自治体・企業が参加している。2018 年 4 月の 28 カ国政府、８地
方政府、24 企業・組織から、2020 年 6 月末には 33 カ国政府、28 地方政府、43 企業・組織へと加盟が拡大してきた(脱石炭同盟(PPCA)ウェブサイト)。
2019 年 9 月には、先進国の中では石炭火力に最も大きく依存していたドイツ(2018
年に総発電に占める石炭火力の割合 38%)と、中東欧では初めてとなるスロバキアとが脱石炭同盟に加盟した。OECD 諸国・EU28 カ国のうち 58%が 2030 年に石炭火力
フェーズアウトを達成すると見られている(Leo et al., 2020)。2015 年に世界銀行グルー
プが石炭火力建設への金融支援を原則行わない方針を表明したが、それ以降石炭・化石燃料関連事業からのダイベストメント(投資撤回)の動きも世界的に広がっている(自然エネルギー財団(2018))。
こうした流れの中で日本は石炭火力に拘ることで、2019 年の国連気候変動枠組み
条約第 25 回締約国会議(COP25)開催期間中、国際的環境 NGO「気候行動ネットワー
ク」からブラジルと一緒に「化石賞」という皮肉な賞を授与された。実際日本の第５次エネルギー基本計画(2018 年発表)上で、総発電量に占める石炭火力の割合は 2017年 32.7%から 2030 年には 26%へ減るものの、依然と高い割合を占めることになって1

李ほか(2020b)では、石炭火力のフェーズアウトシナリオを単純化し、2015 年から 2030 年までに 2015 年の容量を維持、そして 2030 から 2050 年まで直線的にフェーズアウトする１つのシナリオだけ採用した。また李ほか(2020b)では、ベースラ
インシナリオも IEEJ の 2016 年版の OUTLOOK を採用し(今回は 201 年版を採用)、さらに E3ME モデルも 2017 年バージ
ョンを用いてシミュレーションを行っていた(今回は 2020 年バージョンを採用)。

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ディスカッションペーパー No.25

いる2。ドイツ・アメリカでも石炭火力割合が減少しているため、日本の石炭火力の割
合は、主要 7 カ国（G7）の中で最も高い(Roberts, L. et al.(2020))。日本では石炭火力がなかなか廃止できない理由は、石炭火力の経済性にあるといえる。実際、経済産業省
総合エネルギー調査会発電コスト検証ワーキンググループ（2015）によると、石炭火力の発電コストは 12.3 円/kWh であり、原発の 10.1 円以上/kWh に次ぐ安い電源になっている。ただしこれは、福島第一発電所事故後に行われた「コスト等検証委員会」の試算時(2011 年)の 9.5 円/kWh を大きく上回っており、今後カーボンプライシングや環境規制の強化傾向によりさらに高くなる可能性がある。
大規模火力発電所については、建設期間と設備稼働期間が長いため、現時点での発電コストではなく、少なくとも 10～20 年先の発電コストを考えなければならない。
成熟技術である石炭火力は、再エネ発電とは異なり、技術革新による追加のコストダ
ウンはあまり期待できない。自然エネルギー財団(2019)の推計によると 2018 年の太陽
光発電の発電コストは 15.3 円/kWh であり、2030 年には 5.2 円/kWh まで下がることになる。世界的エネルギーコンサルティング機関である BNEF（Bloomberg New Energy
Finance）(2018)によれば、日本における石炭火力と太陽光発電の発電コストは、2025
年ごろに一致するという。従来電源と再エネ発電の発電コストが一致するいわゆるグリッドパリティは、多数の国ではすでに達成されており(BNEF, 2019)、日本でもさほど遠い将来の話ではない。新規の石炭火力発電が、「座礁資産」になることは時間の問題といえる3。

３．世界の原子力発電と発電コスト状況
中国やロシアなど一部国を除けば、原発においても、世界は漸減・縮小の流れにある。ドイツ、イタリア、スイスは既に脱原発を宣言しており、原発の電源割合が 70%を超えているフランスも 2035 年に 50%まで縮小を宣言している。原発推進国のイギ
リスでは、ウェールズ北部アングルシー島で進められてきたウィルフォー原発建設計
画の凍結、サマセット州で建設中であるヒンクリーポイントＣ原発の建設コスト急増により、推進動力が失われつつある4。世界の原発保有国 31 カ国の原発総保有基数は442 基、建設中は 42 基、計画中は 99 基であるが、建設中の 42 基の中で、中国、ロシ
ア、インドの 3 カ国の割合は 52%であり、計画中の 99 基の中で、この 3 カ国の割合
は 92%も占めている(日本原子力産業協会, 2020)。
日本は、第５次エネルギー基本計画において 2030 年の原発割合を 20~22％と定め
2

ただし、まだ非公式ではあるが、日本の経済産業省は、約 140 ある国内石炭火力発電所の中で、2030 年までに効率の悪い 100 の石炭火力を廃止することを検討しているという（日本経済新聞 2020 年 7 月 3 日報道）。
3
座礁資産（Stranded Assets）は、英国の金融シンクタンクである「カーボントラッカー」が 2011 年にはじめて提唱した概念であり、「市場環境や社会環境が激変することにより、投資額を回収できる見通しが立たなくなってしまった資産」を指している。
4
この状況について詳しくは、李ほか(2020a)を参照。

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京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座ているが、新規建設がない限り、2050 年ごろには原発ゼロの状態となる。福島第一原発事故以来、世界的な安全規制強化傾向により原発の新規建設コストは過去より倍増しており(１基当り約 4000 億円から 1 兆円以上)、日本の東芝、日立製作所、三菱重工
業や世界屈指の原発建設事業者であったフランスのアレバ(Areva)の海外原発建設の失敗の例を挙げなくても、原発はもはや経済的には割に合わない電源となっている5（李ほか, 2020a）。
原発の発電コストは、政府関係組織の試算でも持続的に上昇している。新規建設費用を勘案した最近の試算(例えば日本経済センターが 2017 年に公表した試算 14.7 円/kWh と原子力市民委員会が 2018 年に公表した試算 17.9 円/kWh)では、石炭火力はもとより LNG 火力よりも高くなっている。原子力発電も技術革新によるコスト低下があまり期待できない成熟技術であり、世界的な安全規制強化傾向により今後もコスト上昇が予想される中、少なくとも原子力のエネルギー源としての経済面での優位性はなくなったと思われる。
BNEF(2018)によれば、2017 年時点では石炭火力発電コストがすべての再エネ発電
コストより安くなっているが、2025 年あたりからは太陽光発電コストと一致し、その後は太陽光発電コストより高くなることが予測されている。2040 年では陸上風力発
電コストと一致することが予測されている。石炭火力は技術革新によるコストダウンがほとんど期待できず、カーボンプライシングなど化石エネルギー規制制度が強化されれば、石炭火力発電コストと太陽光や風力など再エネ発電コストと一致する時期がより早められると思われる。

４．E3ME モデルの概要及び石炭火力・原発フェーズアウトの政策シナリオ設定４.１. E3ME モデルの概要
筆者らは、石炭火力と原発のフェーズアウトが長期的に日本の経済と電源構成、そして二酸化炭素排出量にどのような影響を与えるかという問いに答えるために、イギ
リスのケンブリッジ・エコノメトリックス研究所(CE: Cambridge Econometrics)が開発・運営している E3ME モデルを活用した。同モデルは、 エネルギー環境政策の経済・環境影響分析に優れた機能を有しており、既述のように European Commission とイギ
リス政府のエネルギー・気候変動政策・制度設計に重用されている。従来、同モデル
5

世界トップの原発建設業者であったフランスのアレバ（Areva）は、フィンランドのオルキルオト（Olkiluodon）やフランスのフ
ラマンビル（Flamanville）など複数の原発建設に巨額の損失を出したことにより、経営破綻寸前まで追い込まれ、 国営のEDF（フランス電力公社）の支援などにより 2018 年 1 月にオラノ（Orano）へ改変されている。国内外の原発建設事業による巨額損失事例については、李ほか(2020a)を参照。

6

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ディスカッションペーパー No.25の主な分析対象国は EU 諸国であったが、「東アジア環境政策研究会」と CE との共同モデル改訂作業により、日本・中国・韓国・台湾など主要アジア諸国に対しても EU諸国と同様な分析が可能となった(詳しくは、Lee, S.et al.(2015)、Lee, S.et al.(2019)を参照)。
E3MEモデルは、分析対象国の詳細な経済・産業分類がなされた国民所得勘定と産業連関表を用いて構築されている。さらに、計量経済モデルにリンクされたエネルギ
ーサブモデルによって、エネルギー需要およびCO2などの環境負荷物質排出量を算出する。労働市場も詳細にカバーしており、失業に関わる推定も可能である。E3MEモ
デルの方程式体系には、国別・部門別に、GDPの構成要素（消費、投資、国際貿易）、
各種価格、エネルギー需要、主要鉱物資源需要を求める方程式が含まれている。
E3ME モデルは、日本を含む 59 カ国・地域のマクロ経済部門(投資、消費、貿易、雇用、物価、政府部門)と 42 産業(産業連関表が E3ME モデルに接続されている)、12種の燃料(石炭、石油、電力、ガス、熱など)、24 の電源(原発、石炭、ガス、石油など
7 つの従来型電源、太陽光、風力など 12 の再エネ電源を含む)で構成された大規模連立方程式体系となっている。各種のエネルギー環境政策変化をモデルが内生的に解くことで、2050 年までに経済と産業、二酸化炭素排出に与える影響に関する定量分析が可能となる。さらにこのモデルは、電源、産業、交通などの部門で起きる様々な低炭素技術革新効果(それによる低炭素技術のコストダウン効果)がボトムアップで内生的に決定される最先端の FTT(Future Technology Transformation)サブモデルを装着している。
エネルギー環境政策の効果分析には、一般均衡(CGE)モデルが広く使われている。
CGE モデルは低炭素化政策のコスト側面が強調され、政策の経済へのネガティブな影響が出やすいが、E3ME モデルは、低炭素政策の技術革新効果(それによるコストダ
ウン)と新規投資(有効需要)がより経済を刺激するメカニズムを持っている。E3ME モ
デルのこうしたメカニズムは、CGE モデルではあまり見られない特色といえる6。

４.２. 石炭火力・原発フェーズアウトの政策シナリオ設定
４.２.１. ベースラインシナリオ
本研究の主な目的は、E3ME モデルにより日本で石炭火力と原発がフェーズアウト
されたときの経済と二酸化炭素排出などに与える影響を 2050 年まで推定することである。そのためには、まずこれらのフェーズアウトシナリオが実際の政策シナリオとして選択された場合、経済と環境に与える影響の度合いを測るための比較となる基準
シナリオ（以下、ベースラインシナリオ）の設定が必要である。ベースラインシナリ
オは、通常、現行の政策以外の特別な政策が実施されない場合の経済、エネルギー、

6 E3ME モデルについて詳しくは、www.e3me.com.を参照。

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環境などの推移を表すシナリオといえる。
本研究でのベースラインシナリオは、日本エネルギー経済研究所(2019)刊行の「IEEJ OUTLOOK 2020」のレファレンスケースを採用した。このレファレンスケース
は、日本が現行以上の特別措置を行われない場合の経済（GDP など）、環境（二酸化炭
素排出量など）、そしてエネルギー関連指標の 2050 年までの推移を示している。IEEJOUTLOOK2020（以下、OUTLOOK2020）レファレンスケース上の GDP は、2017 年から年平
均 2%成長し、2050 年には約 7.8 兆米ドル(2010 年価格)となり、最終エネルギー消費
は 2050 年に 2017 年より 23.5%削減する 224 百万 toe、発電量は 2050 年に 2017 年より 0.8%微増する 1069TWh、そしてエネルギー起源二酸化炭素排出量は 2050 年に 2017年より 33.9%削減する 742 百万 t と予測されている（表 1）。そして電源構成の場合、石炭火力は 2017 年に 33%から 2050 年には 24%へ縮小、LNG 火力は 2017 年に 38%から2050 年に 27%縮小する一方で、原発は 2017 年に 3.1%から 2050 年に 13%へ拡大、そして再エネ発電は 2017 年に 19.3%から 36%へ伸びることが予想されている。
表1

OUTLOOK2020 レファレンスケース上の主要指標の見通し
2017 年

2030 年

2040 年2050 年

GDP(10 億 US$,2010 年価格)

6158

6762

7291

7787

最終エネルギー消費(百万 toe)

293

266

245

224

発電量（TWh）

1061

1072

1077

1069

二酸化炭素排出量(百万 CO2t)

1122

953

861

742

出所：日本エネルギー経済研究所(2019)

４.２.２. 石炭火力のフェーズアウトシナリオ
政策シナリオにおいては、まず石炭火力フェーズアウトシナリオの場合、2030 年フェーズアウトと 2040 年フェーズアウトの２つのシナリオを設定した7。
石炭火力 2030 年フェーズアウトシナリオにおいては、パリ協定の目標と整合させるために、2020 年 6 月時点での 151 基の石炭火力発電所を、稼働 40 年以上が経過す
る亜臨界の石炭火力発電所は 2021 年度に廃止、亜臨界の残りの石炭火力発電所の全てを 2023 年度に廃止、そして、2025 年度には超臨界の石炭火力発電所を全廃し、2030
年には超々臨界および石炭ガス化複合発電（IGCC）を併せた残る発電所を全廃するこ

72030 年フェーズアウトシナリオは、「気候ネットワーク」の 2030 年石炭火力廃止シナリオを少し緩めた（一部非効率的石
炭火力の廃止時期を少し遅らせた）ものであり、2040 年フェーズアウトシナリオは京都大学再エネ講座チームによって「気候ネットワーク」の 2030 年廃止シナリオを基に一部石炭火力の廃止時期を 2040 年までにさらに遅らせたシナリオとして設定された。石炭火力 2030 年、そして 2040 年フェーズアウトシナリオ設定の根拠として、下記が挙げられる。すなわち、パリ協定の目標である気温上昇を 1.5〜2℃未満に抑制するためには、世界全体の温室効果ガスを 2050 年〜今世紀後半に
ネットゼロを達成する必要があり、それと整合的に石炭火力発電を削減するためには、石炭火力発電の利用は、先進国は2030 年に全廃、世界全体でも 2040 年には全廃をする必要があることが示されている（Climate Analytics, 2019）。

82020 年 9 月

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京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座とにした(表 2) 8。また、2021 年度、2022 年度は年 350 万 kW 未満と緩やかに廃止を進めることとし、2023 年度以降の全廃は 500 万 kW 超としている。
表22030 年石炭火力フェーズアウトのスケジュール

技術と稼働年

全廃年

全廃基数

亜臨界（SubーC) 40 年以上稼働

2021

30

亜臨界（SubーC) 40 年未満

2023

59

超臨界（SC)

2025

21

超々臨界（USC)/石炭ガス化複合（IGCC)

2030

41

注：気候ネットワークの石炭火力フェーズアウトスケジュールによる。

次に、2040 年石炭火力発電フェーズアウトシナリオは、亜臨界は 2025 年度、超臨
界は 2027 年度末までに廃止し、2030 年度までに現状の３分の１の設備利用率まで低下させる。その上で、新規の石炭火力発電所（現在建設中の USC/IGCC）については、
稼働年を最長 15 年とし、2040 年までにフェーズアウトするシナリオである(表 3)。また、2020 年度と 2021 年度の廃止分は、200 万 kW 以下に止め、最初は緩やかに全廃を進めることとしている。以上の 2030,2040 年石炭火力のフェーズアウトシナリオは、
図 1 に示されている。
表32040 年石炭火力フェーズアウトのスケジュール

技術と稼働年

全廃年

全廃基数

亜臨界（SubーC) 40 年以上稼働

2022

30

亜臨界（SubーC) 40 年未満

2025

59

超臨界（SC)

2027

21

超々臨界（USC)/石炭ガス化複合（IGCC)

2039

41

注：気候ネットワークの石炭火力 2030 年フェースアウトスケジュールを参考とし、フェーズアウト時期を
2040 年まで遅らせたスケジュールである。

82020 年 6 月現在において把握される既存の石炭火力発電所（3 万 kW 以上、自家発電を含む）は、151 基、5564.0 万
kW となる。このうち、亜臨界圧（Sub-C）は 1205.2 万 kW、超臨界圧は 1346.7 万 kW、超々臨界圧は 3012.1 万 kW である。また 2030 年石炭火力フェーズアウトの考え方について詳しくは、 気候ネットワーク（2018）を参照。

2020 年 9 月

9ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座（単位：GW）
60.0

ベースラインシナリオ
50.0
40.0

⽯炭⽕⼒ 2040 年フェーズアウト

30.0
20.0
10.0

⽯炭⽕⼒ 2030 年フェーズアウト

20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
20
31
20
32
20
33
20
34
20
35
20
36
20
37
20
38
20
39
20
40

0.0

図1

石炭火力の2030年、2040年フェーズアウトシナリオ
出所：筆者らの石炭火力フェーズアウトスケジュールによる。

４.２.３. 原発のフェーズアウトシナリオ
2020年6月末現在、日本の原発の中で稼働可能な最大数の原子炉は36基である。福
島原発事故の影響により24基は廃炉が決まっている。稼働可能な36基のうち、原子力規制委員会から稼働許可が出てから現在稼働中の原発は9基である（うち3基は定期点検や運転差し止めなどにより停止中）。そして原子力規制委員会により、原子炉設置変更許可がなされた炉が7基9、新規制基準への適合性審査中炉が11基、適合性審査未申請の炉が9基となっている10。
本研究での原発フェーズアウトシナリオは、現在稼働中の9基、そして原子炉設置
変更許可がなされた7基、合計16基が2025年まで稼働することと想定する。その際に2020年から2025年までにどの原発がいつ稼働するかについては定かではないために、9基から16基までに比例的に増加することと仮定する。2025年からは、新規原発の稼働は無しとし、稼働年数40年に達する原発からシャットダウンさせる。ただし、すでに原子力規制委員会から60年運転が認められている4基（関西電力高浜原発
１、２号機（福井県）、同美浜原発3号機、東海第二原発）については60年稼働を認める。以上の原発2040年フェーズアウトシナリオは、図2に示されている。

9

この審査によって許可を受けた事業者は、運転開始までには、設計の詳細について「工事計画認可」を申請
し、原子力規制委員会に認可された後、工事を開始、また、運転管理など保安に関する基本的な事項を定めた「保安規定(変更)認可」についても事業者は申請を行い、原子力規制委員会の認可を得る必要がある。
10 日本の原発再稼働状況について詳しくは、http://www.genanshin.jp/db/fm/plantstatusN.php?x=d を参照。

10

2020 年 9 月

ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座（単位：GW）
25.0

ベースラインシナリオ
20.0

15.0

10.0

原発フェーズアウトシナリオ

5.0

図2

2040

2039

2038

2037

2036

2035

2034

2033

2032

2031

2030

2029

2028

2027

2026

2025

2024

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

0.0

原子力発電のフェーズアウトシナリオ

注：著者らの原発フェーズアウトスケジュールによる。

５．石炭火力・原発フェーズアウトの長期経済・環境影響５.１. 経済への影響
本研究では、以上のような原発の2040年フェーズアウトを条件に、石炭火力の2030年フェーズアウトと2040年フェーズアウトシナリオの2050年までの経済と電源構成、そして発電部門の二酸化炭素排出に与える影響に関するシミュレーションを行った。まず、経済に与える影響に関するシミュレーションの結果は、図3と表4に
詳細にまとめられている。
GDPへの影響の場合、一般の予想とは異なり、石炭火力フェーズアウトシナリオ
は、2020年～2030年までには、ベースラインシナリオに比べて0%～0.3%のプラス影響が表れた。しかも、石炭火力の2030年フェーズアウトの方が2040年フェーズアウ
トよりも、同期間中にGDPが概ね0.1%上回る結果となった。これは、同期間中に石炭と原発のフェーズアウトを代替する再エネ発電とガス発電への投資が進み、これらの投資が有効需要として経済にプラス効果を与えた結果と解釈できる（表4の投資部門ベースラインシナリオ対比増加率1.2%）。そして、石炭火力のフェーズアウトによる発電コストの上昇は、2030年フェーズアウトシナリオは最大6.5%、2040年フェーズアウトシナリオは最大5.5%上昇に留まり（それによる消費者物価上昇率は0.2%に留まり）、経済への負担にはあまりならなかったことにも一因があるといえる（図4）。すなわち、同期間中のGDPへのプラス効果は、石炭火力のフェーズアウトによ2020 年 9 月

11ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

る投資効果が発電コスト上昇のマイナス効果を上回った結果であると判断される。
そして2030年以降の場合、石炭火力のフェーズアウトシナリオのGDPへの影響は、2030年～2040年間はベースラインシナリオに比べて0.0%～0.1%のプラス効果が続くが、2040年～2050年間は0.0%～0.2%マイナス効果が表れた。2040年以降GDPへのマイナス影響は、同期間中、ガス発電と再エネ発電への投資が一段落する中で、主にガス発電増加によるLNG輸入増加に起因する11。ただし発電コストは2030年頃5.5%～
6.5%上昇のピークに達した後、再エネ発電のコストダウンの影響により、2040年代
以降には2~3%台の上昇に抑えられており、全体的に石炭火力のフェーズアウトの経
済への悪影響は殆ど見られなかった結果となった。また発電コスト上昇の消費者物価への影響も最大0.2%上昇に留まることが予測された（表4）。
石炭火力フェーズアウトの2020年～2050年全体の期間のGDP損得を考える場合、GDPへのプラス影響（期間中総利得：図6で0%上の面積換算値）がGDPへのマイナス影響（期間中総損失：図6で0%下の面積換算値）を上回る結果となった。 雇用の場合も、石炭火力フェーズアウトシナリオでは、再エネ発電などの投資需要により微増ながら0.1～0.2%増加が予想されており、それ以降全期間、全シナリオにおいて雇用に悪影響はないことが予想されている。
(単位：％、ベースラインシナリオからの乖離)
1.0%

⽯炭⽕⼒ 2030 年フェーズアウトシナリオ
0.5%

ベースラインシナリオ

0.0%
2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

⽯炭⽕⼒ 2040 年フェーズアウトシナリオ
-0.5%

-1.0%

図 3 石炭火力 2030 年フェーズアウト(S1)及び 2040 年フェーズアウト(S2)の GDP 影響
出所：本研究のE3MEモデルシミュレーションによる。

11

本研究では、石炭火力と原発のフェーズアウトシナリオといった規制政策だけ設定されており、 例えば再エネ発電が初期に政策的に支えられるシナリオが設定されれば、この GDP へのマイナス影響も消去されると思われる。

122020 年 9 月

ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

表4

石炭火力・原発フェーズアウトの GDP 影響(単位：％、ベースラインシナリオからの乖離)

2030 年

2040 年2050 年

S1

S2

S1

S2

S1

S2

GDP

0.2

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

消費

0.1

0.0

0.1

0.1

0.1

0.1

投資

1.1

0.1

0

-0.1

0.0

0.0

輸出

-0.1

0.0

-0.1

-0.1

0.0

0.0

輸⼊

1.2

0.7

1.2

1.2

1.1

1.1

雇用

0.2

0.1

0.1

0.1

0.0

0.1

消費者物価

0.2

0.2

0.2

0.2

0.1

0.1

発電コスト

6.4

5.5

2.8

3.7

1.9

2.8

出所：本研究の E3ME モデルシミュレーションによる。

(単位：％、ベースラインシナリオからの乖離)
12%10%⽯炭⽕⼒ 2030 年フェーズアウトシナリオ
8%
6%
4%
2%

⽯炭⽕⼒ 2040 年フェーズアウトシナリオ
0%
2010

2015

2020

2025

2030
S1

2035

2040

2045

2050

S2

図 4 石炭火力 2030 年フェーズアウト(S1)と 2040 年フェーズアウト(S2)の電源コストへの影響
出所：本研究の E3ME モデルシミュレーションによる。

結論的にいうと、いずれの石炭火力のフェーズアウトシナリオでもGDPや雇用など
経済に悪影響は殆どないことが判明された。その要因として、上述のように特に石炭火力のフェーズアウト期間中には、石炭火力を代替するための再エネ発電関連の投資需要増加（有効需要として）が経済に良い刺激を与えること、そして再エネ発2020 年 9 月

13ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

電のコストが持続的に下落し、石炭火力と原発がフェーズアウトされても、経済へのコスト負担にはあまりならないということが挙げられる。
一方で、石炭火力と原発のフェーズアウトは、電源構成と電源部門の二酸化炭素
排出にも大きな影響を与えることになるが、これらのシミュレーション結果については、次節で考察を行う。
５.２. 電源構成と二酸化炭素排出への影響
石炭火力及び原発のフェーズアウトシナリオによる 2050 年までの経済への影響は前節で考察されたが、本節では、2050 年までの電源構成と二酸化炭素排出量への影響についてシミュレーションを行った。まず 2030 年の電源構成の場合、石炭火力 2030
年フェーズアウトシナリオでは、ガス発電が 2017 年 36%から 53.5%へ、そして再エネ発電が 2017 年 18.6%から 31.5%へと大きく伸びており、石炭火力 2040 年フェーズ
アウトシナリオでは、ガス発電が 2017 年 36%から 46.6%へ、再エネ発電が 2017 年
18.6%から 26.3%へと伸びている。再エネ発電の伸び率は 2030 年フェーズアウトほどではないが、依然と増加することになる（表 5）。
表5

原発及び石炭火力フェーズアウトの電源構成への影響(単位：％)

2017 年

2030 年

2040 年2050 年

BA

S1

S2

BA

S1

S2

BA

S1

S2

石炭火力

32.9

25.9

0.0

9.7

25.8

0.0

0.0

24.8

0.0

0.0

石油火力

7.3

2.6

3.8

3.5

1.8

2.4

2.5

1.5

1.9

1.9

LNG 火力

36.0

31.0

53.5

46.6

32.1

63.8

62.8

29.3

59.8

58.8

原発

3.1

13.6

8.7

8.7

12.2

0.0

0.0

11.8

0.0

0.0

再エネ発電

18.6

25.5

31.5

29.3

26.9

31.5

32.3

31.5

36.0

36.8

水力

7.5

7.5

7.6

7.6

7.4

7.5

7.5

7.2

7.3

7.3

地熱

0.2

0.2

0.3

0.3

0.2

0.4

0.4

0.2

0.4

0.4

太陽光

5.8

9.4

12.5

11.3

8.2

10.8

11.3

10.7

13.7

14.3

風力

0.6

2.8

3.5

3.3

4.4

5.1

5.2

6.1

6.8

7.0

海洋エネルギー

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

バイオマス

4.5

5.5

7.5

6.8

6.7

7.7

8.0

7.3

7.8

7.8

水素

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

その他

2.1

1.3

2.5

2.3

1.1

2.3

2.4

1.1

2.4

2.5

合計

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

出所：本研究の E3ME モデルシミュレーションによる。

14

2020 年 9 月

ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

2040 年～2050 年の電源構成においても、2030 年、2040 年石炭火力フェーズアウト
シナリオ両方ともに、代替電源としてガス発電と再エネ発電を伸ばす傾向は続くが、再エネ発電の発電コストが十分に下がる 2050 年ごろは、より再エネ発電へシフトする傾向を見せている（表 5 で、再エネ発電の割合が 2030 年に 29%~31%から 2050 年に 36%~37%へ拡大）。
一方で、発電部門における二酸化炭素排出量は、石炭火力 2030 年フェーズアウト
シナリオの場合、2017 年の排出量に比べて、2030 年に 52.7%、2040 年に 46.7%、2050
年に 49.1%へ削減されることが予測されており、石炭火力 2040 年フェーズアウトシ
ナリオは、2017 年の排出量に比べて、2030 年に 43.2%、2040 年に 47.5、2050 年に49.9%へ削減されることが予測された（図 5 及び表 6）。特に石炭火力 2030 年フェー
ズアウトシナリオでは、2030 年の発電部門の二酸化炭素排出量削減率が 52.7%とな
り、全期間、全シナリオのなかで削減率が最も高いことが示された。これは、その年の石炭火力の全廃が二酸化炭素排出量の大幅な削減に貢献したことに起因している。
その後 2050 年までには 46~49%削減率を維持することが予測された。
(単位：百万 CO2t)
600

500

⽯炭⽕⼒ 2030 年フェーズアウトシナリオ
400

300

ベースラインシナリオ
200

⽯炭⽕⼒ 2040 年フェーズアウトシナリオ
100

0
2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

図 5 発電部門における石炭火力・原発フェーズアウトケース別 2050 年までの二酸化炭素排出量予測
そして、特筆すべきことは、二酸化炭素排出係数の高い石炭火力発電の早期フェーズアウ
トによる二酸化炭素排出量の削減効果は大きいことが示された。たとえば石炭火力 2030 年フェーズアウトシナリオは、石炭火力 2040 年フェーズアウトシナリオより、カーボンバジット

2020 年 9 月

15ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座の考え方に基づけば、2020 年～2050 年までに約 340 百万 t の二酸化炭素排出量（図 6 の矢印の面積）の節約ができることが示された。ただし石炭火力のフェーズアウト以降に二酸化炭素排出量のさらなる削減が現れないのは、前述のように石炭火力と原発の廃止分
が再エネ発電とともに、ガス発電に大きくシフトされためであることに起因している
12。これは、石炭火力廃止が再エネ発電コストがまだ十分に下がらないうちにガス発電に大きく代替されれば、その後再エネ発電のコストダウンがさらに進んでもガス発電のロクイン効果により、再エネ発電がなかなか進まないことを物語っている。
表6

石炭火力フェーズアウトの発電部門二酸化炭素排出量への影響(単位：排出量は百万 CO2t、削減率は％)2017 年
排出量2030 年

2040 年

排出

BA

2017

量

対⽐

対⽐

排出量

2050 年

BA

2017

対⽐

対⽐

排出量

BA

2017

対⽐

対⽐

E3ME ベースライン

493

348

-

-29.4

354

-

-28.2

345

-

-30.0

石炭 2030 年フェー

493

233

-33.0

-52.7

263

-25.7

-46.7

251

-27.2

-49.1

493

280

-19.5

-43.2

259

-26.8

-47.5

247

-28.4

-49.9

ズアウト
石炭 2040 年フェー
スアウト
注１：BA 対比は、各シナリオのベースラインから当該年までの排出削減率である。
２：2017 対比は、各シナリオの2017 年から当該年までの排出削減率である。

６．まとめと今後の課題
本研究は、「発電部門の石炭火力・原発のフェーズアウトは、経済と両立が可能か、
また発電部門の二酸化炭素排出削減効果はどれほどあるのか」という「問い」に対して、E3ME モデルを用いて 2050 年までに定量的な答えを求めた。そのため、 同モデルに投入する政策シナリオとして、原発の 2040 年フェーズアウトを前提に、石炭火力の 2030 年そして 2040 年フェーズアウトの政策シナリオを設定し、それぞれのシナ
リオの 2050 年までの経済と電源構成、そして二酸化炭素排出への影響をシミュレー
ションした。その結果、2050 年までの長期を想定する場合、いずれのシナリオでも経済に悪い影響は殆ど与えないことが確認された。その主な要因として、石炭火力早期廃止による発電コスト上昇の経済へのマイナス影響より、再エネ発電投資増加など有効需要拡大の経済へのプラス影響が勝ることが挙げられる。
12

こうした結果は、前述のように本研究では規制シナリオだけ採用しており、カーボンプライシングや FIT な
ど二酸化炭素排出抑制や再エネ発電の促進を誘導する経済的手法はシナリオとして採用されていないことに起因しているといえる。

16

2020 年 9 月

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

ディスカッションペーパー No.25

また発電部門の電源構成も、ガス発電と再エネ発電中心に再編することも確認された。そして、石炭火力フェーズアウトシナリオは、発電部門の二酸化炭素排出量の削減に大きく貢献する（2050 年までに 2017 年に比べて約 49%~50%削減）ことも示された。特に、2030 年の石炭火力の早期フェーズアウトシナリオは、一般の予想と異なって、2040 年の石炭火力のフェーズアウトシナリオより、経済へプラス効果を与え、さらに全シミュレーション期間中 340 百万 t の二酸化炭素排出削減をもたらすということであった。
ただし、石炭火力フェーズアウトシナリオは、経済への悪影響を与えずに、発電部門の二酸化炭素排出量の削減に有効であったが、日本の 2050 年の温室効果ガス削減目標には大きく及ばないことが示された。日本の 2050 年までに 80%削減という温室効果ガス削減目標達成のためには、民生、産業など他部門へエネルギー供給源となる発電部門の脱炭素は欠かせない。発電部門は、政策的にも技術的にも他の部門
より脱炭素化の達成が進みやすい分野でもある。
ただし発電部門の脱炭素化は、本研究の政策シナリオとして採用した石炭火力のフェーズアウトのような規制的な政策シナリオだけでは達成が難しく、カーボンプライシ
ングや FIT（Feed-in Tariff）など経済的誘因策を中心とする政策シナリオの設定が必要となる。また、環境側面(脱炭素・脱大気汚染物質)だけでなく、エネルギー自給・自治などの面で公共性の高い再生可能エネルギーのさらなる導入を後押しする政策
シナリオの設定も必要である。その際の経済やエネルギーミックスに与える影響の考察も重要であり、これらに関する研究は今後の課題としたい。

参考文献
李秀澈・周瑋生・崔鐘敏・河津早央里・尹順眞(2020a)「日本の原子力政策と原子力安
全規制制度-原子力リスクから安全な社会に向けて」『名城論叢』第 20 巻第 4 号,2020
年 4 月,101～132 頁.
李秀澈・何彦旻・昔宣希・諸富徹・Unnada Chewpreecha,・Hector Pollitt(2020b)「石炭火力発電と原発のフェーズアウトの日本経済と環境影響分析」『京都大学大学院
経済学研究科再生可能エネルギー講座ディスカッションペーパー』.
環境省(2019) 『2018 年度の温室効果ガス排出量（速報値）について』.
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https://www.kikonet.org/wp/wp-content/uploads/2019/03/Report_Japan-Coalphase-Out_JP.pdf.
経済産業省総合エネルギー調査会発電コスト検証ワーキンググループ（2015）『長期エネルギー需給見通し小委員会に対する 発電コスト等の検証に関する報告』.
経済産業省(2019) 『総合エネルギー統計』.
自然エネルギー財団(2018) 『石炭火力発電から撤退する世界の動きと日本』.
自然エネルギー財団(2019) 『日本の太陽光発電の発電コスト:現状と将来推計』.
脱石炭同盟(PPCA)ウェブサイト https://poweringpastcoal.org/.
2020 年 9 月

17ディスカッションペーパー No.25

京都大学大学院 経済学研究科 再生可能エネルギー経済学講座

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Bloomberg New Energy Finance (BNEF) (2018) Levelized Cost of Electricity, BNEF.
Bloomberg New Energy Finance (BNEF) (2019) Country Profiles, BNEF
https://www.bnef.com/core/country-profiles/.
Roberts, Leo, Chris Littlecott, Jesse Burton, and James Hawkins (2020) Global status of coal
powerPre-Covid19 baseline analysis
https://www.e3g.org/wp-content/uploads/14_07_20-E3G-Global-Status-of-coalpower-review.pdf.
Lee, Soocheol, Hector Pollitt and Seung-Joon Park(2015) Low-carbon, Sustainable Future in
East Asia : Improving energy systems, taxation and policy cooperation, Routledge
Published,London.
Lee, Soocheol, Hector Pollitt and Kiyoshi Fujikawa(eds) (2019) Energy, Environmental andEconomic Sustainability in East Asia: Policies and Institutional Reforms, Routledge
Published, London.

18

2020 年 9 月