令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３＜ 排出権取引制度における温暖化対策への有効性について＞

研究年度 令和４年度
研究期間 ２０２２年度～２０２３年度
研究代表者名 坂元 洋一郎
共同研究者名 －Ⅰ．はじめに昨今地球温暖化問題が深刻化しており、その解決に向け様々な温暖化対策が実施されている。その中の１つにパリ協定がある。パリ協定とは、京都議定書を引き継いだものであり、２０２０年以降の地球温暖化対策の国際的な枠組みである。世界の平均気温上昇を産業革命前と比較して、２℃より充分低く抑え、１．５℃に抑える努力を追求することを目的する。そのため、今世紀後半に世界全体の温室効果ガス排出量を実質的にゼロにすること、つまり「脱炭素化」を目指している。そして、主要国は２０３０年に向けた温暖化ガスの排出削減目標を相次ぎ打ち出した。
排出権取引制度も温暖化対策として導入された制度の１つである。その排出権取引制度は、目標達成のため森林等吸収源により吸収できない国が他国から排出権を購入することになる制度である。
そもそも、温暖化対策として排出削減義務を負う気候変動対策を定める条約に世界全体で締約するべきである。しかしながら、排出削減義務を負う気候変動対策を定める条約に世界全体で締約する場合、この排出権取引制度が温暖化対策に果たして有効であるかどうかを検証することがこの研究目的である。
Ⅱ．研究内容上記目的を達成するため、まず、「パリ協定において原子力発電の利用率低下とＣＯ2 排出量削減に関する制約がもたらす日本経済への影響」について調査研究を行った。
２０２２年２月世界に激震が走った。ロシアのプーチン大統領がウクライナでの軍事侵攻を開始した。このロシアによるウクライナ侵攻は、単なる領土争いの侵略戦争というだけでなく、世界経済やエネルギー市場などのあらゆる分野に大きな混乱をもたらした。日本では、岸田首相が次のように原発政策を説明した。ロシアのウクライ
ナ侵攻で世界のエネルギー市場が混乱していることを踏まえ、原子力の活用が急務だと判断。電力需給逼迫という危機克服のためあらゆる施策を総動員すると訴えた。
これまでの日本は、総発電量の約３割を原発に頼っており、原子力発電が経済面においても環境面においても最も優れていると考えられ、その大部分を原子力発電に頼ってきた。しかし、東日本大震災以降、東京電力の福島第一原子力発電所の事故による放射能による環境汚染は深刻な問題となった。そのため、震災後の日本では原子力

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令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

発電に頼らない電力供給が求められるようになってきた。
しかしながら、原子力発電に頼らない電力供給は、電力の安定供給を危うくしている。最近の夏場の電力は夕方に逼迫する傾向にあり、昨今の猛暑に見舞われると強い節電要請が出される状況にある。電力各社は古い火力発電所を稼働して凌いでいるがトラブルのリスクは拭えない。石炭や液化天然ガス（ＬＮＧ）に頼る電源構成は、ロシアによるウクライナ侵攻で電力の安定供給が難しくなった。
このようなことを踏まえ政府は、化石燃料を使わずに安定して電力を供給できる原発を活用しようと方針を転換したのである。東日本大震災による福島第一原子力発電所の事故を経験してきた日本において、この方針転換は国民に対して理解を得られるものであろうか。
そこで、本研究では、先行研究（東、2011）にならって、Replace モデルと呼ばれる条件付き最適化モデルのシミュレーションを行うことにより、パリ協定において原子力発電所の利用率を低下させたときの各発電の発電電力量や CO2 排出量削減のための代替コストを算出し、その結果が日本のエネルギー政策や環境政策へ与える影響を分析した。
Ⅲ．研究成果
研究成果として、坂元（2022）で日本計画行政学会九州支部論集 46 号に pp．1 – 6において論文を投稿した。その内容が次の通り。
日本は、パリ協定において２０３０年に向けた温暖化ガスの排出削減目標を２０１３年比４６％減と宣言した。そこで、日本の２０３０年度の状況を考えるにあたって、Replace モデルと呼ばれる条件付き最適化モデルのシミュレーションを行った。そこ
で、ケースＢ）２０３０年度想定ベース、ケースＣ）２０３０年度原子力発電全停止、ケースＣ（Ⅰ））節電、ケースＣ（Ⅱ））排出権、ケースＣ（Ⅲ））ハイブリッドの５つのケース（表１シミュレーション結果）を考えた。しかしながら、排出削減目標を達成しないケースＣ）と現実的でない節電を行うとしたケースＣ（Ⅰ））節電が実施不可能なケースであった。あとは２０３０年度想定電力量を満たすために節電をどれだけ行うかであったり、原子力発電をどれだけ利用するのか、また原子力発電を利用しない分、排出権購入コストや燃料費などの追加費用をどれだけ許容するかの判断になる。
２０３０年度の日本の状況において「電力供給義務量制約」だけ満たすのであれば、全原子力発電を停止させたとしても、火力発電で代替することで電力供給することが可能である。しかし、 CO2 排出量は目標の１４１％に跳ね上がり、パリ協定の目標を達成することは出来なくなる。つまり、「CO2 排出量制約」を同時に満たすには、現在の原子力発電から火力発電への代替だけでは不可能であるということだ。そこで、その不足分を補うためには、再生可能エネルギーの導入が不可避となる。そのためには、原子力発電の代替エネルギーとしての再生可能エネルギーの研究や技術進歩が必要と2令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３なり、そのための相当な時間も必要となる。さらに、導入にあたっては、設備などの莫大な費用も必要となってくる。
表１ シミュレーション結果
ケース

ＢＣ857,871

857,871694,004

857,871795,425

想定比率

100100

81100

93

原子力分

171,574

0000

原子力比率

200000CO2 排出量

324,035

465,208

330,351

330,351

330,351

目標比率

98

141

100

100

100

総コスト

100,648,529

43,129,350

39,230,871

44,423,977

42,445,002

CO2 排出量00

0134,857

83,466

購入コスト

000

1,294,627

801,274

発電電力量

Ｃ（Ⅰ）

Ｃ（Ⅱ）

Ｃ（Ⅲ）

９（１０ 円）
排出権購入時Ⅳ．おわりに日本では、これまで電力供給の約３割と地球温暖化対策としての CO2 排出量削減を原子力発電に頼ってきた。しかし、東日本大震災による福島第一原子力発電所の事故
は、「電力供給義務量」と「CO2 排出量」のトレードオフの関係にある二つの制約をどのように満たせばよいかという課題を突きつけた。また、昨今のロシアによるウクライナ侵攻に伴い、世界のエネルギー市場に混乱が生じている。このような中、本研究では、パリ協定において Replace モデルに基づき原子力発電の利用率を引き下げつつこの課題を解決するために日本経済に与える影響を分析した。
「電力供給義務量制約」
である発電電力量の供給を満たし、かつ「CO2 排出量制約」である CO2 排出量削減目標を達成する実施可能なケースが複数ある。しかし、全原子力発電を停止させた場合、「電力供給義務量制約」だけ満たすのであれば火力発電での代替で可能だが、「CO2 排出量制約」を同時に満たすには火力発電への代替だけでは不可能である。そこで、再生可能エネルギーの導入が不可避となる。そのためには、原子力発電の代替エネルギーとしての再生可能エネルギーの研究や技術進歩が必要となり、相当な時間と莫大な費用が必要となる。

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Ⅴ．注記、参考文献等
東愛子（2011） 「原子力依存度の低下が CO2 排出削減目標の達成に与える影響－福島原子力発電所事故後のエネルギー政策の再考－」科学研究費補助金・特定領域研究『持続可能な発展の重層的環境ガバナンス』ディスカッションペーパーNo．J11-02
坂元洋一郎(2021)「パリ協定による CO2 排出量削減に関する制約がもたらす九州経済への影響」日本計画行政学会九州支部，45 号，pp．15 - 22
坂元洋一郎(2022)「パリ協定において原子力発電の利用率低下とＣＯ2 排出量削減に関する制約がもたらす日本経済への影響」日本計画行政学会九州支部，46 号，pp．
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