カーボンニュートラルとエネルギー政策の動向
2021年10月13日
エネルギー環境保全マネジメント研究部会

横山 健児

目次

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●国内外におけるカーボンニュートラルに対する取り組み
・IPCC 第 6 次評価報告書
・WORLD ENERGY TRANSITIONS OUTLOOK 1.5℃
IRENA: International Renewable Energy Agency
・Net-Zero America:Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts
Princeton University
・2050 年 カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略
経産省●国内のエネルギー政策の動向
・エネルギー基本計画（素案）（2021.7.21）
・2030年に向けた政策対応のポイントと状況‐需要サイド-再生可能エネルギー-火力-電力システム改革-水素・アンモニア目次

3●国内外におけるカーボンニュートラルに対する取り組み
・IPCC 第 6 次評価報告書
・WORLD ENERGY TRANSITIONS OUTLOOK 1.5℃
IRENA: International Renewable Energy Agency
・Net-Zero America:Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts
Princeton University
・2050 年 カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略
経産省●国内のエネルギー政策の動向
・エネルギー基本計画（素案）（2021.7.21）
・2030年に向けた政策対応のポイントと状況‐需要サイド-再生可能エネルギー-火力-電力システム改革-水素・アンモニア

IPCC 第 6 次評価報告書 第 1 作業部会報告書（自然科学的根拠）
IPCC第6次評価報告書（AR6）WG1報告書（自然科学的根拠）の政策決定者向け要約（SPM）が承認されるとともに、同報告書の本体等が受諾された（2021年8月9日公表）。

温暖化の原因について、

第1 次報告書（1990 年）：
⼈間活動が「気温上昇を生じさせるだろう」
第5 次報告書（2013 年）：
⼈間活動である可能性が「極めて⾼い（95％以上）」

第6 次報告書（2021年）：
⼈間の活動が温暖化を引き起こしていることは「疑う余地がない」と初めて明記した

4

世界の気温変化の歴史と近年の昇温の原因

5

・⼈間の影響が大気、海洋及び陸域を温暖化させてきたことには疑う余地がない。大気、海洋、雪氷圏及び生物圏において、広範囲かつ急速な変化が現れている。
・気候システム全般にわたる最近の変化の規模と、気候システムの側面の現在の状態は、何世紀も何千年もの間、前例のなかったものである。

経産省ホームページから抜粋https://www.meti.go.jp/press/2021/08/20210809001/20210809001-1.pdf

1850～1900年を基準とした世界平均気温の変化

すでに気温が1.5℃以上上昇する可能性が高い

IPCC第5次評価報告書（AR5）
温室効果ガスが将来安定化する大気中濃度のレベルとそこに至るまでの経路を仮定した代表的濃度経路（RCP）シナリオを使用。
4シナリオ：RCP2.6、 RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5
IPCC第6次評価報告書（AR6）
将来の社会経済の発展の傾向を仮定した共有社会 経済経路
（SSP）シナリオを使用。
5シナリオ：SSP（1：持続可能、2：中道、3：地域対立
4：格差、5：化石燃料依存）
数値は 2100 年頃のおおよその放射強制力（W/m2）
経産省ホームページから抜粋https://www.meti.go.jp/press/2021/08/20210809001/20210809001-1.pdf

6

WORLD ENERGY TRANSITIONS OUTLOOK 1.5°C

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国際再生可能エネルギー機関

IRENA: International Renewable
Energy Agency
再生可能エネルギー（太陽、風力、バイオマス、地熱、水力、海洋利用等）の普及及び持続可能な利用の促進を目的として設立された国際機関
所在地：アラブ首長国連邦 アブダビ

パリ協定における長期目標と達成シナリオ

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・世界の平均気温上昇を産業革命以前に比べて2℃より十分低く保ち、1.5℃に抑える努力をする
・そのため、できるかぎり早く世界の温室効果ガス排出量をピークアウトし、21世紀後半には、温室効果ガス排出量と（森林などによる）吸収量のバランスをとる
パリ協定合意が実施されない場合のシナリオ
パリ協定合意のシナリオ

1.5℃に抑えるシナリオ

IRENA, WORLD ENERGY TRANSITIONS OUTLOOK1.5°C PATHWAY, 2021

CO2削減に向けた6つの施策

9World Energy Transitions Outlookは、CO2排出削減の6つの主要な要素を特定。
・再生可能エネルギー

・省エネ・⾼効率・エンドユーザの電化
・水素とその誘導体
・CCS and CCU
Carbon Capture and Storage
Carbon Capture and Utilization

・BECCS
Bioenergy with CCS

IRENA, WORLD ENERGY TRANSITIONS OUTLOOK1.5°C PATHWAY, 2021

IRENAのCO2削減に向けた6つの要素

10

・再生可能エネルギーは、脱炭素化の取り組みにおいて重要な役割を果たす。 2050年のソリューションの90％以上は、直接供給、電化、エネルギー効率、グリーン水素、BECCSによる再生可能エネルギーを含む。
・化石ベースのCCSが果たす役割は限られており、原子力は今日と同じレベルに留まる。

・再生可能エネルギー
・省エネ・⾼効率・エンドユーザの電化
・水素とその誘導体
・CCS・CCU・BECCS
Carbon Capture and Storage
Carbon Capture and Utilization
Bioenergy with CCS

IRENA, WORLD ENERGY TRANSITIONS OUTLOOK1.5°C PATHWAY, 2021

Net-Zero America
Net-Zero America:
Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts
Princeton University: Eric Larson, Chris Greig, Jesse Jenkins, Erin Mayfield, Andrew Pascale, Chuan Zhang,eJoshua Drossman, Robert Williams, Steve Pacala, and Robert Socolow
External collaborators: Ejeong Baik, Rich Birdsey, Rick Duke, Ryan Jones, Ben Haley, Emily Leslie, Keith
Paustian, and Amy Swan

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Net-zeroに向けた6つの施策

12

ネットゼロへの移行には、6つの柱が必要。

エンドユーザにおけるエネルギー効率化と電化
クリーン電気：風力＆太陽光発電、伝送、安定電源
バイオエネルギーと他のゼロカーボン燃料と原料

CO2の捕捉、使用、貯蔵
CO2ではないガス排出量の減少

地盤吸収の増大
Net-Zero America: Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts

ネットゼロエネルギーシステムにおける５つのシナリオ
E＋

積極的なエンドユーザーの電化を想定。
2050 年の正味ゼロ排出の目標を達成しながら、総エネルギーシステムコストを最小限に抑えるためのエネルギー供給オプションは比較的制約を受けない。

E-

積極的にはエンドユーザーの電化を想定していない。
エネルギー供給はE＋と同じ。

E- B＋E-の電化レベル。
非電化輸送の液体燃料需要を満たすために、より多くのバイオマスベースの液体燃料の生産が可能になる。

E＋ RE-E+の電化レベル。
供給側では、RE (風力および太陽光) の増加率は建設率（過去最大）に制限される。
より多くの CO2 貯蔵が可能になり、E+ よりも多くの化石燃料が使用できる。

E＋ RE+

E+の電化レベル。
供給側は 2050 年までに100% 再生可能エネルギーとなる。
新しい原子力発電所は建設されず、CO2の地下貯蔵は行われない。

13

Net-Zero America: Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts

CO2排出量が2050年までにネットネガティブとなる方法

14・化石燃料の使用は、すべてのネットゼロシナリオで大幅に減少。
・石炭は使用されるが、2030年までにほとんどゼロとなる。

地中隔離

Net-Zero America: Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts

対GDP比（％）の年間エネルギーシステムコスト

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Net-Zero America: Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts

2050 年 カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略

16●日本は、「2050年カーボンニュートラル」を宣言（2020年10月）●「経済と環境の好循環」を作っていく産業政策＝グリーン成長戦略●新しい時代をリードしていくチャンスの中、大胆な投資をし、イノベーションを起こすといった民間企業の前向きな挑戦を、全力で応援＝政府の役割●2050年カーボンニュートラルを実現するためのエネルギー政策及びエネルギ
ー需給の見通しを、議論を深めて行くに当たっての参考値として示す。
➔こうして導き出された成長が期待される産業（14分野）において、⾼い目標を設定し、あらゆる政策を総動員。

経済産業省ホームページから作成（https://www.meti.go.jp/press/2020/12/20201225012/20201225012-1.pdf）

グリーン成長戦略の全体像

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2050年カーボンニュートラルの実現

DACCS(直接大気回収・貯留）
経済産業省ホームページから抜粋（https://www.meti.go.jp/press/2020/12/20201225012/20201225012-1.pdf）

目次

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●国内外におけるカーボンニュートラルに対する取り組み
・IPCC 第 6 次評価報告書
・WORLD ENERGY TRANSITIONS OUTLOOK 1.5℃
IRENA: International Renewable Energy Agency
・Net-Zero America:Potential Pathways, Infrastructure, and ImpactsPrinceton University
・2050 年 カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略
経産省●国内のエネルギー政策の動向
・エネルギー基本計画（素案）（2021.7.21）
・2030年に向けた政策対応のポイントと状況‐需要サイド-再生可能エネルギー-火力-電力システム改革-水素・アンモニア

エネルギー基本計画（素案）の全体像（2021.7.21）

19●新たなエネルギー基本計画（素案）では、2050年カーボンニュートラル（2020年10月表明）、2030年の46％削減、更に50％の⾼みを目指して挑戦を続ける新たな削減目標（2021年4月表明）の実現に向けたエネルギー政策の道筋を示すことが重要テーマ。
●世界的な脱炭素に向けた動きの中で、国際的なルール形成を主導することや、これまで培ってきた脱炭素技術、新たな脱炭素に資するイノベーションにより国際的な競争力を⾼めることが重要。
●同時に、日本のエネルギー需給構造が抱える課題の克服が、もう一つの重要なテーマ。安
全性の確保を大前提に、気候変動対策を進める中でも、安定供給の確保やエネルギーコストの低減（S+3E）に向けた取組を進める。
●エネ基全体は、主として、①東電福島第一の事故後10年の歩み、②2050年カーボンニュートラル実現に向けた課題と対応、③2050年を見据えた2030年に向けた政策対応のパートから構成。

経済産業省総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会（第46回会合）
https://www.enecho.meti.go.jp/committee/council/basic_policy_subcommittee/2021/046/046_004.pdf

エネルギー基本計画（素案）における電源構成

経済産業省総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会（第46回会合）
https://www.enecho.meti.go.jp/committee/council/basic_policy_subcommittee/2021/046/046_004.pdf

202030年に向けた政策対応のポイント（抜粋）21

需要サイド：
・徹底した省エネの更なる追求
・需要サイドにおけるエネルギー転換を後押しするための省エネ法改正を視野に入れた
制度的対応の検討
・蓄電池等の分散型エネルギーリソースの有効活用など二次エネルギー構造の⾼度化
再生可能エネルギー：
・FIT･FIP制度における入札制度の活用や中長期的な価格目標の設定、発電事業者が市場で自ら売電し市場連動のプレミアムを受け取るFIP制度により再エネの市場への統合に取り組む。
・系統制約の克服→連系線等の基幹系統をマスタープランにより「プッシュ型」で増強するとともに、ノンファーム型接続をローカル系統まで拡大。

火力：・アンモニア・水素等の脱炭素燃料の混焼やCCUS/カーボンリサイクル等のCO2排出を削減する措置の促進に取り組む。

経済産業省総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会（第46回会合）
https://www.enecho.meti.go.jp/committee/council/basic_policy_subcommittee/2021/046/046_004.pdf

2030年に向けた政策対応のポイント（抜粋）22

電力システム改革：
・脱炭素化の中での安定供給の実現に向けた電力システムの構築。
水素・アンモニア・カーボンニュートラル時代を見据え、水素を新たな資源として位置づけ、社会実装を加速。
・長期的に安価な水素・アンモニアを安定的かつ大量に供給するため、海外からの安価の水素活用、国内の資源を活用した水素製造基盤を確立。
・需要サイド（発電、運輸、産業、民生部門）における水素利用を拡大。

経済産業省総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会（第46回会合）
https://www.enecho.meti.go.jp/committee/council/basic_policy_subcommittee/2021/046/046_004.pdf

2030年に向けたトピックス●FIT制度からFIP制度への移行●広域連系系統のあるべき姿●CCUS/カーボンリサイクル●電力システム改革における市場メカニズムの導入●水素基本戦略23

FIT制度からFIP制度へ移⾏（2022年開始）

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FIT制度：固定価格での買い取り保証。設備投資分を回収可能とする売電価格設定。
FIP制度：再生可能エネルギーの自立普及･完全自由競争に向けてた施策①プレミアム固定型：市場での販売価格に固定されたプレミアムを付与する。
②プレミアム固定型(上限・下限付き)：市場価格とプレミアムの和に上限と下限を設定する。
③プレミアム変動型：基準価格が設定され、その基準価格と市場価格の差分がプレミアムとして⽀給。

第1回 総合資源エネルギー調査会 省エネルギー・新エネルギー分科会／電力・ガス事業分科会 再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク
小委員会https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/denryoku_gas/saisei_kano/pdf/001_03_00.pdf

コーポレートPPA（Power Purchase Agreement）

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お客様の敷地内に太陽光発電を設置、自家消費型でグリーン電力を供給。
さらに、非FITの太陽光発電所からグリーン電力を供給

ファシリティマネジメントフォーラム2020発表資料「経営課題となった脱炭素・循環型社会・職場環境の動向」から作成
http://www.jfma.or.jp/research/scm05/pdf/FORUM/04_FORUM2020_01.pdf

広域連系系統のあるべき姿の方向性

26（１）適切な信頼度の確保への取組
・広域機関により、将来、電源構成等が変化した場合も、広域的な送受電等により各エリアで必要な供給力が確保できるかどうかについて、継続的に確認・評価を行う。
これまでの「電源連系に応じた系統増強」から、「既存設備の最大限の有効活用」へ（２）電力系統利用の円滑化・低廉化への取組○流通設備効率の向上
・想定潮流の合理化
・電源連系や設備形成の検討に際しての想定潮流の合理化及び精度向上
・日本版コネクト＆マネージ○電源連系と流通設備形成の最適化
・マスタープラン
・費用対便益に基づく流通設備増強判断
・電源と流通設備の総合コストの最小化○新技術の採用
・技術開発の進展及び新技術の適用
これまでの「電源連系に応じた系統増強」から、（３）電力流通設備の健全性確保への取組
・計画的な更新及び作業平準化
・設備形成の合理化
・年間対応能力の維持向上
・連系線等の経年状況の把握方向性「将来の潮流を想定し、経済的評価結果による系統増強」へ

電力広域的運営推進機関広域系統長期方針抜粋 https://www.occto.or.jp/kouikikeitou/chokihoushin/files/170330_choukihoushin.pdf

既存系統を最大限に有効活用するための取り組み

電力広域的運営推進機関第26回広域系統整備委員会（2017年9月26日） 資料1(1) (長期方針)流通設備効率の向上に向けて抜粋
https://www.occto.or.jp/iinkai/kouikikeitouseibi/2017/seibi_26_siryou.html

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想定潮流の合理化

28

・想定潮流とは、電源の連系や稼働状態についてのシナリオを設定し、電力系統に流れる潮流を想定したもの。電力設備の規模・増強要否の判断に用いている。
・従来は、最小需要時においても電源がフル稼働できる状態を想定していた（①）。
・合理化後は、将来の電源稼働の蓋然性をエリア全体の需給バランスなどから評価し、需要と電源出力の差が最大になる断面を想定潮流として評価（②）。

電力広域的運営推進機関第43回広域系統整備委員会（2019年9月17日） 資料1 流通設備効率の向上に向けて抜粋
https://www.occto.or.jp/iinkai/kouikikeitouseibi/2019/files/seibi_43_01_01.pdf

N－１電制29

・もともと、電力系統は、１回線故障（「Ｎ－１故障」という）が発生しても、送電可能な信頼性を確保している。
・「Ｎ－１電制」はＮ－１故障時に、あらかじめ決められた電源を瞬時に抑制することで、接続可能な電源を増やす仕組み。
・送電線故障時は、即時に電源を制御する必要があることから、⾼い信頼性の専用システムが必要。
「Ｎ－１電制」なし「Ｎ－１電制」適用

電力広域的運営推進機関ホームページ https://www.occto.or.jp/occto/about_occto/riyoukankyouseibi.html

ノンファーム型接続

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平常時、運用容量超過が予想される場合には出力抑制することを前提に、設備増強をせずに新規電源を系統に接続し、空容量の範囲内で運転できるようにする取り組みです。広域機関では、「ノンファーム型接続」の早期実現を目指し検討を行っている。

※「ファーム電源」：平常時の出力抑制がないように、十分な 設備形成をした上で系統に接続した電源
電力広域的運営推進機関広域系統長期方針抜粋 https://www.occto.or.jp/kouikikeitou/chokihoushin/files/170330_choukihoushin.pdf

マスタープラン（2022年春頃）

31・地域間連系線等を増強する費用は、安定供給上の便益などから、その多くは両端のエリアが負担しいる。
・地域間連系線等を増強することによる再エネ拡大の便益は全国で発生することに着目し、将来の電源ポテンシャルを踏まえたマスタープランを策定した上で、その増強費用を全国で支える仕組みとする。
・再エネ由来の効果分（価格低下及びCO2削減）の負担について再エネ特措法上の賦課金方式の活用や、JEPX値差収益の活用（全国調整スキーム）を検討する。

総合資源エネルギー調査会基本政策分科会持続可能な電力システム構築小委員会（第5回）（令和2年7月20日）
資料1持続可能な電力システム構築に向けた詳細設計
https://www.enecho.meti.go.jp/committee/council/basic_policy_subcommittee/system_kouchiku/005/pdf/005_004.pdf

マイクログリッドと配電事業者制度（2022.4～）

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・レジリエンス強化等の観点から、特定の区域において、一般送配電事業者の送配電網を活用して、 新
たな事業者がAI・IoT等の技術も活用しながら、自ら面的な運用を行うニーズが⾼まっている。
・安定供給が確保できることを前提に、配電事業者を電気事業法上に新たに位置付ける。
・街区規模での災害対応力の強化や設備のダウンサイジングやメンテナンスコスト削減が期待できる。

総合資源エネルギー調査会基本政策分科会持続可能な電力システム構築小委員会（第5回）（令和2年7月20日）資料1
https://www.enecho.meti.go.jp/committee/council/basic_policy_subcommittee/system_kouchiku/005/pdf/005_004.pdf

CCUS/カーボンリサイクル

石油増進回収法（ Enhanced Oil Recovery ）経産省「カーボンリサイクル技術ロードマップ」
https://www.meti.go.jp/press/2019/06/20190607002/20190607002-1.pdf

33

電力システム改革における市場メカニズムの導入

34

経済産業省第31回 総合資源エネルギー調査会 電力・ガス事業分科会 電力・ガス基本政策小委員会 制度検討作業部会 資料4（2019年4月22日）

電力取引の概要

4年前

35

前週

前日

当日
ゲートクローズ※実需給1時間前

容量市場
（kW）

卸電力市場
（kWh）

需給調整市場
（ΔkW）

実需給
※受け渡し

翌日
以降

メイン
オークション

スポット市場

10時
入札締切

17時～時間前市場

前週火曜入札締切※三次調整力②のみ前日14時入札締切
調整力調達

岡本浩著「グリッドで理解する電力システム」（日本電気協会新聞部）から作成

需給調整

アンシラリー
サービス料金インバランス料金

容量市場（2020.9.14初回約定結果公表）

36〇容量市場とは必要な供給力(発電量)を確保するため､小売電気事業者が発電事業者に容量拠出金を支払う制度。これにより発電事業者が長期的に安定して発電所を維持できる。

〇初回容量市場(2024年度受渡分)の約定結果（電力広域的運営推進機関公表（2020.9.14））
新規で最新鋭のガス火力発電所を建設する際のコスト(NetCONE)を大幅に超えて､ほぼ上限価格になった。
• 小売り事業者の負担は大きく、消費者への費用転嫁が予想される。

• ⾼い約定価格の制度的な課題として挙げられているのは以下の通り。
- 経過措置（減価償却が終わった老朽火力発電所の容量拠出金を抑えるべく､2010年以前に建設された発電所に対する容量拠出金を42％減額する措置）- 逆数入札（割引分の逆数である58％を乗じて入札する方法）*- シングルプライスオークション- 約定価格で同点の場合の過剰な調達- 維持管理経費の算出方法*逆数入札が可能となったことで、割引されることを前提に実コストよりも⾼い額の応札が集まった模様⽇本における調整電源の必要性・価値の高まり

37✓ 再⽣可能エネルギーの主力電源化に伴い、火力(調整力)、揚水発電だけでなく、VPPを活用したディマンドリスポンス等、調整電源(⊿kW)の必要性・価値が高まっている。
✓ 2021年に創設予定の需給調整市場では、一般送配電事業者が周波数調整や需給バランス調整を行うために必要な調整力を市場を通じて、効率的に調達取引される。

経済産業省総合資源エネルギー調査会基本政策分科会（第25回会合） 配布資料

需給調整市場 三次調整力②（2021年4月開始）

38

第６回需給調整市場検討小委員会資料

非化石証書市場（2018年開始）

39

・非化石価値を顕在化し、取引を可能とすることで、小売電気事業者の非化石電源調達目標の達成を後押しするとともに、②需要家にとっての選択肢を拡大しつつ、固定価格買取り（FIT）制度による国民負担の軽減に資する、新たな市場である非化石価値取引市場を創設。

第15回 総合資源エネルギー調査会 電力・ガス事業分科会 電力・ガス基本政策小委員会 制度検討作業部会 配布資料（2017年11月28日）

国の水素基本戦略

経済産業省資源エネルギー庁新エネルギーシステム課/水素・燃料電池戦略室(2021.3.22)
https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_environment/suiso_nenryo/pdf/025_01_00.pdf

40メタネーション（水素ーメタン変換）の意義

41

メタンに変える主な理由：
・水素では貯蔵、輸送、利用において、すべて新たな設備投資あるいは設備技術の開発が必要。
・メタンであれば天然ガスとほぼ同じ成分なので、特殊な設備を建設する必要はない。
・水素だと燃料電池という現在⾼価な設備でしか電気に変換できないが、メタンならば通常のガスエンジンで発電できる。
・メタンに変換しても水素の持つエネルギーの22％しか失われない。
・他のエネルギーキャリア(有機ハイドライド、アンモニア、液体水素)に変換しても、20％程度エネルギーは失われる。

ファシリティマネジメントフォーラム2018発表資料「内包する環境価値の重要性と環境建築事例」から作成
http://www.jfma.or.jp/research/scm05/pdf/FORUM/04_FORUM2018_01.pdf