77

超長期世界エネルギー需給モデルによるシミュレーション分析―― 中国に関するケーススタディー ――Simulation Analysis by a Model Projecting World Energy Supply
and Demand Over the Very Long Term
— A Case Study on China —松井賢一(Ken-ichi Mastui)*
山田昭(Hiroyoshi Ito)†伊藤浩吉(Akira Yamada)‡要約 中国は昨年（1994 年）5 月，2050 年までに現在の日本の９倍にあたる 3.0 〜 3.5 億 kW の原
子力発電所を建設する計画を発表した．本研究では，中国の原子力発電能力が従来予想されていた 2000 年 500 万 kW，2030 年 1,100 万 kW，2050 年 1,600 万 kW，2100 年 3,200 万 kW を基準ケースとし，原子力発電能力を 2030 年 1 億 6,000 万 kW，2050 年 3 億 2,000 万 kW，2100 年 3 億 7,000 万kW と拡大したケースを原子力拡大ケースとして，炭酸ガス排出量にどのような影響がでるか等のシミュレーションを行った．中国の炭酸ガス排出量は，原子力拡大ケースでは，基準ケースに比べ，2050 年で約 4.5 億トン，2100 年で約 4.6 億トン減少すると推定された．
キーワード

地球環境問題，エネルギー需給モデル，経済成長，経済発展段階，炭酸ガス排出量，中国

Abstract
In May 1994, China announced a plan to construct nuclear power plants with total
output of 300 to 350 million kW by the year 2050, nine times that of the current nuclear power plants
in Japan. In this study, simulations were made to see the effect of nuclear power plants on emission ofcarbon dioxide gas by using conventionally expected capability of nuclear power generation in China
as BAU (Bussiness As Usual) cases, namely 0.5 million kW in 2000, 11 million kW in 2030, 16
million kW in 2050 and 32 million kW in 2100, as well as using expanded cases of nuclear power,
namely 160 million kW in 2030, 320 million kW in 2050 and 370 million kW in 2100. The current
study estimated that the emission of carbon dioxide gas in China would be reduced by approximately
450 million tons in 2050 and 460 million tons in 2100 in the expanded cases of nuclear power incomparison with the BAU cases.
Keywords

global environmental problem, energy demand and supply model, economic growth, economic

development, emission of carbon dioxide gas, China* 龍谷大学国際文化研究所‡（株）原子力安全システム研究所†

社会システム研究所

日本エネルギー経済研究所
エネルギー計量分析センター

78

超長期世界エネルギー需給モデルの構成1.

モデルの概要1.1（１） 本モデルの目的
本モデルは，超長期のエネルギー需給構造の決定れているといってよい．
③再生可能エネルギーに関する具体的な導入（コスト，利用可能量）を取り上げる．
コストや潜在的な利用可能上限等の条件を与えて，競合性・経済合理性，市場規模等に基づいて導入量を決定するモデル化を行う．

メカニズムを定量化することにより，炭酸ガスを主④食料，鉄鋼，自動車などの需給を取り上げる．

因とする地球温暖化問題に対し，地球規模で長期に超長期の展望を行う場合，人口，食料，エネル

わたって何が起こるのか，環境税等の地球環境対策

ギー問題は極めて重要なファクターであり，まが世界の経済成長，エネルギー需給にどのような影たこれらは密接に関連しているため，食料需給響を与えるのか，そして地球環境問題に対して日本についてもモデル化を行う．

は何ができるのか等を検討するための定量的な情報

また，「鉄鋼」は具体的にシナリオを見ていくを提供しうることを目的として開発したものであ

うえで，代表的な基礎物資としてモデルで取りる．

扱う．「自動車」は生活水準，ライフスタイル

温暖化問題に関する世界モデルは海外では既にいを示す重要な指標であると同時に，将来の交通

くつかのモデルが開発され，それを用いて様々な試用エネルギーを決定する要素である．モデルで算が行なわれている．しかし，こうした問題に対し明示的に扱うことにより省エネ（燃費の改善等）て「日本は何ができるのか」，「世界の中で日本の経済やエネルギー需要水準がどのような位置づけになの政策分析も可能となる．
⑤土地利用を考慮する．

るのか」等，日本が明示的に扱われていないことな

人口，食料（耕地面積），バイオマスエネルギ

どにより，充分に対応ができない．また，モデル構ーとの相互依存・トレードオフの関連を明示的造上も改善の余地があると考えられるが，本来モデ
ルとは，目的が違えば構造も異なるし，解も異なってくるものである．

にとらえる．
⑥価格均衡経路を検討する．
枯渇性エネルギー資源需給とりわけ資源埋蔵量と需要との整合をはかるため，需給が均衡する（２） モデルの特徴
以上のことから，エネルギー計量分析センター（EDMC）では次のようなことを考慮しつつモデル開発を行った．
①地域分類としては，将来のエネルギー・環境問
題を考える際，その動向が極めて大きな影響を及ぼすであろうアメリカ，中国，旧ソ連，日本

エネルギー価格の問題も扱えるようにモデル化を行う．
⑦環境税（炭素税）の地域別導入を可能とする．
様々なエネルギー価格政策に対応させるため，各地域の経済発展段階に応じた負担（あるいは援助）等を明示的に扱えるようにする．
⑧温暖化効果を算定する．

を明示的に扱うとともに，今後，世界経済・エ

温暖化効果を計量的に把握するために，炭酸ガ

ネルギー需給に大きな影響を及ぼすと考えられスの排出に伴う気温上昇を測定するモデルを加る環太平洋地域とりわけアジア地域についてもえる．

明示的に扱う．
②既存モデルでは充分扱われていない「経済発展⑨OPEN BOX APPROACH

をとる．つまり分

かりやすく，構造が明快なモデルとする．

段階と人口やエネルギー消費」との関係を明示

温暖化問題は，さまざまの分野の人の意見交換的に扱う．これと関係して「弾力性の可変性」が重要．そのためにもモデルの計算結果の意味

等の相互関連をモデルに織り込む．これは長期やそれの出てきた構造が読み取れることが必の問題を扱う場合，極めて重要な問題であるが，要．また，さまざまな政策分析（省エネ，代エこれまでは外生的あるいは相互に独立的に扱わ

ネ（新エネ），炭素税など）が可能なシミュレ

79

参考までに主な世界モデルと本モデルとの比較をーション型のモデルとする．

掲げておく．
（３） モデルの構成
モデル構成の概略は以下のとおりである．
①計算期間モデルの概要

1.2（１）発展段階モデルであること（途上国を含む超基準年を 1990 年とし，2100 年までを対象とす
る．計算の年刻みは（1990，2000，2010，030，
2050，2070，2100 年）とする．

長期問題を扱っている）．
基本的メカニズムを図１−１に示す．つまり発展段階を一人あたり所得で代表させ，それの変化によ②対象地域って人口の伸び，経済成長率，エネルギー弾性値な

日本を明示化し，以下のような基準に従い 12

どが変化する形になっている．こういう機構を取り地域に分割する．

入れることによって，経済成長の加速化現象，エネ

潜在大国：中国，インド等，旧ソ連東欧

ルギー需要の工業化にともなう急拡大，経済の成熟

成長率の高い地域： NIES/ASEAN

化（あるいはやエネルギー消費機器普及の飽和）に

資源消費先進圏：アメリカ，OECD 欧州，日本

よる弾性値の低下などを明示的に取り入れることが

資源生産国：中東，オセアニア

できる．これに対し，これまでのモデルではこうし

途上圏：アフリカ，中南米，その他

た発展過程が考慮されておらず，経済や人口の伸び③エネルギー源の種類などは通常外生化されている．つまり，現在発展途

エネルギーデータとしては，IEA のエネルギー

上にある国が，将来とも発展途上国であるわけでは

バランス表を EDMC で統合・加工したデータ

なく，やがて先進国に仲間入りし，そのときのエネを利用している（実績値 1971-1990 年）．エネ

ルギー消費の構造は途上国の時代とは異なってくる

ルギー源は以下のような分類で扱っている．

と考えたほうがよいと言うことである．

最終エネルギー需要：固体，石油，天然ガス，

なお，この際得られる飽和曲線（ＧＤＰなど）は電力

ロジスティック曲線を更に一般化したものと見るこ

一次エネルギー需要：固体，石油，天然ガス，とができる．

水力，原子力，再生可能
エネルギー

モデル名

モデルの型

計算期間

地域区分

エネルギー源

本モデル

発展段階型

2100 年

12

最終： 4
一次： 6

部分均衡

BT ： 7EDMONDS-REILLY

部分均衡

GREEN

逐次決定型

2095 年9

最終： 42050 年

12

最終： 2

一次： 6

シミュレーション型

一次： 4

動学的一般均衡BT ： 3
GLOBAL-2100

最適化型

2100 年

5

BT を含み 9（MANNE-RICHELS）（注）BT ：バックストップテクノロジー

表１−１

主要な世界エネルギーモデル構成の比較

80

人口成長率

生産原単位
燃料 等
経済・社会セクターGDP

GDP，人口

主要物資セクター

一人あたり所得

自動車，鉄鋼，食料

経済成長率
一人あたり
所得

最終エネルギーセクター
固体燃料，石油，ガス，電力

エネ需要

電力需要
一人あたり所得
電源セクター

価格

エネ弾力性

原子力，水力，ソーラー，バイオ
石炭，石油，天然ガス

R/P比
一人あたり
所得

資源埋蔵量

一次エネルギーセクター

一人あたり所得

石油，固体石炭，ガス，水素，
メタノール，バイオガス，
石炭液化，石炭ガス化

人口
一人あたり
所得
GDP

炭酸ガス排出量
弾力性

図１−１

エネ需要

図１−２

発展段階モデルの基本的メカニズム（２）価格効果の考え方

EDMC 超長期世界エネルギー需給モデ
ルの全体構成1.3

モデルの全体構成以上を所得効果（所得水準の変化にともなう構造変化）とすれば，エネルギー面では更に価格効果が

図１−２にモデルの全体構成を示す．モデルは大考慮されている．これは以下のように分けられる．

別して次の６つのセクターに分けることができる．

①エネルギー高価格化に伴う需要削減効果
ａ．ラッシュ・タトム効果：いわゆるエネルギ

・ＧＤＰ・人口セクター
・主要物資生産セクター

ー高価格化にともなう生産関数の下方シフ・最終需要セクタートによる経済成長率の低下のことである．

・電源構成セクター

ここではその弾力性を日本における計測例

・一次エネルギーセクターなどを参考にして− 0.05 と想定している．

図に従って流れを上からみていくと，まず人口やｂ．需要の価格弾力性：最終需要の価格弾力性

経済成長率と一人あたり所得との関係が示されていは− 0.2 と想定されている．こうした想定

る．こうして決まったＧＤＰや人口，生産効率に基に関しては以下の文献を参照した

づいて主要物資の生産（食料生産，鉄鋼生産，自動（Bohi[11],車保有）が決定される．この物資生産やＧＤＰ，エPindyck[5]，大山・中島[6]，室田・中上・伊藤[7]）．
②代替効果

ネルギー価格が弾力性を通じてエネルギー最終需要を決めている．この最終需要は更にエネルギー源別

ここでは最終需要 i 階と電源構成に関して代替に分かれる（固体，石油，天然ガス，電力）．この効果を含めている．具体的な想定値は後述する．

算出にあたっては各エネルギー源のシェアが発展段
階と相対価格によって影響されるものとしている．

81

つまり長期効果としての流体化，電力化，短期効果

LOG(POPR)＝0.280 −0.0422 ×PCY ＋0.640 ×DUM34としての相対価格の変動（例えば炭素税による固体(2.8)

燃料の相対的高価格化によるシェアの減少など）に(−2.5)(1)(1.9)

R2 ＝0.543, SE ＝0.41, D/W ＝1.77

よってシェアが決定されるのである．

POPR ：人口の伸び率（％），PCY ：一人あたり所得（千ドル／人）DUM34 ：中東，アフリカ＝１

こうして最終需要が決められたら，それは転換部門を経て一次需要に戻される．まず電力は発電源別に分けられる．水力，原子力が想定された後，バッ

人口伸び率（地域，時間）＝推定結果＋地域・時間変数(2)

クストップテクノロジーに基づく再生可能エネルギ
ーによる電力生産，化石燃料間でのシェアが発展段
階と各燃料の相対価格によって決定される．なおこ
こで発電効率も発展段階にともなって変化していくことが想定されている．それ以外の転換過程（石油精製，コークス製造，都市ガス製造など）に関して

Cn
成
長
率
・
人
口
増
加
率

D

G
（経済成長率）a（人口増加率）

Cは一定の転換比率を地域毎に乗じて求めてある．こ0

うして化石燃料（固体，石油，天然ガス）の一次需要が求められたらそれは供給側（資源賦存量など）

ced
一人あたり所得y（資料）安場保吉「経済成長論」筑摩書房，1980 年と比較されエネルギー価格の動きに反映されること

図１−３となる．こうして需給水準が決まったら，化石燃料

低所得均衡の罠の使用量から炭酸ガス排出量が求められ，更にそれが炭酸ガス濃度を経て温暖化効果に結び付けられるなどを考慮するために含められている．

こととなる．
（２）経済成長率の算出

1.4

モデルの具体的な内容

ここでは成長の加速化現象を扱うために図１−４のようなテーブル関数を想定している．すなわち一（１）人口の算出
人口の場合，発展段階との関係はかなり明示的に議論されている．特に重要なのは図１−３に示され人あたり所得が 1,000 ドルから 3,000 ドルの間で成長率は７％という高い値を保つが，それ以前でも，るような低所得の罠である．つまり一人あたり所得が伸びないから，人口増加率が高く，これが経済成
長の足を引っ張るという形である．ここでは以下の経済成長率（％）
77ような推定結果を利用した．なお推定対象は 89 年における 12 地域である（以下の推定でも同じ）．
この式に基づくと，所得上昇による人口の伸びの変化は以下のようになる．
一人あたり所得
1.0（千ドル／人）

3

3

3

2

2

人口伸び率
1.7（％）

5.0

1.4

20.0

0.8

0
0 1

3

8

20

一人あたり所得（千ドル／人）

図１−４

一人あたり所得水準と経済成長率

実際の計算はまず推定結果からダミー部分を除き，次に以下のように地域・時間変数を付加することによって求められている．地域・時間変数は各地域における特殊事情，時間的構造変化の地域的特性

経済成長率（地域，時間）＝ｆ（一人あたり所得，地域・時間変数，エネルギー価格）

(3)

82

以降でもそれを下回るという形になっている．実際にはこれに更にエネルギー価格の影響（ラッシュ・（４）エネルギー最終需要合計の所得弾力性と価格
弾力性

タトム効果）と地域・時間変数を加えて成長率が求められている．

LOG(FEN)＝A ＋b ×LOG(GDP)−c ×LOG(PE)（３）主要物資の生産（食料生産，鉄鋼生産，自動FEN ：エネルギー最終需要（ＭＴＯＥ），GDP ：ＧＤＰ

車保有）

PE ：エネルギー価格（ドル／バレル，89 年価格）

本モデルでは，経済発展にともなう鉄鋼需要や自(7)b ：所得弾力性，−c ：価格弾力性

動車の保有台数，人口増に伴う食料需給を組み込ん
所得弾力性（ｂ）に関しては以下の式から求める．

でいる．これは以下の理由による．
①最終エネルギーの規模のチェックを行うためである．通常は最終需要を産業，運輸，民生と分LOG(b)＝0.1734 −0.0615 × PCY ＋1.375 × DUM4
(1.1)

けるが，ここでは発展的需要（鉄鋼＋自動車＋(− 4.6)

(8)

(3.7)

民生用電力）とその他に最終需要を分けてみる．

R2 ＝0.787, SE ＝0.35, D/W ＝2.1

前者の分け方は細かい検討が可能な先進国ではDUM4 ：中東＝１

有効だが，発展途上にあり，その内容が大幅に変化する途上国にあっては必ずしもそうではな

本モデルでは最終需要を発展的需要（鉄鋼用，自動車用）とその他用に分類しており，前者について

い．
②こうすることによって省エネの具体策が検討では生産量・保有台数に（想定した原単位）を乗じてきるようになる．例えば鉄鋼業の省エネ化や自もとめ，後者については基本的には上記の式から求動車の燃費向上といった形での検討が可能になめられる．
この式を使うと，一人あたり所得と所得弾力性のる．
③エネルギー需要の経済発展にともなう変化を具関係は以下のようになる．
一人あたり所得体的にみることができる．

エネルギー所得弾力性

前半：重化学工業化：鉄鋼などの需要が増大

1.0 （千ﾄ ﾞ ﾙ／人）

1.12

後半：耐久財（自動車，家電）の使用によるエ

5.0

0.87

20.0

0.35

ネルギー需要の増大モデル化にあたっては一人あたりＧＤＰ（発展なお価格弾力性に関しては− 0.2 と想定した．

段階）に基づき，以下のような式を用いている．
（５）再生可能エネルギーの導入メカニズムとエネ＜鉄鋼＞
STL ＝−586.5 ＋101.6 ×LOG(PCY)＋330.6 ×DUM7(−3.4) (4.8)(2.9)
R2 ＝0.829，SE ＝98.4，DW ＝1.45
STL ：一人あたり鉄鋼消費量，PCY ：一人あたりGDP＜自動車保有＞CAR ＝ 639.8 −69.3 ×LOG(PCY)＋938.9 ×DUM6(3.0) (−2.7)(6.9)
R2 ＝0.904，SE ＝113.1，DW ＝2.15
CAR ：乗用車一台あたり人口，PCY ：一人あたりGDP＜穀物消費＞
FODC＝−100.1＋49.69×LOG(PCY) ＋444.2×DUM1−90.6×DUM7(−0.8) (3.2)( )(−1.2)
R2 ＝0.884，SE ＝63.5，DW ＝2.44
FODC：一人あたり穀物消費（間接分含む），PCY：一人あたりGDP

ルギーの
(4)

均衡価格

＜基本的な考え方＞①まず主役となる化石エネルギー源（枯渇性エネルギー）があると考える．

(5)②現在の主役は石油である．これが 21 世紀前半に液化石炭に交代するものと考える（石油の前は石炭）．
③上の２つにホテリング定理を当てはめると，図(6)１−５が描ける(DASGUPTA & HEAL[11])．
これで経時的なエネルギー価格が決定されるものとする．ここで長期的な需給関係は R/P 比の変化で表されるものとする．つまり各期（フロ83

S/R ＝ 1 − exp(b − aP)(9)

S：価格Ｐの供給量，R：このときの利用可能量，P：エネルギー価格＜利用する資料＞
各再生可能エネルギーに関する利用可能量Ｒや導入価格(PA,PB)を決めていく必要があるが，それには Johansson et al[12]を用いる．こうした技術・経エネ価格

済的知見に基づいて，本書では 2050 年までの再生
可能エネルギーを重視した場合（RIGES ：液化石炭

RENEWABLES-INTENSIVE GLOABL ENERGYSCENARIO）の展開が行われており（表１−２），
石油

そこでは需要規模を ICPP（気候変動に関する政府
間パネル）とほぼ同じに置いて，供給側で大胆に再生可能エネルギーの導入を図ることにより，炭酸ガ
年

図１−５

化石燃料価格の決定

ス排出量の削減を図っている．この意味でも再生可
能エネの可能性を積極的な形で示したシナリオとしても利用が可能である．

ー）での需給均衡価格を求めるのではなく，ス1985 年

トック面（資源の残存量と累積需要との比）に2050 年よって価格が動いていくと考えるのである．こ電力（TWh）

8,432

31,639直接燃料（EJ）

219

288

電力（TWh）

9,239（100） 32,376（100）

うち再生エネ（EJ）

1,880（ 20） 20,128（ 62）

ロジーと考える．しかしながらその供給量は各

燃料（注）287（100）

395（100）

時点で有限とする（一定価格で無制限には入ら

うち再生エネ（EJ）0（ 0）181（ 46）ない）．

炭酸ガス（C −MT）

れはホテリング定理において，将来の割引率が

IPCC

R/P 比の減少と共に，高まると考えてもよいだ
ろう．つまり価格の上昇率を R/P 比に反比例す
RIGESるものと想定するのである．
④再生可能エネルギーは，バックストップテクノ⑤再生可能エネルギーの供給曲線を，上のことを考えて 10 ％普及時と 90 ％普及時の価格（各PA,PB)，その時点での究極利用可能量（Ｒ）とし，以下の式から供給曲線を求める．もちろ

5,633（100） 4,191（ 74）（注）電力用も含む 再生可能エネ：水力．ソーラー等（風力など含む）．バイオマス

表１−２

再生可能エネルギー等に関する IPCCと RIGES の相違

んＲは時間とともに増加する（量産効果等）の（利用方法）

でその可能性も含める（図１−６）．

①資源利用量（Ｒ）について
この本では，具体的に再生可能エネルギーの利

再生エネ価格用可能量が示されている．幸いにして地域区分もほぼわれわれの用いるものと同様（唯一の違いは南アジアとアセアン等が分けられないことPBだが，ここでは簡単な比例配分で配分した）なのでこの数字を参考として地域別の資源利用量

PA
10％

図１−６

90％ R1→

R2

再生エネルギー価格

利用可能
資源量

を決めた．なおここで扱う再生可能エネルギーの種類は，以下のようになる．
ソーラー等：太陽光，太陽熱，風力を含む
バイオマス：エタノール，メタノール，バイオ84

く食料（特に穀物）生産と土地利用可能性の面

ガス等
水

素：二次エネルギーであり，ソーラーを同時にみていく必要があり，本モデルでは土等，バイオマスから作られる．

地の生産性を考慮し下記のように必要耕地面積を求めた．

②再生可能エネルギーの価格について(PA,PB)
これについてもかなり具体的な仮定が示されてい耕地面積 ＝ 穀物消費 × 土地利用原単位(10)るのでこれを参考とすることにした（表１−３）．
但し，問題なのは化石燃料価格が恣意的に決められていることであり，この点に関する留意が（７）エネルギー価格と炭素税の想定①エネルギー価格

利用にあたっては必要である．

エネルギー価格としては固体（石炭），石油，$/GJ

天然ガス，電気を取り上げた．前３者について$/BBL

は最終需要と一次需要との２種類がある．ここでは以下のような形で想定している．

20

原油ａ)ＧＤＰ成長率や最終需要計などに影響を

灯油

5.3

32

ガソリン

9.18

56

与えるエネルギー価格として

電力

25.0

152

ルギー価格

代表エネ

があるものとする．ここではそれを石油価格としている．このため
エタノール

11.0

67

石油代替

エネルギー価格の単位をドル／バレル

水素／ SOLAR

28.5

85

石油／ガス 50 ：50（89 年価格）とする．

水素／ BIOMAS

13.9

85

石油／ガス 50 ：50ｂ)他の燃料の価格はこの

メタノール

13.4

81

石油代替

相対で決まるものとする．この相対比は，

バイオガス

1.05

6.4

ガス代替

各燃料の単位容量あたり熱量，利便性，な需給要因によって決まってくるが，こ再生可能エネルギーの価格想定

こでは以下のような比率を用いた．
石油

石炭

天然ガス

（６）土地利用（穀物生産とバイオマスとの関係）

一次

100

50

70

今後の供給源として再生可能エネルギーに重点を

二次

(1.1)

(1.3)

(1.6)

置いている．ここでバイオマスの役割は大きい．これの実現可能性を見るためには食料生産の方も見なければならない．つまり土地の取り合いである．
①耕地面積は現在上の想定とは反対に余り増えないと見られている．

との資源的希少性，代替可能性などさまざま

IBBL ＝ 6.1GJ

表１−３

代表価格

電気
700

なお一次と二次との価格比率は（加工度などを勘案して）上のような値を用いている．
②炭素税について
ＢＡＵケースでは税額はゼロとする．モデルとしては様々なエネルギー価格政策に対応させる②他方で人口増のため食料生産に必要な耕地面積

ため，各地域の経済発展段階に応じた負担（あは拡大する．日経センター予測[17]によれば，

るいは援助）等を明示的に扱えるようにしてあ

もしも耕地面積があまり伸びないとすると，耕る．

地面積 ha あたり扶養人口は現在の 3.1 人から2010 年には 4.5 人へと増大するという．これは特に途上国で著しい（現在の 3.4 人が 2010 年に（８）最終需要エネルギー源別シェア
ここでは最終需要としては固体，石油，天然ガス，

は 5.7 人に）．

電気の４種を取り上げている．ここでも発展段階に

以上のようなことからも，エネルギーだけでな

よる変化と，相対価格による変化との２つからシェ

85

アが決まる形となっている．

一人あたり所得LOG(ESHAREi)＝f(PCY)×{b0＋b1×LOG(PCLF)＋b2×LOG(POLF)＋b3×LOG(PNGF)＋b4×LOG(PELF)}(11)

ESHAREi ：第ｉ源のエネルギーシェア（％），PCY ：一人あたり所得

電気のシェア（％）

1.0（千ドル／人）

11.7

5.0

12.7

20.0

17.1

ｃ．石油と天然ガスの配分について

PCLF ：固体燃料価格（最終需要ベース，ドル／バレル）

流体エネルギー燃料間の配分については以

POLF ：石油価格（〃），PNGF ：天然ガス価格（〃）

下の式を利用した．

PEL ：電力価格（〃）

NGS/(NGS ＋OLS) ＝ 0.10 ＋0.007 ×PCY ＋0.24 ×DUM9①発展段階による変化(2.7) (2.1)

ａ．流体化現象
これは経済が発展するにつれて，需要構成が固体から液体（気体）燃料へとシフトす

(14)

(2.7)

R2 ＝0.465, SE ＝0.09, D/W ＝1.65
NGS：天然ガスのシェア，OLS：石油のシェア，DUM9：旧ソ連東欧＝１る現象を意味する．以下のような推定結果

この式によれば，一人あたり所得と流体燃を利用した．

料中に占める天然ガスのシェアとの関係は

CLS ＝ 15.17−0.589×PCY＋13.1×DUMCL＋45.1×DUM5(2.8) (−1.3)(2.0)

以下のようになる．

(12)

一人あたり所得(3.6)

1.0（千ドル／人）

0.11 ％

5.0

0.14

20.0

0.24

R2 ＝ 0.787, SE ＝0.35, D/W ＝2.1
CLS ：固体燃料のシェア
DUMCL ：アメリカ，中国，欧州ＯＥＣＤ，オセアニア，
旧ソ連東欧，インド等＝１

流体燃料中の天然ガスシェア②相対価格の変化によるシェアの変化
基本的には(5)式によるわけだから，自己並びDUM5 ：中国＝１に交差価格弾力性があればよい．ここでは以下

この式を使うと，一人あたり所得と固体燃の文献（Bohi[5],Pindyck[14],大山・中島[6]，料のシェアとの関係は以下のようになる．

室田・中上・伊藤[7]）を参照して表１−４の一人あたり所得ように想定した．

固体燃料のシェア（％）

1.0（千ドル／人）

14.6

5.0

12.3

20.0

3.4

なお計算にあたっては，固体燃料のシェアは３％以下にはならないものとした．

石

炭

石

油

石炭

石油

天然ガス

電気

− 0.8

0.30.3

0.1

0.1

0.5

0.1

− 0.6

0.1

− 0.6

天然ガス
電

− 0.2

気

ｂ．電力化現象
一人あたり所得が上昇するにつれ，電力の表１−４

価格弾力性の想定（最終需要）

シェアが上昇する傾向である．これは以下（９）一次需要と二次需要との関係のように推定された．
LOG(ELS)＝ 2.44 ＋0.0213 × PCY −0.51 × DUM5
(28.7)

(2.9)

(13)

(− 2.6)

R2 ＝ 0.643, SE ＝0.18, D/W ＝2.2
ELS ：電気のシェア DUM5 ：中国＝１

電力に関しては送配電ロスがあるので発電電力量
は最終需要を上回る．また化石燃料についても転換や輸送ロスがあり，これは地域によっても異なっている．ここでは実績を参考にしながら，表１−５のような想定を置いた．

この式を使うと，一人あたり所得と電気のシェアとの関係は以下のようになる．

（10）発電効率について
経済が近代化するにつれ発電効率も向上する．こ86

ELG ＝ ELGEN ＋ NUC ＋ HYD(16)

ELGENP ＝ ELGEN/ELEFF × 100(17)

ELELRTO ＝ ELCL × 100/ELGENP

(18)

石炭

石油

天然ガス

電力

アメリカ

1.10

1.05

1.20

1.15

中南米

1.30

1.10

1.45

1.15

アフリカ

2.00

1.08

2.10

1.15

中東

1.00

1.10

1.50

1.20

中国

1.10

1.15

1.50

1.20

日本

1.25

1.05

1.00

1.10

欧州（OECD）

1.20

1.10

1.10

1.10

オセアニア

1.20

1.05

1.30

1.15

旧ソ連東欧

1.50

1.20

1.50

1.15

NIES/ASEAN

1.10

1.10

1.50

1.10

ここでも発展段階による変化と相対価格による変化

インド等

1.20

1.08

1.20

1.20

との２つからシェアが決まる形となっている．

その他

1.10

1.05

1.30

1.15

ELNGRTO ＝ ELNG × 100/ELGENP(19)

ELOLRTO ＝100 −(ELCLRTO ＋ELNGRTO ＋ELRNRTO)

(20)

ELG

：発電量（出力ベース）

ELGEN：固体，石油，天然ガス，再生可能エネルギーによる部分（出力ベース）

NUC：原子力（出力ベース），HYD：水力（出力ベース）

ELGENP ：固体，石油，天然ガス，再生可能エネルギーによる部分（入力ベース）
ELCLRTO ：石炭火力比率，ELNGRTO：天然ガス火力比率
ELRNRTO ：再生可能エネルギー比率，ELOLRTO：石油火力比率①発展段階による変化
化石燃料に関しては構造変化を以下のような形

表１−５

最終需要と一次需要との関係で取り入れた．こうして石炭火力と天然ガス火力のシェアが決まるので，それに再生可能エネ

こでは以下のような式を用いている．
LOG(ELEF)＝ 3.45 ＋ 0.072 × LOG(PCY)

ルギーのシェアを与えて，残りを石油火力とし(15)(109.6) (4.6)

た．
LOG(ELENSHAREi)＝f(PCY)×{b0＋b1×LOG(PCL)＋b2×LOG(POL)

R2 ＝ 0.646，SE ＝ 0.08，D/W ＝ 1.26

＋b3×LOG(PNG)}

ELEF ：発電効率（％）(21)

ESHAREi ：第ｉ源の発電シェア（％）

この式によれば，一人あたり所得の上昇と発電効

PCL：固体燃料価格（一次ベース，ドル／バレル）率改善との関係は以下のようになる．絶対値自体はPOL：石油価格（〃），PNG ：天然ガス価格（〃）統計のとり方によってかなり異なるようであるが，ここではＩＥＡ統計によっているためこのような値となっている．
一人あたり所得公害問題や利便性などから，経済発展と共に石炭火力の比重は低下する．

発電効率

1.0（千ﾄ ﾞ ﾙ／人）

31.5 ％

5.0

35.4

20.0

ａ．石炭火力39.1

ELCLRTO ＝43.3 −9.103 ×LOG(PCY)＋47.7 ×DUMCL(4.6)(−2.0)

(22)

(3.4)

R2 ＝0.472, SE ＝21.95, D/W ＝2.55
ELCLRTO ：石炭火力比率（％）（11）発電源構成
発電源としては固体，石油，天然ガスなどの化石燃料ならびに水力，原子力，再生可能エネルギーがある．ここでは後者の３つについては外生としてある．これは経済変数と言うよりも，技術的，政治的，

DUMCL ：アメリカ，中国，欧州ＯＥＣＤ，オセアニア，
旧ソ連東欧，インド等＝１
この式によれば，一人あたり所得の上昇と石炭火力比率との関係は以下のようになる．
一人あたり所得

石炭火力比率

社会的，自然的条件のもとで決められると考えたか

1.0（千ドル／人）

43.3 ％

らである．

5.0

28.6

20.0

16.0

石炭，石油，天然ガス火力のシェアに関しては，

87

量合計は約 58 億トン（炭素換算），日本が 2.8 億ト

ｂ．天然ガス火力
天然ガス火力は石炭火力と逆の関係にある．
ELNGRTO ＝10.33 ＋1.92 ×LOG(PCY)＋27.8 ×DUMNG(3.2) (1.3)(23)

ンとなる．1990 年の世界排出量の試算値がEDMONDS-REILLY モデルで 58 億トン，GLOBAL
2100(MANNE & RICHELS)で 60 億トンだから，こ(5.3)

こでの想定は他のモデルによるものとほぼ整合的で

R2 ＝ 0.717, SE ＝7.86, D/W ＝2.62あると考えられる（日本エネルギー経済研究所

ECLRTO ：天然ガス火力比率（％）[21]）．

DUMNG ：中南米，中東，旧ソ連東欧＝１＜炭酸ガスの排出と温暖化効果＞
この式によれば，一人あたり所得の上昇とここでは Mintzer[22]の式を用いることにする．

発電効率改善との関係は以下のようになる．

ここで排出量と濃度との関係は，おなじく Mintzer

一人あたり所得より以下の式を用いる．初期値は 300PPMV 程度に

天然ガス火力比率

1.0（千ドル／人）

10.3 ％

5.0

13.4

20.0

16.1

とればよいだろう．
濃度 CO2D(t)＝0.58 ×0.471 ×CO2(t,GT)＋CO2D(t −1)(24)温度上昇 TEMP ＝−0.677+3.019 ×LOG(CO2D/CO2D(t −1))(25)②相対価格の変化による部分
既存の推定結果を参考にして，下記のように想定した．ここでも交差弾力性の対称性を仮定している．
石炭

中国「核工業総公司」の諮問機関である「科学技
石炭

石油

天然ガス

術委員会」は，1994 年 5 月，シドニーで開催された

− 0.3

0.2

0.1

「環太平洋原子力会議」で，2050 年までに，現在の

− 0.2

0.5

日本の約９倍にあたる 3.0 〜 3.5 億 kw の原子力発電− 0.5所を建設する計画を発表した．本章では，このよう

石油
天然ガス

表１−６

シミュレーション結果とその評価

2.

発電部門の価格弾力性の想定な中国の大規模な原子力発電所の建設が，中国の炭酸ガス排出量をどの程度抑制するかを，原子力発電
規模に２つのケースを設けてシミュレートしたもの（12）最終需要と一次需要との関係
固体，石油，天然ガスの最終需要に関しては，上のような想定のもとで一次転換される．電力に関しである．またこのシミュレーションでは，経済発展についても２つのケースを設けて，エネルギー需要
量，炭酸ガス排出量などへの影響を推定している．

ては発電源が上のような形で決まってくる．以上を2.1合計した値が一次需要となる．

ケース設定−中国を中心とした３つのケース−（13）炭酸ガス排出量の算出
炭酸ガス排出量は炭素トン換算で求めることにした．以下の換算率を使用している．

シミュレーションのためのケースは，まず温暖化防止等のための特段のエネルギー対策や環境対策な

TC/TOE

TC/BBLどを仮定しない，いわゆる Business as Usual ケース

石炭

0.996

0.130

（ＢＡＵケース）を想定する．

石油

0.804

0.105

次に，経済，人口，資源，エネルギー，環境等，

天然ガス

0.574

0.075

あらゆる面で今後の世界の動向の大きな鍵を握るで従ってセメント工業からの排出量を無視し，他方あろう中国に着目したケースとして，中国の経済成で石油化学のフィードストック分が算入されている

長率が高まったケースと，中国における原子力の導ことになるが，世界全体での計算であるためこのよ入が拡大したケースを想定し，ＢＡＵケースとの比

うな単純化を行った．この場合世界の 89 年の排出較で，エネルギー需給，環境問題（炭酸ガス排出量）

88

に対してどのようなインパクトがあるのかを分析す

17,000 万 kW，2050 年で 30,000 〜 35,000 万 kW とかることとする．

なり大規模の建設を見込んでいる．これに対して，色々な見方がある．例えば，日本エネルギー経済研

成長標準
高成長

①ＢＡＵケース（基準ケース）

究所生田豊朗理事長は，「2050 年に３億キロワット②原子力拡大ケースというのは大変なスケール．実現すれば世界最大規③高成長（原子力拡大）ケース

模だが，簡単にはできないだろう．万一事故が起きれば，世界全体の原子力開発の全面見直しという問（１）中国の経済成長率

題にもなるので，安全性について徹底的に検証する

1990 〜 2050 年

2050 〜 2100 年必要がある」と述べており，技術評論家の桜井淳氏

成長標準

6.4 ％

3.5 ％

は，「中国の原子力開発は（中国核工業総公司の見

高成長

7.2 ％

4.3 ％

込みより）更に急速に進むのではないか．問題は安基準ケースは，2030 年〜 2050 年にかけて中国の全管理で，秦山原発など自前で建設した施設は，製

経済成長率はピークとなり，その後 2100 年までは
比較的穏やかな成長率に落ちついていくとし，2050 年まで年率 6.4 ％，2100 年まで年率 3.5 ％と想定している．拡大ケースの基本にはこのパターンで推移するが，年平均成長率は基準ケースに対して
0.8 ポイント程度拡大するとしたケースである．この結果ＧＮＰの規模では，基準ケースに比べ 2050

1994 年 2000 年 2010 年 2020 年 2030 年 2050 年
中国電力工業部

210

300

中国能源研究所

210

210

1,500

核工業総公司（CNNC） 210

350

2000-2500 6400-8400

ケース１

350

2,000

6,400 13,500 30,000

ケース２

350

2,500

8,400 17,000 35,000

210

1500-2000 3500-6000

年時点で約 1.6 倍，2100 年時点で約 2.35 倍となる．
（２）中国の原子力（発電容量）

210

水利電力研究所

2030 年2050 年

2100 年

基準

1,100 万 kW

1,600 万 kW

3,200 万kW

低ケース

210

1,500

3,500

拡大

1 億 6,000 万 kW

3 億 2,000 万 kW

3 億 7,000 万kW

中ケース

210

2,000

4,500

高ケース

210

2,000

6,000

220

1070-1500

基準ケース

220

1,070

楽観ケース

220

1,500

（稼働率は 75 ％と仮定）
基準ケースの原子力発電はかなり控えめの想定である．これに対して，拡大ケースは 2050 年には，
ほぼ現在の世界全体の原子力発電設備量に匹敵する
３億２千万 kW，更に 2100 年までに５千万 kW の拡

210

IEA94

（単位：万 kWH）

大を想定している．
なお，参考までに，中国の主要機関の原子力の見通し一覧を表２−１に示す（計量分析センター李主任 研 究 員 調 べ ）． 拡 大 ケ ー ス は 表 の 核 工 業 公 司（CNCC）の見通しを参考に設定したものである．
表２−１によると，2010 年については，1,070 〜

資料：・中国能源研究所長周鳳起『日中能源交流会』NO.1,
1993．
・ ZHAO REN-KAI )Vice President, Commission of
Science and Technology, CNNS. 『1994 Pacific Basin
Nuclear Conference』．
・『World Energy Outlook 1994』（IEA）．

2,570 万 kW とかなりの幅をもっているが，1,070 〜・中国電力工業部史大禎部長（電力省長官）1994 ／

1,500 万 kW と見るＩＥＡ，中国能源研究所の見方

12 ／ 23 講（『原子力産業新聞』1995 ／ 1 ／ 12）．

が低すぎで，2,000 〜 2,500 万 kW と見る中国核工業

注：電力工業部の 2000 年の容量計画 300 万 kW の中に．

総公司の見方が妥当ではないかと考える．
2010 年以後については，中国核工業総公司は2020 年で 6,400 〜 8,400 万 kW，2030 年で 13,500 〜

新エネも含まれる．

表２−１

機関別原子力設備容量見通しに関する
比較

89

表２− 2

シミュレーション結果の要約

表２− 2（1990 年

シミュレーション結果の要約

造工程などで問題が見られ，我が国としては人やソ
フト面，運転・品質管理の面などでより技術協力していくことが急務だろう」と述べている（『 読売新実績）（2050 年）

分析センター李主任研究員まとめに基づく）．

2.2

シミュレーション結果

聞』(1994 ／ 5 ／ 27)）．また，中国国内からは，誘表２−２は，電源構成，エネルギー需要，経済，導型の見通しだという批判的な見方がある（以上，人口，炭酸ガス排出量等の主要指標について，

90

表２− 2

シミュレーション結果の要約（2100 年）

1990 年実績および 2050 年，2100 年のシミュレーシ

人口 （単位：億人）
1990 年2050 年

2100 年

高成長

世界

50.8

102.5

114.3

110.9

日本

1.24

1.20

0.98

中国

11.3

19.3

19.5

18.8%

17.0%

ョン結果を要約したものである．
以下，主要項目につてシミュレーション結果をみていくことにする．
（１）人口（中国の比率）22.3%

16.1

世界の人口は 1990 年の 51 億人から，2010 年には60 億人，2050 年には 102 億人，2100 年には 114 億と，一人当たり所得の上昇により人口増加率は低下人に達する．つまり，1990 年に比べて約２倍強にし，基準ケースに比べ３億４千万人ほど減少するこなる．増加のペースをみると，21 世紀前半まではとになる．

毎年約１億人ずつ人口が増えていくが，2050 年以降は極めて穏やかな増加となる．つまり人口爆発は（２）ＧＮＰ

起きないと想定しているわけである．これは，発展

世界の経済成長率は実績で 2.9 ％（1975 〜 90 年）

段階と人口との関連で説明される．つまり，21 世であったが，今後は（基準ケース）2030 年頃まで

紀後半には中国経済も成熟化の段階に入り，これに2.5 ％，2030 年から 50 年は２％台の後半，そしてそ伴い人口の伸びが安定化するという結果になっていの後は２％前半台へと戻る．2030 年から 50 年に掛る．

けて成長率が高まるのは中国とインドという２大国

仮に，中国がこのような人口増加で留まるならば，が成長の加速期に達しているためである．また今後，人口問題で注目すべき地域はアフリカとイン2010 年頃までは NIES ／ ASEANN の成長率が高い

ドであろう（2100 年には両地域で世界人口の 47 ％ことが特徴的である．この結果ＧＤＰの規模はを占める）．

1990 年の 20 兆ドル（87 年価格）から 2100 年には高成長ケースでは中国の人口は 2100 年で 16 億人

308 兆ドルと 1990 年の約 15 倍に達する．

91

表２− 3

人口の推移

1990 − 2050 年 2050 −2100 年 （単位：億人）
世界

2.6%

2.4%

日本

1.8%

0.5%

中国（基準）

6.4%

3.5%（高成長） 7.2%

4.3%

1990 年2050 年

2100 年

0.3

7.6

42.1

0.3

12.6

120.0

日本

23.0

68.2

98.1

アメリカ

19.5

35.7

46.2

中国（基準）（高成長）

1990 年2050 年

2100 年NIES ／ ASEAN

1.7

21.4

103.5

1.8%

15.3%

26.7%

世界

0.7

9.3

26.9

22.8%

46.1%

(10.2)(37.8)

中国の比率：基準：高成長

一人あたり所得（千ドル／人）

中国についてみると（基準ケース），2050 年頃ま（中国の高成長によって世界平均も増加）

での長期間にわたって年率６％強の経済成長が続これをみると，人口の安定化も相まって中国の一き，その後，３％台から２％台へと成長率が減速し人あたり所得は 2050 年以降急速に先進諸国に近づていくことになる．水準でみると 2030 年頃は日米いていく（基準ケース）．また，高成長ケースではの１／２〜１／３程度であるが，2050 年には日米

中国は日本や NIES ／ ASEAN をも若干上回り，世を越えるＧＮＰ規模となる．世界に対するシェアー

界で最も裕福な国の一つとなる．これは，やや伸びは，1990 年の 1.8 ％から，基準ケースでは 2050 年

すぎかもしれないが，いずれにしても，中国のようには 15 ％，2100 年には 24 ％に，高成長ケースではな人口大国が世界のトップに並ぶ所得水準に達した

同 23 ％，46 ％に達する．

ケースと解釈してエネルギー等への影響をみることは興味深い．

（３）一人あたり所得
一人あたり所得（ＧＤＰ）は，前章のモデル構造で（４）最終エネルギー需要

述べたように発展段階を示す重要なパラメータでもあ基準ケースの世界の最終エネルギー需要は 1990

る．主要国（地域）の推移を示すと以下のようになる．

年の 56 億トン（石油換算）から 2050 年は 136 億ト

92

図２− 1

GDP の推移

一人あたり所得の推移（BAU ヶ単位：千ドル／人）

表２− 5

一人あたり所得の推移

ン，2100 年には 183 億トンと，90 年の約 3.3 倍とな

最終エネルギー需要（石油換算億トン）
1990 年る．
中国は，基準ケースで 2050 年 36 億トン，2100 年には 49 億トンとなり，世界全体に占めるシェアは2050 年

2100 年

基準 高成長 基準 高成長
中国

5.0

35.8

60.8

48.8

65.4

26 〜 27 ％に達する．高成長ケースでは，更に 25 億

日本

3.0

2.6

1.9

トン程度の増加となり，世界全体の１／３程度を中

アメリカ

12.4

12.4

9.9

国が占めることになる．つまり，ここでも主役の交

世界

55.6

136.1 161.0 182.7 199.3

代が行われ，アメリカや日本のような先進国のシェ

中国の比率

9.0%

26.3% 37.7% 26.7% 32.8%（注）原子力拡大ケースの最終エネルギー需要は基準ケースと同じ．

93

表２− 6

最終エネルギー需要（地域別，MTOE）

図２− 2

最終エネルギー需要（地域別）

94

表２− 7

最終エネルギー需要（エネルギー源別，MTOE）

図２− 3

最終エネルギー需要（エネルギー源別，MTOE）

アは急減し，中国やその他の途上国のシェアが上昇

最終エネルギー消費の所得（対ＧＮＰ）弾性値（世界計，基準ケース）
1975 〜 1990 〜 2010 〜 2030 〜 2050 〜 2070 〜

することになる．

1990 年 2010 年 2030 年 2050 年 2070 年 2100 年＜所得弾力性の変化＞
最終エネルギー需要の所得弾力性（対ＧＮＰ弾性値）は右記のように示される（基準ケース）．
世界全体では実績が 0.66（1975 〜 1990 年）であ

ＧＮＰ

2.9%

2.6%

2.4%

2.8%

2.7%

2.1%

最終エネルギー

1.9%

1.7%

1.6%

1.3%

0.9%

0.4%

対ＧＮＰ弾性値

0.66

0.65

0.65

0.46

0.33

0.19

るのに対し，弾力性は 2010 年以降徐々に低下し，2050 年から 2100 年にかけては 0.2 〜 0.3 程度で推移するという形をとっている．21 世紀前半は，旧ソ
連東欧，中国，その他の途上国の動きなどが影響し，比較的高い弾性値となっている．

＜エネルギー源別構成の変化＞
最終需要におけるエネルギー源別シェア推移は以下の通りである（ P 位：％）．

95

②液体燃料・ガス
1990 年

2030 年2050 年

2100 年

液体，ガスなど流体燃料（当初は石油，天然ガ

固体燃料

19 ％

25 ％

24 ％

18 ％

ス，それらの枯渇後は石炭液化，ガス化）の比

石油（液体）

47

43

43

42

率は 1990 年の 23 ％から 2100 年には 46 ％へと

ガス

19

16

17

19

上昇する．世界的に流体化，ガス化が進行する．

電気

15

16

17

21

③原子力
原子力は 1990 年の 513MTOE（投入ベース）か

エネルギー源の構成については次のようなことがら 2100 年には 927MTOE と１.８倍の規模に置読み取れる．

いており，これは核拡散等の問題から途上国で・経済発展に伴って電力化の傾向が続く．

余り展開されないという想定である．電力需要・流体化の傾向は，後半になって顕著になる．

全体の拡大規模に比べかなり小さい設定であ2030 年に固体燃料の比重が上がるのは前項でみたる．

エネルギー需要の急拡大現象（2030 年頃）による

このため，原子力の比重は 1990 年の 19 ％からものである．つまり世界全体において，固体燃料比2100 年には 8 ％へと低下する．

率の高い国の需要が他の国にくらべて高い伸びを示④水力

すからだ．しかしそうした国においても個別にみれ2100 年の規模は 1990 年の 1.5 倍としているが，ば，流体化は進んでいるのである．

電源構成でみると 1990 年の 20 ％から 2100 年に

中国においても同様の傾向にあるが，豊富な石炭資源を背景に，固体燃料の比率が依然として大きいは 7 ％へと低下する．
⑤再生可能エネルギー
再生可能エネルギーの 2100 年における比重はのが特徴である．

19 ％と大きな位置を占める．
発電用の再生可能エネルギーの中身はソーラー

中国の最終需要構成（基準ケース）
1990 年

2030 年

2100 年

等（風力を含む）とバイオマスである．ソーラ

固体燃料

71.7 ％

65.8 ％

43.3 ％

ーは 2010 年頃から急速に入り始め 2100 年には

天然ガス

1.6

4.0

9.4

（NIES ／ ASEAN を除いて）地域別でほぼ均衡

石油

17.7

23.4

30.1

するシェアとなる．途上国にとっては貴重な電

電気

9.0

12.7

17.1

力源である．バイオマス発電の貢献は特にアフリカ，中南米などのその他途上国で大きい．

（５）発電電力量と電源構成
途上国を中心としたエネルギー需要の増大と電力＜中国に関するケーススタディー結果＞
各ケースの中国の電力需要（発電量）は次のとお化の進展に伴って，世界の発電電力量は（基準ケー

発電量（Twh）

ス ）， 1 9 9 0 年 の 1 0 , 8 6 0 T W h か ら 2 0 5 0 年 に は31,419TWh と 2.9 倍，2100 年には 51,512TWh と，
約 4.7 倍の規模に達する．
電源構成の推移は表２−８に示すとおりである

1990年

2050年

（年平均伸び率）
2100年 2050／1990 2100／2050

593(5.5%) 6,360(20%) 11,663(23%)

4.0%

1.2%

高成長ケース 593(5.5%) 11,151(31%) 21,000(35%)

5.0%

1.3%

基準ケース

（注）( )内は世界に占める比率．

が，これから次のような特徴があげられよう．
りである．
（基準ケース）

中国の経済発展に伴って，電力需要も堅調に拡大①固体燃料

していく．電力需要の対ＧＮＰ弾性値（基準ケース）

固体燃料の比率は 1990 年の 38 ％から 2100 年には 2050 年まで 0.63，2100 年までは 0.35 となっておは 20 ％へと低下する．

り，決して高い弾性値ではないが，それでも基準ケ961990 年
原子力

2050 年

18.7 ％

2100 年

BAU

原子力拡大

高成長

BAU

原子力

高成長

10.6 ％

17.3 ％

15.2 ％

7.9 ％

12.7 ％

11.0 ％

水力

19.8

9.9

9.9

8.7

6.9

6.8

5.9

液体燃料

10.4

19.0

17.4

19.0

26.5

24.8

27.4

ガス

13.0

15.7

15.0

14.7

19.6

18.8

18.6

固体燃料

38.0

25.3

21.1

25.6

20.3

18.2

20.7

その他

0

19.4

19.3

16.9

18.9

18.8

16.3

発電量（Twh）

2,739

31,41931,41936,20951,51251,512

60,849表２−８電源構成の推移（世界）1990 年
原子力

0.0 ％

2050 年

2100 年

BAU

原子力拡大

高成長

BAU

原子力

高成長

1.8 ％

34.6 ％

20.5 ％

2.2 ％

24.5 ％

14.4 ％

水力

18.0

3.5

3.5

2.1

2.8

2.7

1.6

液体燃料

7.2

19.4

11.7

19.3

30.4

22.4

31.8

ガス

0.6

8.6

5.2

8.1

12.7

9.3

12.8

固体燃料

74.3

53.9

32.6

42.6

39.1

28.8

32.2

その他

0

12.8

12.5

7.4

12.8

12.3

7.2

発電量（Twh）

593

6,360

6,360

11,151

11,663

11,66321,000表２−８電源構成の推移（中国）ースの需要規模は 2050 年で現在の 11 倍，2100 年では約 20 倍に達する．更に，高成長ケースはＧＮＰ
成長率が年率 0.8 ポイント程度高まったケースであ2050 年を中心にみていくと，原子力の発電構成
および世界の原子力発電に占める中国の比率はるが，電力需要は 2050 年，2100 年時点で基準ケースの約２倍，世界の電力需要の約１／３は中国が占（2050 年）

基準ケース

原子力拡大

高成長

めることになる．これをみても，中国の経済発展の

発電構成比

1.8 ％

34.6 ％

20.5 ％

影響力の大きさがわかる．

世界に占める比率

3.3 ％40.9 ％

40.9 ％

一方，電力需要を賄う電源に関して，前述のように中国の原子力発電を次のように想定している（高と，原子力拡大ケースでは電源の約１／３を賄うことになり，この規模は世界総原子力発電設備の成長ケースは原子力拡大を想定）．

40 ％に相当する．高成長ケースでは電力需要が増
2030 年2050 年

2100 年

大するため原子力を拡大しても，20 ％程度の構成

基準

1,100 万 kW

1,600 万 kW

3,200 万kW比にとどまる．仮に，高成長ケースでも電源の１／３

拡大

1 億 6,000 万 kW

3 億 2,000 万 kW

3 億 7,000 万kW程度を原子力で賄うとすると，更に２億１千万 kw（稼働率は 75 ％と仮定）

ほどの追加， 総容量５億４千万 kW が必要となる．

97

表２− 9

表２− 10

一次エネルギー供給（地域別，MTOE）

一次エネルギー供給（エネルギー源別，MTOE）

中国は現状では石炭火力が 75 ％を占めており，将来，電源の分散・多様化が予想されるものの，依然（６）一次エネルギー供給

として電源のかなりを石炭に依存することになる最終需要を賄うための一次エネルギー供給の推移（2050 年基準ケース 54 ％，原子力拡大 33 ％，高成を地域別およびエネルギー源別にみたのが表２−

長 43 ％）．発電における脱化石燃料化を原子力を主

９，表２− 10 である．

体に進めるには，現在の世界の総原子力設備量と同＜一次エネルギー供給量と所得弾力性の変化＞

程度，あるいはそれ以上の導入が必要であるということになる．

一次エネルギー供給量（基準ケース）は世界全体
で 2100 年には 1990 年の 3.7 倍の 280 億トン（石油換算）となる．最終需要よりその伸びが大きいのは，

98（BAU ケース）（原子力拡大ケース）（高成長ケース）
図２− 4

一次エネルギー供給構成の推移（世界）99

電力化などによりエネルギーの転換率が増えるため

以下のように想定している（かっこ内の数字はである．

資源量の 10 ％並びに 90 ％利用時のエネルギー

所得弾力性の変化は下記に示すとおりである．世界全体では実績が 0.70（1975 〜 1990 年）であったのに対し，弾力性は 2030 年まで同程度の高い値を示し，以降，徐々に低下し 2050 年以降は 0.2 〜 0.3程度となる．この場合にも最終需要のときと同じく，

価格：ドル／バレル）．
④ソーラーからの水素(0.1 ＝ 50，0.9 ＝ 100)：液体，ガス半々⑤バイオからの水素(0.1 ＝ 50，0.9 ＝ 100)：液体，
ガス半々

途上国の発展途上におけるエネルギー需要の急増が⑥メタノール(0.1 ＝ 40，0.9 ＝ 100)：液体用

一次エネルギー供給の所得（対ＧＮＰ）弾性値⑦バイオガス(0.1 ＝ 15，0.9 ＝ 50)：ガス用

1975 〜 1990 〜 2010 〜 2030 〜 2050 〜 2070 〜
1990 年 2010 年 2030 年 2050 年 2070 年 2100 年
ＧＮＰ

2.9%

2.6%

2.4%

2.8%

2.7%

2.1%

一次エネルギー

2.0%

1.8%

1.7%

1.4%

1.0%

0.5%

対ＧＮＰ弾性値

0.69

0.69

0.70

0.50

0.37

0.24

なお，エネルギー源別，地域別の一次エネルギー構造を概観すると以下のとおりである．
①固体供給： 2100 年には 1990 年の約 2.8 倍とな
る．地域別にみると 1990 年には旧ソ連東欧
23 ％，アメリカ 23 ％，中国 22 ％であったのが，影響している．
一次需要におけるエネルギー源の構成は以下のと1990 年

2030 年2050 年

2100 年

2100 年には中国 51 ％，アフリカ 19 ％，インド
等 10 ％などとなる．

固体燃料 *

31 ％

31 ％

59 ％

77 ％

②石炭液化：石油枯渇に伴い，2050 年から急速

石油

42

31

0

0

に入り始める．2100 年では中国とその他途上

天然ガス

23

18

18

0

国における消費が大きい．

原子力

2

2

1

1

③石炭ガス化：天然ガス枯渇に伴い，2070 年か

水力

2

2

1

1

ら導入される．その他途上国と旧ソ連東欧での再生可能エネ 0

17

20

21

需要が大きい．

(注)固体燃料は固体需要，石炭液化，ガス化の合計④石油： 2030 年で枯渇する．以降その消費量はゼロとなる．これは価格上昇に伴う資源量増
おりとなる（単位：％）．
一次エネルギー供給の構成については次のようなことが言える．

大を含めてもこうなる．
⑤天然ガス：石油よりやや遅れて枯渇することになる．つまり BAU ケースの需要拡大が続く限
り，温暖化問題以前に化石燃料の枯渇という資①固体燃料の比重が途中低下しないのは，最終需源問題が発生することになる．

要の項でみたことと同じ理由による．つまり固⑥再生可能エネルギー：再生可能エネルギーはエ体燃料比率の高い地域の需要急拡大のためであ

ネルギー価格の上昇に伴い 2010 年以降急速にる．

導入される．個別にみると以下のようになる．

②液体需要の比重は余り変わらないが，それは・水素（ソーラーによる）： 2030 年以降導入

2030 年までは石油で，それ以降は石炭液化とされる．

再生可能エネルギーによって賄われる．つまりその他途上国と日米欧の比率が高い．

石油の時代は 21 世紀前半で終わりを告げるのである．
③天然ガスは 2050 年で枯渇し，石炭ガス化と再生可能エネルギーによって代替される．ちなみに再生可能エネルギーによる化石燃料の代替は・水素（バイオによる）：ソーラーからの水素とほぼ同じ動きである．
・メタノール； 2010 年から入ってくる．特にその他途上国での普及が大きい．
・バイオガス； 2000 年から導入される．イン100

表２− 11

炭酸ガス排出量（炭素換算百万トン）

図２−５

中国の炭酸ガス排出量

101

1975

1990

2000

2010

2030

2050

2070

2100

炭酸ガス排出量

4,463

5,848

7,219

8,055

9,957

13,881

18,68921,813

炭酸ガス濃度

325

346

363

384

433

497

584

749

温度上昇

0.0

0.0

0.0

0.0

0.1

0.6

1.0

1.8

年

75 ／ 90

90 ／ 00

00 ／ 1010 ／ 3030 ／ 50

50 ／ 70

70 ／ 00

炭酸ガス排出量

1.8

2.1

1.1

1.1

1.7

1.5

0.5

炭酸ガス濃度

0.4

0.5

0.6

0.6

0.7

0.8

0.8

温度上昇

−

−

−

−

9.4

2.6

2.0

年

単位：炭素換算百万トン，PPMV，度

表２− 12

炭酸ガス濃度，気温上昇れることになる．

ド等とその他途上国で普及する．

原子力拡大によって，4.7 億トン程度の化石燃料＜中国に関するケーススタディー結果＞
1990 年2050 年

2100 年

消費が削減される．しかし，脱化石燃料化という観

9％

25 ％

25 ％

点からみると，原子力の拡大だけではなかなか難し

9

36

33

そうである．高成長ケースでは（このケースでは原

日 本

5

2

1

子力は拡大を想定），基準ケースに対して 26 〜 30

アメリカ

24

9

5

億トンほど化石燃料消費が増大する．この量は原子

中 国（基準）（高成長）（注）原子力拡大ケースの一次エネルギーは基準力発電に換算すると 20 億 kW に相当することにな

ケースとほぼ同じ．

る．言い換えれば，中国の長期的な経済発展のスピードがほんの少し高まると，原子力の拡大だけでは基本的には最終需要で同様に，2050 年以降，中化石燃料の削減はほとんど不可能であるといえる．

国の一次エネルギーは基準ケースで世界の約１／４

やはり，経済発展と化石燃料消費の抑制を両立しを占め，更に成長が加速すると１／３を占めることていく本質的な解決には，ＧＮＰ当たりのエネルギになる．

ー消費をいかに下げていくか，つまり省エネをいか次に中国における各ケースの化石燃料消費は下記に達成していくかということしかなかろう．かなりの省エネルギーが達成されるという状況中でこそ初のとおりである．

めて，原子力の導入や新エネルギーの開発が大きな
中国の化石燃料消費（石油換算百万トン）
1990 年2050 年効果をもつことになろう．

2100 年

基準ケース 643(7.2%) 4,675(29.7%) 6,560(30.0%)（７）炭酸ガス排出量

原子力拡大

4,200(28.0%) 6,093(28.4%)

世界の炭酸ガス排出量（炭素換算）の推移を示し

高成長

7,721(41.7%) 9,116(37.3%)

たのが表２− 11，中国の排出量を示したのが図（注）( )内は中国の世界に占める比率

２−５である．つまり，何もしなければ（ＢＡＵケース），2100 年の炭酸ガス排出量は 1990 年レベル

中国は豊富な石炭資源等を背景に，21 世紀後半

（5.8 億トン）の約 3.7 倍の 218 億トンに達する．現においても化石燃料のシェアが高く，世界の化石燃

在はアメリカなどの先進国がその主要な排出源であ料消費のかなりが中国（30 〜 40 ％程度）で消費さるが，2100 年には中国（65 億トン，26 ％）やアフ102

世界の動向（基準ケース）

中国の構成比1990 年

2100 年

倍率

1990 年

基準

原発拡大

高成長

人口（億人）

51

114

2.2 倍

22.3%

17.0%

17.0%

14.5%

ＧＮＰ（兆ドル）

20307

15.4 倍

1.8%

26.7%

26.7%

46.1%

鉄鋼生産（億トン）

7.7

39

5.1 倍

8.6%

32.5%

32.5%

30.2%

最終エネルギー（億トン）

56

183

3.9 倍

9.0%

26.7%

26.7%

32.8%

一次エネルギー（億トン）

77

281

3.6 倍

8.6%

25.0%

24.3%

31.6%

発電電力量（Pwh）

11

52

4.7 倍

6.1%

22.6%

22.6%

34.5%

炭酸ガス排出量（億トン） 58

213

3.7 倍

10.5%

30.0%

28.4%

37.3%

▲ 4.6

基準ケースに対する炭酸ガス増減量＋ 25.2

リカ（33 億トン，17％）がその位置にとって代わる．

たように，今後順調な経済発展を遂げ，21 世紀後

中国の炭酸ガスの排出量は次のとおりである．

半には現在の先進国並みあるいはそれを越える水準に達するとなると，世界経済への影響のみならず，

中国の炭酸ガス排出量（炭素換算百万トン）
1990 年2050 年

2100 年

資源制約，環境問題等々，地球規模での諸問題に対して多大なるインパクトを持つことになる．

基準ケース 612(10.5%) 4,524(32.6%) 6,533(30.0%)

先行して経済発展を遂げた現在の先進工業国が，原子力拡大

4,072(30.3%) 6,069(28.4%)

途上国の今後の経済発展にとやかく言う資格はなか

高成長

7,445(44.3%) 9,080(37.3%)

ろう．地球的規模の資源や環境は人類共通のもので（注）( )内は中国の世界に占める比率あるが，有限な地球資源，環境保全を保ちながら，所得格差の是正をはかることは極めて困難であるこ

基準ケースでの炭酸ガス排出量は 2050 年 45 億ト
ン，2100 年 65 億トンと，現在の世界全体の総排出とが，本基準ケース（ＢＡＵケース）でも示されている．

量に匹敵する量あるいはそれ以上の量が，中国１国

では，炭酸ガス排出量を現状程度に保つには，どで排出されるわけである．原子力の拡大によってのようなシナリオがあるのか．省エネルギー技術，

4.5 億トン程度の排出量が削減される．これは中国

非化石燃料（再生可能エネルギー，原子力等）技術にとっては７〜 10 ％程度の削減率，世界全体からの開発とその利用促進，更には国際的な技術協力がみると２〜３％の削減率に相当する．高成長ケース

極めて重要であることは言うまでもない．あるいは，では原子力拡大を進めても 25 〜 29 億トン程度の増

ある程度の経済的な犠牲も伴うかもしれないが，こ加が見込まれる．前述の化石燃料消費量の項で述べの場合，負担（所得分配）の問題がでてくる．

たと同様に，原子力だけでは大きな期待はできない．

本スタディーでは，まず温暖化防止等のための特省エネ，新エネルギー導入を含めた３点セットが達段のエネルギー対策・環境対策などを仮定しない，成されて初めて，原子力の脱炭素化の役割が評価さ

いわゆるＢＡＵケース（自然体ケース）を試算し，れよう．

定量的に問題の大きさを捉えることを試みたが，こ

2.3

まとめ

の場合，人口は現在の 2.2 倍程度，一方，エネルギ
ー消費量は 3.6 倍，炭酸ガス排出量は 3.7 倍の規模

以上みてきたシミュレーション結果を 1990 年とに達すると見込まれた．なかでも，将来の中国の経2100 年の比較，およびその中での中国の位置につ済発展をはじめとした動向が，資源問題，環境問題

いてまとめると次のようになる．

に対して大きな意味をもっていることが示されてい現在中国は世界の人口の 22 ％を占めているが，る．そこで，有望な対応策の１つのケースとして中2100 年には 17 ％とその構成比はやや低下する．し国において原子力発電を拡大（3.3 〜 3.5 億 kW）しかし，潜在的な超大国である中国が本ケースで示したケースを取り上げた．原子力拡大によって，4.6

103

億トン程度の炭酸ガスの排出量が削減されるが，全"World Population Projections 1992-93 edition",

体の排出規模の大きさと比べると，原子力の拡大だ

Published for the World Bank , The Johns

けでは化石燃料消費，炭酸ガス排出量の大幅な削減

Hopkins Universty Press

は難しいそうである．また，中国の長期的な経済発（９）R.A.Bulatao, E.Bos, P.W.Stepehns & My T. Vu,

展のスピードがほんの少し高まると（高成長ケー"Asian Region " Population Projections", 1889-ス），原子力の拡大だけでは化石燃料の削減はほと90 edition, Working Paper series 331, Nov.

んど不可能であるといえる．やはり，経済発展と化1989 Population and Human Resources

石燃料消費の抑制を両立していく本質的な解決にDepartment, The World Bank

は，ＧＮＰ当たりのエネルギー消費をいかに下げて（10）国連，「世界人口白書」1992 年 UNFPA, "THE

いくか，つまり省エネをいかに達成していくかとい

STATE OF WORLD POPULATION",1992

うことしかなかろう．かなりの省エネルギーが達成（11）P.Dasguputa & G.Heal, "The Optimal depletion of

されるという状況中でこそ初めて，原子力の導入やExhausitble Resources", R. E.Studies, May 1974

新エネルギーの開発が大きな効果をもつことになろう．

（12）T.Johansson,H.kelly,A.Reddy & R.Wiliams,

なお，この研究で利用した超長期世界エネルギー

Renewable Energy:sources for fuels and需給モデルは，世界のエネルギー需要と地球温暖化

electricity, Island Press, 1992

問題を分析するためのモデルとして世界的に知られ（13）日本経済新聞，93 年７月 14 日ているエドモンド・ライリーモデル，マン・リッチ（14）R.S.Pindyck, "The Structure of World Energyュルモデル，ＯＥＣＤ−ＧＲＥＥＮＥモデルなどのDemand " MIT Press, 1979

研究を踏まえて開発したものである．これらのモデ（15）槌屋治紀，「地球温暖化対策とシミュレーシ

ルの研究については昨年度の報告を参照されたい．

ョンモデルに関する調査」1990 年 3 月（16）室田泰弘，「エネルギーの経済学」，日本経済

参考文献

新聞社，1984 年（１）Ｗ.ロストウ，「経済成長の諸段階」，木村健康
他訳，ダイアモンド社，1964 年（２）エネルギー計量分析センター，「平成３年度石
油製品品質面需給対策調査」，1992 年 3 月（３）A.S.Manne & R.C.Richels,"Global CO2 Emission
Reductions:The Impacts of Rising Energy
Costs" Energy Journal, Vol.12，No.1（４）J.Edmonds & J.Reilly,"A Long-term global
energy-economic model of carbon dioxide
release from fossil fuel use" Energy Economics,
Apr. 1983

93 年３月（18）A.S.MANNE & R.RICHELS,"GLOBAL CO2
EMISSON REDUCTIONS - THE IMPACTS
OF RISING

ENERGY COSTS", ENERGYJOURNAL,Vol.12,No.1（19）OECD,"COSTS OF REDUCING CO2
EMISSIONS:EVIDENCE FROM SIXGLABAL MODELS" 1992（20）J.Sathaye & A.Kettof,"CO2 Emissions from
Major Developing countries" Energy Journal,（５）R.Bohi, "Analyzing Demand Behavior:A Studyof Elasticities" Johns Hopkins Press, 1981
（６）大山達雄（17）日本経済研究センター，「長期予測一次報告」，

中島清三， トランスログモデルにおける我が国の一次エネルギー消費分析 ，
企画庁経済研究所シリーズ

Vol.12,No.1（21）日本エネルギー経済研究所，「地球温暖化問
題とグローバル経済モデル」1991 年 9 月（22）M.Mintzer,"A Matter of Degrees:The Potential

No.40，1983 年

for controlling the Greenhouse Effect", World

中上英俊

伊藤浩吉， 家庭用エネ

Resource Institute, Research Paper No.5,1987

ルギー需要について

日本経済研究，1983 年（７）室田泰弘（８）E.Bos,My Vu, Ann Levin & R.A.Bulatao,