３．トータルなカーボンニュートラルの実現に向けた施策
早稲田大学創造理工学部建築科教授
田辺新一

３−１ カーボンニュートラルに必要とされる需要の高度化と最適化
３−１−１ エネルギー需要の予測
第 6 次エネルギー基本計画は、2020 年 10 月 26 日に菅前総理から表明された、2050 年カーボンニュートラル宣言の影響を大きく受けた。また、2021 年 4 月 22 日に 2030 年度の温室効果ガスを 2013 年度比 46％削減することを目指すという我が国の中長期目標が発出された。この目標の達成には様々な対策を野心的に行って行く必要がある。基本政策分科会では、エネルギーの供給面が多く議論されたが、その前提となる需要見通しや省エネルギー対策も非常に重要である。本報告では、需要の側面から第 6 次エネルギー基本計画を考察した。なお、本項は著者の私見に基づくものであるということをお断りしておきたい。
図１は、令和 3 年度経済財政白書に掲載されている、エネルギー起源 CO2 排出量、エネルギー消費量、実質GDP の 2005 年度からの経年変化である。2008 年度のリーマンショックの影響を受け、2008、2009 年度の実質GDP は大きく落ち込んでいる。同時にエネルギー消費量や CO2 排出量も落ち込んでいる。2010 年度にはリーマンショックの影響から立ち直っており、実質 GDP、エネルギー消費量、CO2 排出量は上昇に転じている。経済状況とエネルギー消費量、CO2 排出量は比例して推移している。ところが、2011 年 3 月に発生した東日本大震災によりこの状況は一変する。2011 年度以降も実質 GDP は漸増しているが、エネルギー消費量は 2010 年度以降低下している。エネルギーと実質 GDP のディカップリングはここから始まっている。また、東日本大震災で火力発電に頼る割合が高くなり 2013 年度までは CO2 排出量は増加しているが、これ以降は低下している。
2013 年から我が国の CO2 排出量と実質 GDP がディカップリングしている。その理由は省エネ要因、炭素集約度要因、実質 GDP 要因に分けられるが、エネルギー費の高騰が原因とする説や我が国の産業構造がリーマンシ
ョック、東日本大震災により変化しているのではないかなどの様々な説明がされるが、少なくとも我が国の社会構造が変化していることは間違いがないであろう。

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図 1 エネルギー起源 CO2 排出量、エネルギー消費量、実質 GDP の 2005 年度からの経年変化（出所）令和 3 年度経済財政白書から著者作成
図 2 は第 6 次エネルギー基本計画におけるエネルギー需要を示したものである。2013 年度は原油換算 363 百万 kL であるが、2015 年の第 5 次エネルギー基本計画では、2030 年度には 326 百万 kL になると予想していた（図右棒グラフ）。ここで注意して頂きたいのは、図の破線部分である。第 5 次エネルギー基本計画では 1.7％の経済成長をするという仮定で最終エネルギー消費量は 377 百万 kL になると予想され、そこから省エネルギーで50.3 百万（5,036 万）kL 程度削減されて 326 百万 kL になるという計算がされていた。すなわち、需要そのものは増加するが、そこから省エネを行うという予測がこれまでのエネルギー基本計画では行われてきた。エネルギ
ー需要予測は、経済のマクロフレームを利用して推計される。人口、労働力人口、世帯数などから経済水準を予測して、各種経済水準に活動量 1 単位当たりに必要なエネルギー需要を掛けて算出されるエネルギー消費原単位を予測して、省エネ対策前の最終エネルギー消費量を予測する。
第 6 次エネルギー基本計画における省エネ対策前の需要予測は、経済成長を 1.4%と仮定しているにもかかわらず、342 百万 kL と需要そのものが 2013 年度から 21 百万（2,100 万）kL 減少すると予測している。ここからさらに省エネルギーを 62 百万（6,240 万）kL 行い、2030 年度の最終エネルギー消費量を 280 百万 kL としている。リーマンショック、東日本大震災で生じたエネルギーと実質 GDP のディカップリングを反映した予測になっている。注意する必要があるのは、この経済のマクロフレームで我が国の産業や生活がどのようになるのか、あるいはどのようにしていくのかを産業構造の変化としてしっかり議論されていないことである。
図３は秋元らの資料を参考としてカーボンニュートラル実現の方法を示したものである。電力部分に関しては省エネルギーを行う、自動車などの電化を促進する、電力の脱炭素化を行うことで青部分の長方形の面積を小さくする。赤い非電力部分も同様である。しかしながら、この図の省エネという部分には、需要減少と省エネの両方が入っていることに注目すべきである。例えば、電力を多消費する工場が省エネ対策をすることと、工場そのものが海外移転することが同じ省エネという言葉で語られている。前述したように、カーボンニュートラル実現に関しては、我が国の産業構造がどのように変わっていくのか、変えなければならないのかを議論しておく必要がある。基本政策分科会でも指摘したが、様々な団体が提案するカーボンニュートラルへのロードマップでは、その前提となる 2030 年、2050 年の需要予測がかなり異なる。英国のように金融を中心としたサービス産業中心
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の国になるのか、ものづくりを維持して行くような国を考えるのかで需要予測が大きく異なることには注意をしておく必要がある。
図 2 エネルギー需要（出所）第 6 次エネルギー基本計画

図３ カーボンニュートラル実現へのイメージ（基本政策分科会資料から改訂）（出所）（公財）地球環境産業技術研究機構秋元氏資料から作成

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３−１−２ 省エネルギーの深掘り
図 4 に示したのは、2015〜2019 年度の最終エネルギー消費量実績値と 2030 年度予測値であるが、かなり大幅な省エネと需要減少がなければ到達は厳しいであろう。今回、深掘りされた 6,240 万 kL の省エネ量は、2013 年度に業務その他部門で消費されている 5,900 万 kL よりも大きな値である。また、家庭部門の 5300 万 kL よりもかなり大きい。すなわち、これらの部門のエネルギー消費をなくしてしまうことに相当する省エネ量である。さらに前述したように、需要減として省エネ量とは別に 2,100 万 kL が推定されている。
表 1 に第 5 次エネルギー基本計画の省エネ目標と今回の目標を部門別に示した。各業界の省エネ深掘りに向けたヒアリング等が行われ、省エネ対策の野心的な見直しを行い、2030 年度における省エネ量を 2015 年策定の第5 次エネルギー基本計画の 5,036 万 kL から 1,200 万 kL 程度深掘りを行い、6,240 万 kL 程度としている。

図 4 2015 年度以降の最終エネルギー消費量の実績値と 2030 年度予測値（出所）資源エネルギー庁

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表 1 第 5 次エネルギー基本計画の省エネ目標と今回の目標（数字は誤差を含む概算）
万 kL

2019 年度

2030 年度目標

2030 年度目標（実績）（第 5 次）（第 6 次）

増加分

産業部門

322

1,042

1,350308

業務その他部門

414

1,227

1,376149

家庭部門

357

1,160

1,20848

運輸部門

562

1,607

2,305

698

1,655

5,036

6,240

1,204合計

図 5 に産業、業務その他、家庭、運輸部門の省エネ対策を示す。運輸部門の自動車の燃費改善が項目としては最も大きい。また、業務その他部門、家庭部門は産業部門と同等の省エネの深掘りを求められていることが分かる。
図 5 第 6 次エネルギー基本計画における省エネ量（出所）資源エネルギー庁資料から著者作成
29著者の専門分野である住宅・建築分野の省エネ対策に関して述べると、大きな項目として建築分野では、建築物省エネ（新築）402.7 万 kL、建築物省エネ（改修）143.1 万 kL、業務用給湯器 51.5 万 kL、高効率照明 195.4万 kL、冷媒管理 0.6 万 kL、トップランナー機器 342 万 kL、BEMS（Building Energy Management System）+エネ管理 238.5 万 kL、国民運動 2.3 万 kL があげられている。また、家庭部門においては、住宅省エネ（新築）252.7 万 kL、住宅省エネ（改修）90.9 万 kL、高効率給湯器 264.9 万 kL、高効率照明 193.4 万 kL、トップランナ
ー機器 169.5 万 kL、浄化槽 3.8 万 kL、HEMS（Home Energy Management System）＋管理 216 万 kL、国民運動 17.2 万 kL があげられている。この内、建築物省エネ（新築）402.7 万 kL、建築物省エネ（改修）143.1 万 kL、住宅省エネ（新築）252.7 万 kL、住宅省エネ（改修）90.9 万 kL の合計 889 万 kL に関して、大きな議論が行われた。
国土交通省、経済産業省、環境省が連携して、「脱炭素社会に向けた住宅・建築物の省エネ対策等のあり方検討会」が、2021 年 4 月 19 日から計 6 回開催された。8 月 23 日にとりまとめが行われ、その検討結果は第 6 次
エネルギー基本計画にも収録されている。住宅・建築は産業の裾野が広いとともに、生活に直結するため国民負担を考えながら、省エネ施策を進めていく必要がある。
第 5 次エネルギー基本計画においては、非住宅建築物については、2020 年までに国を含めた新築公共建築物等で ZEB を実現することを目指すとともに、住宅については、2020 年までにハウスメーカー等が新築する注文戸建住宅の半数以上で ZEH を実現することを目指していた。しかしながら、特に住宅に関しては目標達成が難しい状況である。建築物省エネ法の強化が行われ、中規模以上の建築物・住宅について、新築時に省エネルギー基準を満たすよう、建築物には適合義務、住宅には届出義務を、小規模建築物・住宅については、建築主に対する省エネルギー基準適合状況についての説明義務を建築士に課すなど規制を強化しているが、さらに「脱炭素社会に向けた住宅・建築物の省エネ対策等のあり方検討会」における検討を踏まえて、建築物省エネ法における規制措置がさらに強化される予定である。具体的には、建築物省エネ法を改正し、省エネルギー基準適合義務の対象外である住宅及び小規模建築物の省エネルギー基準への適合を 2025 年度までに義務化するとともに、2030 年度以降新築される住宅・建築物について、ZEH・ZEB 基準の水準の省エネルギー性能を目指す。公共建築物における率先した取組を図るとして、以下のようにされており、今後の我々のくらしに与える影響も大きい。
■2050 年に目指すべき住宅・建築物の姿として（省エネ）ストック平均で ZEB・ZEH 基準の水準の省エネ性能が確保される。
（再エネ）導入が合理的な住宅・建築物における太陽光発電設備等の再生可能エネルギー導入が一般的になる。
■2030 年に目指すべき住宅・建築物の姿として（省エネ）新築される住宅・建築物については ZEH・ZEB 基準の水準の省エネ性能が確保される。
（再エネ）新築戸建住宅の 6 割において太陽光発電設備が導入される。

３−１−３

需要の高度化と最適化

ここまで、将来需要と省エネルギーの深掘りに関して述べてきた。省エネ法は、正式名称を「エネルギー使用の合理化等に関する法律」という。石油危機を契機として 1979 年に制定された法律であり、「内外におけるエネルギーをめぐる経済的社会的環境に応じた燃料資源の有効な利用の確保に資するため、工場等、輸送、建築物及び機械器具等についてエネルギー使用の合理化に関する所要の措置、電気の需要の平準化に関する所要の措置、その他エネルギーの使用の合理化等を総合的に進めるために必要な措置を講ずることとし、もって国民経済の健30

全な発展に寄与すること」を目的としている。省エネ法におけるエネルギーとは、燃料、熱、電気を対象としており、廃棄物などからの回収エネルギーや風力、太陽光などの非化石エネルギーは対象としていない。それは、石油危機が契機となってこの法律が出来たことからも容易に理解できるであろう。建築物に関しては、2015 年に「建築物のエネルギー消費性能の向上に関する法律」が公布され、建築物省エネ法として独立している。
第 6 次エネルギー基本計画で示された電源構成では、59%は非化石エネルギーとなっている。そのため、従来の化石エネルギーだけを対象とした省エネ措置では不足する可能性がある。特に我が国では平地面積当たりの太陽光発電設置容量はすでに世界一でドイツの倍以上ある。再生可能エネルギーであるからといって無駄に使うことは許されない。今後は、全てのエネルギーの合理化が行われるべきであろう。また、カーボンニュートラル実
現に向けては、需要側で非化石エネルギーの導入拡大を行ってもらう必要がある。基本政策分科会の傘下にある省エネルギー小委員会において、需要側の「省エネ」と「非化石エネルギー拡大」のイメージが図 6 のように示されている。非化石エネルギーである、太陽光、水力、原子力、水素、メタネーション、合成燃料、バイオマスなどの定義を明確に定めて行く必要もある。

図 6 需要側の「省エネ」と「非化石エネルギー拡大」のイメージ（出所）資源エネルギー庁

また、太陽光、風力などの変動型再生可能エネルギー割合が増大してくると需要側の柔軟性が必要になる。エネルギー消費を削減してもあるところで限界に達する。カーボンニュートラルを達成しようとすると最後は再生可能エネルギーを導入するしかない。しかしながら、太陽光発電は太陽が照っていなければ発電しないし、風がなければ風力発電も成り立たない。すなわち、これまでの安定的なエネルギーの利用とは大きな違いがある。周波数や電圧が変化しないように揚水発電、火力発電、蓄電池、蓄熱などで調整をする必要がある。建物そのものにもそのような機能を備えることが必要になっている。
建物は今後グリッドと統合されていく「グリッド−インテグレイテッド・ビルディング」という概念が米国で提案されている。米国エネルギー省（DOE: Department of Energy）では、「Grid-Interactive Efficient Buildings（GEB）」とも呼んでいる。図 7 に GEB の概念を示す。IoT や AI を用いてどのように電力を制御するかが重要になる。情報が極めて重要になるが、この部分は電力システムだけの問題として捉えない方が良いであろう。電31

力網に加えて、ガス網、通信網、水道網、交通網のいわゆるファイブグリッドのインフラデータを、セクターを越えて活用することが求められるであろう。アグリゲーターのビジネスは、電力を中心とした単一データを用いたサービスが中心であるが、ファイブグリッドの特徴を活かした複数データを同時に活かしたビジネス創出の必要性があるのではないかと思われる。個別のインフラ整備は社会コストが大きくなるが、例えば、家庭であれば電気・ガス・水道のメータを一括で管理制御する機能を持つスマートゲートウェイなども必要になってくる可能性がある。スマホは様々なアプリを入れて普及した。このような考え方もあるのではないかと考えている。また、災害時の安心安全にも繋がる。個別ではなく総合化して考える必要があるであろう。図 8 に示したように「つくる」−「つかう」という概念から、変動型再生可能エネルギーを無駄なく利用するには、「あやつる」技術が大切になる。
図 7 「Grid-Interactive Efficient Buildings（GEB）」（出所）米国エネルギー省（DOE）

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図 8 「つくる」、「つかう」から「あやつる」技術の必要性（出所）早稲田大学スマート社会技術融合研究機構（機構長：林泰弘

ACROSS

http://www.waseda.jp/across/）

３−１−４ 必要となる施策（提言、解決の方向性等）
1）将来需要予測を行うためには、我が国の産業構造やくらしを考える必要がある。カーボンニュートラルのためには、大きな産業構造の変革が必要であり、これまでと同様の外挿的な将来予測からの転換を図る必要がある。
2）省エネルギーの深掘りに関して個別要素をより詳細に検討するとともに、産業構造やくらしの変化を反映したきめ細かい対策が必要である。
3）化石燃料の使用の合理化という、これまでの省エネ法の考え方を、全てのエネルギーの使用の合理化を目指す方向に変えて行く必要がある。また、非化石エネルギー導入拡大を事業者に促して行く必要がある。
4）風力、太陽光などの変動型再生可能エネルギーを大量導入するためには、需要側の柔軟性、「あやつる」技術が重要になる。
5）カーボンニュートラルで我が国のくらしや生活を豊かにすることを目指す必要がある。

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