低炭素社会形成正しい情報伝達で意識・アクションを誘導
安井 至(独)製品評価技術基盤機構理事長
東京大学名誉教授国際連合大学名誉副学長
http://www.yasuienv.net/1
最初に提示する結論 (過去の環境施策の反省)
日本の環境汚染(公害)対策は有効で、世界でももっともキレイな国になった=規制
グリーン購入法などで、国、自治体、意識の高い企業はグリーン購入へ。省エネ家電、自動車の燃費改善進行=規制
気候変動・生物多様性時代になり、地球環境問題を自分のことだと考える国民が減少=知識不足・特に未来
そのため、インセンティブを多用した。そのため、エコ=エコノミーという考えが普及し、厄介な状況になっている=経済誘導
ISO14000、 EA21などの取得企業が増えたが、現時点では頭打ちから、減少へ=経済的誘導の限界か
東日本大震災と福島原発事故で、電力不足を経験。節電で夏を乗り切り環境意識も全般的に向上した=理解と協力
しかし、今後の対策によっては、原発から化石燃料転換を容認し温室効果ガスへの意識を喪失?=知識不足・特に未来
今後、国民の意識をどのように変えるかが、重大な課題。 2
3
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グリーン・マーケット・プラス研究会資料
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環境意識と支払い意思額
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対応仮説 1.知識仮説
事実関係を知れば、意識が変わる 未来社会、例えば、孫の世代を考えるようになれば、意識が変わる
2.責任仮説 神との契約を感じる欧米人に対して、現在の日本人のマインドでは、「社会的責任」という言葉の影響が弱い
以前の日本では、公私のバランスが適正だった 真=善=美、みっともない、といった感覚が日本流社会的
責任。年齢層によっては残っているのではないか 近江商人三方よし 「売り手よし、買い手よし、世間よし」 若干変更して、 「売り手よし、買い手よし、世間よし、ひ孫よし」
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環境関連の本来の対応 地球市民として考えるべき環境必須項目は、
UNFCCC(気候変動枠組み条約)への対応 CBD(生物多様性条約)の対応
UNFCCCは、 COP15 以降、様変わりをした。今後の見通しは? 自然エネルギーの役割と限界。 COP16は予想通り「何も無し」だった。
世界の状況を熟慮し、震災後の日本の戦略を決める
COP17(南ア・ダーバン)で、京都議定書の単純延長案に反対して離脱。
カナダは、現在の京都議定書から離脱。10
1997年に京都議定書が合意されたのは奇跡だった!
1989年:ベルリンの壁崩壊 1991年:ソ連邦崩壊 1992年:リオのサミット 1993年: EUの成立 1994年:生物多様性条約発効 1997年:京都議定書合意 2000年:ミレニアムサミット 2002年:ヨハネスブルグサミット
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世界の環境マイン
ド
拡大期
縮小期
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475ppm – 国環研によるシナリオ 475ppm Scenario by NIES
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2050年までの途上国と先進国の分担
2050Japan
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経済発展に必要なエネルギー量
2020年中期目標◆鳩山国連演説 2009年9月2050年長 期目標◆安倍G8演説 2007年7月
2020年 GHG25% 削減(国内・国外) 環境省は15%程度が適切と考えている?
2050年 GHG80% 削減(国内) 多くの関係者も、この数値は無理だと考えている?
2050年 世界でGHG 50%削減 これは相当難しい
しかしダーバン COP17で、 日本は京都議定書単純延長には反対し KP2から離脱。
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0
2
4
6
8
10
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14
CO2排出量(億トンCO2)
エネルギー起源CO2排出量(米国エネルギー省オークリッジ国立研究所,1965年まで表示)エネルギー起源CO2排出量(国際エネルギー機関)エネルギー起源CO2排出量(環境省)
2010 20501950 1970 1990 2030出典:国立環境研究所 AIMプロジェクトチーム「中長期ロ ードマップを受けた音質効果ガス排出量の試算(再計算)」 ,H21,12,21.より作成
1990 年比 80%
削減
1990 年比 80%
削減
2050 年日本の排出量
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★
なりゆきケースなりゆきケース
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GDP per capita (PPP in $)
Energy ConsumptionKg Oil Eq. per capita
1960
1973
1994
1987バブル経済
岩戸、いざなぎ景気
ジャパン・アズ・ナンバーワン
Costa Rica
2050Japan
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経済発展に必要なエネルギー量
すべての国で1/3にする
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総発電量推移
20
原油輸入状況の推移
天然ガス輸入量推移
21
石炭輸入生産量推移
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出典:国土交通省 「長期展望 に向けた検討の方向性について」 p4.より引用
2050 年日本の将来人口(<国立社会保障・人口問題研究所の推計>
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1,500 1,000 500 0 500 1,000 1,500
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
日本の人口ピラミッド (千人)
(男) (女)(才)
2050年
2005年2005年
2050年
出典:国立社会保障・人口問題研究所 ,日本の将来推計人口( H18,12 月推計)より作成
2050 年日本の将来人口構成(<国立社会保障・人口問題研究所の推計>
65 歳以上人口
2005 年 20%↓
2050 年 40%
80 歳以上人口
2005 年 5%↓
2050 年 17%
総人口
2005 年 1 億 3 千万人
↓2050 年
9500 万人( 25%減)
24黄色の帯はWS 参加者の 2005 年時点の年齢帯。緑の帯はWS 参加者の 2050 年の年齢帯。
電力供給の基本的な考え方 消費者の選択に沿った形で、進める
日本国民は、古い原発から廃炉、新規は当面無しという選択をすることになるだろう(確率90%)。
「絶対に停電しない、いくらでも使える、しかも値段が安い」電力を望んでも、無い物ねだり。
妥協点:「現時点ほど安定ではない。しかし停電はしない、量もまあ足りる程度、価格もそれほど高くない」電力を目指すとしたら、これから示すような考え方になるのではないか。
85~120 V 、周波数は55 Hz± 5 Hz 程度 周波数に意味を! まず、妙な機器を導入して、 Lock-inすることを避ける。コスト的に妥当な経路を経る。
ただし、政治的な視点からは、この方法が正しくない可能性はある。口頭で説明。
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(1)エネルギー供給不足 (2)エネルギー価格の高騰 (3)電力供給不足による大停電 (4)電力料金高騰のリスク 良すぎる品質もリスク (5)想定外の停電の有無 (6)使用済み核燃料の対応 (7)現存の、特に古い原発のリスク (8)低い自給率による供給変動のリスク (9)2020年の温暖化予測への対応 (10)2050年の温暖化予測への対応
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基本方針:エネルギーの選択は、リスクとコストとのトレードオフ。
ベースロード 深夜電力はなぜ安い
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真夏晴天時
価格安い
価格高い
2050 年日本の排出量原発依存型シナリオ
産業産業
民生
民生
運輸
運輸
産業産業
民生
運輸
運輸
0
300
600
900
1200
0
50
100
150
200
250
300
350
400
2005 2050 2005 2050
最終エネルギー消費量 CO2排出量
CO2換
算百
万トン
石油換
算百
万トン
出典:脱温暖化 2050プロジェクトスナップショットモデルの試算結果より作成
4割減1990 年比
▲ 8 割
これが実現できれば 80%削減が可能との試算あり
これが実現できれば 80%削減が可能との試算あり
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3.11の事態を含まない 含めれば6割減か
CO2 排出量の恒等式
CO2 排出量=CO2 排出量/エネルギー量× エネルギー量/サービス提供量× 一人あたりサービス提供量/個人の満足量× 個人の満足量× 人口
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第1項:低炭素エネルギーを大量に大量に使え!
自然エネ・ CCS・原子力第2項:徹底的な
省エネ・高効率化だ!
第3項:新こたつ文明項新コンセプト「満足量が同じなら、
サービスが低下しても良い」人口は2050年9300万人- α
一定
302013年以降の対策施策小 委員会 技術WG
31
MTOE
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MtCO2
33
必須?
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35
36
出来れば
やめたい
最終的:直流幹線網+変動を許容した交流電力網 その前に、交流電力網を小さく する その前に、オフラインローカル送電網 その前に、ガス供給網との連携 まず、現状の電力網と整合性の高い自然エネ導入
これらをいつやるのか。コスト的には、できるだけ遅らせるのが国民視点からも得策
最大の挑戦課題が、省エネ・高効率化をどこまで!
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最重要事項:電力網の変更をどうするか=基本的な考え方をすべて変える
自然エネルギーは、まず分類から 1.安定型自然エネルギー これをまず導入
水力、地熱、中小 水力 バイオマス 太陽熱温水器
2.不安定・予測可能型自然エネルギー 次に スマートメーターを付加した太陽光 将来:潮流発電、潮汐発電
3.不安定・予測不能型自然エネルギー いきなりは無理 現状のメガソーラー 風力、波力(天気予報程度では可能)
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現実的アプローチ その1 Ⅰ.すぐやること
1.省電15%。最初は節電で、その後は、省エネ機器の開発で。最終目標は60%以上省エネ。
2.安定型再生可能エネルギー、地熱、中小水力を最大量導入(10年掛かる)
3.太陽光発電は、自家用のものは無制限で導入、スマートメータ付きで、ちょっと先が読めるようにすること
4.風力、メガソーラーは、発電容量で10%を上限として推進。
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GDP per capita (PPP in $)
Energy ConsumptionKg Oil Eq. per capita
1960
1973
1994
1987バブル経済
岩戸、いざなぎ景気
ジャパン・アズ・ナンバーワン
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エアコンの COP 推移
1970 80 90 00
Trend in COP効率係数
Now> 6
IntroductionTop RunnerBy METI
最近では、自動お掃除Self-cleaningAir conditioner
トップランナー方式
公平な比較のために、多くの区分に分割。エアコンだと、 冷暖房用、冷房専用、マルチ、 サイズ、能力などなど
2010冷凍年からは4区分
32 categories for Air Conditioners; 4 from 201042
43プリウス発売
京都議定書
自動車:クリーンな排ガス飛行機:燃費向上
飛行機だけは、方向転換済み ボーイング747:初飛行 1969
年 747-400:現行モデル 747-8:次世代モデル
超音速機コンコルド 初飛行 1969年 退役:2003年11月
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さらなる省エネ・新コタツ文明とは
必要なとき 必要なところに 必要なサービスを 必要な量だけ
cf.西欧流は、セントラルヒーティング
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発想の原点となった製品
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パナソニックビューティートワレ=便座瞬間加熱(人感センサーによって起動:6秒)=温水瞬間加熱(使用する水のみ加熱)
「必要なときだけ、必要なところだけ」
連結可能な電気自動車 2050
二人乗り 電気自動車 航続距離は30km
新こたつ文明分類 パッシブ型
例:高断熱=こたつの布団 例:サービス範囲=こたつそのもの
アクティブ型 例:シートヒータの制御
未来型 例:未来を読むタイプ
複合型
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現実的アプローチ その1
Ⅰ.すぐやること 1.省電15%。最初は節電で、その後は、省エネ機器の開発で。
2.安定型再生可能エネルギー、地熱、中小 水力を最大量導入(10年掛かる)
3.太陽光発電は、自家用のものは無制限で導入、スマートメータ付きで、ちょっと先が読めるようにすること
4.風力、メガソーラーは、発電容量で10%を上限として推進。
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年間発電電力量は、化石燃料利用の同じ発電容量の発電機のそれぞれ 15~25%、8~12%
地熱 日本最大の地熱発電所は九州の八丁原
55000kW が2基 バイナリー発電も試験中
イスラエル オーマット社製 2000kW
東北地方にもポテンシャルがある 日本全体で、当面原発2.5~3基分ぐらいか
未来は、高温岩体発電か50
中小 水力 と 揚水発電 発電所出力=9.8 × 使用水量(m3 /s) × 有効落差(m) × 効率効率=水車効率 × 発電効率=0.9 × 0.95 原発2~3基分は行けるか
揚水発電 この逆をやって揚水 総合効率=0.7ぐらい
これまで、原発の夜間電力で揚水していた これを揺らぐ風力の電力で揚水?? 実現するには、別枠の送電網か直流電力幹線網
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日本流スマートグリッド by 2020 実は考え方も原発依存だった
既存の発電(化石燃料 , 原発 , 水力)
新規自然エネ
大容量電池( NAS 電池)電気自動車 ( Li 電池)
スマートメーター 需 要
八戸メガソーラー 1.5 MWの場合
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◆ 4万9千平方メートルの敷地(200平米の宅地だとすれば245戸分)に、太陽電池パネル約1万枚を設置する。
◆ 年間発電量は約160万kWh =一般家庭約500世帯分の年間電力消費量
◆フルパワーでの動作時間は1060時間と仮定
●もっとも注意すべき点=発電容量(kW )と、年間発電量(kWh)の単位が違う=太陽光発電の発電量は、原発などの1/8程度と考える=原発100万kW を置き換えるには、太陽光発電であれば、800万kW (=8000 MWの)メガソーラー発電所を作る必要がある。
日本の風力の実力 日本では年間2000hrの運転時間
宮古島では、台風で風速70mを超してもろくも崩壊
秋田県などでは、冬の雷が敵 イギリスなどでは、5 MW級の風車が計画中 日本だと、2 MW級か
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☆沖縄電力:
大宜味村に沖縄県内最大級となる約2 MWの設備を2基導入し、一般家庭約2200世帯分の電力使用量(約800万kWh)をまかなう計画。ただし、蓄電池併用。 2000時間の稼働を前提としている。
Ⅱ.5年後から10年後にやること 5.家庭用 SOFC型燃料電池を導入し、電・熱同時供給型の電力網とする。
6.電気自動車などの充電用電力も、取り敢えずこれで供給するが、やはりかなり高くなる。
Ⅲ.20年後にやること 2030年 8.多少、グリッドサイズを 小さく する。 9.海流発電、潮流発電などが貢献している。 10.停電をある程度常態化することで、家庭用電池が普及するので、これを活用する?
11.オフラインローカル電力網を作り、電気自動車・プラグインハイブリッド車の充電に使う。
55
現実的アプローチ 第二段階
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発電所(化石燃料+ CCS, 水力、地熱、海洋)
スマートメーター需要
電・熱複合型スマートグリッド
都市ガスなど電 ・ 熱 供 給
燃 料 電 池
自家用太陽光
小 規模風力
2011年新顔登場
Solid Oxide Fuel Cell=SOFC
固体酸化物型燃料電池 運転温度 800~1000℃ 燃料は、天然ガス、液体燃料など 電熱同時利用で効率は87%(最大出力時)
(電45%+熱42%) 天然ガスを火力発電で使うより高効率
揺らぐ電力を補う追従性 常時運転で、ベースロードにも しかし、エネファームという名称なので、従
前機種との差が分かっている人は居ない?57http://www.noe.jx-group.co.jp/newsrelease/2011/20110915_01_0950
261.html
2011年10月17日発売出力過大?将来は、300 W× 2
Ⅱ.5年後から10年後にやること 5.家庭用 SOFC型燃料電池を導入し、電・熱同時供給型の電力網とする。
6.電気自動車などの充電用電力も、取り敢えずこれで供給するが、やはりかなり高くなる。
Ⅲ.20年後にやること 2030年 8.グリッドサイズを 小さく し、不安定対応=防衛的
9.海流発電、潮流発電などが貢献している。 10.停電をある程度常態化することで、家庭用電池が普及するので、これを活用する?
11.オフラインローカル電力網を作り、電気自動車・プラグインハイブリッド車の充電に使う。
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現実的アプローチ 第二段階の2
オフグリッド不安定電力利用 不安定な風力、太陽光発電は、電力網に繋がない利用法
揚水発電と洋上風力のサイトは遠いため 2030年に Plug-in Hybridが乗用車の65%、 EV車が25%になれば、この動力の充電用に風力、太陽光発電を使う
水素にする方法は? 水素は移動体用の用途が無い 化学原料用はないとは言えない 都市ガスに何%か混ぜるということはありうる
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電気自動車 プラグインハイブリッド
IEA 予測 EVと PHVの販売量
電気自動車
プラグインハイブリッド車
電力も低炭素
PHVは本命で、2050年以降もこれになる。ただし、バイオ燃料
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自動車WG
相当に保守的な予測
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発電所(化石燃料+ CCS, 水力、地熱、海洋)
不安定な大型
自然エネ
電気自動車
スマートメーター需要
電・熱複合型スマートグリッド
都市ガスなど電 ・ 熱 供 給
燃 料 電 池
自家用太陽光
少量の風力
ローカルなオフライン第二送電網
Ⅴ.30年後にやること。 10.直流幹線網を完成し、風力、メガソーラーからも揚水を組み合わせて、安定電力網への供給を可能にする。
Ⅵ.2050年に実現できていること 11.省エネが60%進行。電力供給量も、現在の50%(自動車用を除く)。火力発電の割合は、発電量ベースで20%で CCS付き。家庭でのガス発電が5~10%。再生可能エネルギーが20~25%(うち、水力が10%)ぐらい。
12.自動車の動力も70%が電力で、不安定電力網が主体。残り30%はカーボンフリー燃料(バイオだがエタノールではない)か天然ガス。
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直流には位相はない 小さ い交流電力網なら、電力の品質は問題でなくなる
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発電機
発電機
発電機
交流交流電力網電力網
交流交流電力網電力網交流交流
電力網電力網
交流交流電力網電力網
交流交流電力網電力網
交流交流電力網電力網
交流交流電力網電力網
交流交流電力網電力網
直流幹線
直流幹線
直流幹線揚水発電
周波数は意図的に変動
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本当のスマートグリッドとは?
インターネットは制御には使わない となると、情報はどこに=周波数 周波数によって価格を決める
Ex.50 Hz=基本料金 51 Hz=1.1倍 52 Hz=1.2倍 53 Hz=1.4倍 54 Hz=3倍 55 Hz=10倍
消費者は、料金を考えて、機器を設定66
22世紀に世界は 世界は65億人 日本の省エネ技術が世界で使われている 一人あたりのエネルギー使用量は、1/3になって、世界平均で1.5トン石油相当/人
世界全体で100億トン石油相当=2000年の全エネルギー消費量
構成は、化石燃料30%(石炭は CCS付)、原子力20%、自然エネルギー50%
アフリカ、アジアの多雨地帯は水力 乾燥地帯は太陽光+太陽熱発電+大規模送電
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Costa Rica
2050Japan
68
経済発展に必要なエネルギー量
1/3程度に
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国連の人口予測
0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
2030
2040
2050
中位予測上位予測下位予測
22世紀に日本は 日本は人口が4500万人 一人あたりのエネルギー使用量は、世界平均の1.5トン石油相当/人
2000 年=1.26億人 × 4トン /人=5.0億トン 2100 年= 0.45 億人 ×1.5トン /人=0.7億トン 化石燃料40%(家庭用以外はすべて CCS) 自然エネルギー60% 自然エネルギーの中身
最大の効果は、「エネルギー自給率が60%」70
■洋上風力発電■地熱・高温岩体発電■海流・潮流発電■太陽熱利用
■家庭用太陽電池■家庭用蓄電池併設■地中熱利用エアコン■不安定エネルギーによる水素
もっとも重要なことは
2050 年の日本社会の姿 環境省審議会での検討
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Herman Dalyの定義 1972年 学術的ハードSustainability
"再生可能な資源 "の持続可能な利用の速度は , その供給源の再生速度を超えてはならない .
"再生不可能な資源 "の持続可能な利用の速度は , 持続可能なペースで利用する再生可能な資源へ転換する速度を越えてはならない .
"汚染物質 "の持続可能な排出速度は , 環境がそうした汚染物質を循環し , 吸収し , 無害化できる速度を越えてはならない .
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エネルギー使用量の長 期推移Ultra-Long Term Scope Fossil Fuel
Fossil Fuel Era 500 Years
BC 10,000 AD 10,000
結論 2030年頃までに、国民的理解の醸成を! もしも原発ゼロ、化石燃料依存低下、しかも、 CCSなしを目指すと、国民の負担は、エネルギー代より、むしろ機器の購入になる
具体的には、 家庭用太陽電池 家庭用蓄電池、あるいは、電気自動車・ PHV ガス(水素)コジェネによる電熱同時供給機器、あるいは、太陽熱温水器
真のスマートグリッド対応超高効率機器 これがダメなら、森林バイオマス自給生活
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