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1 研究会資料 5-1 戦略調査セミナー 世界の長期エネルギー需給展望 と原子力の役割 平成 月 24 日 経営企画部戦略調査室 佐藤治

2 目次 Ⅰ. 世界のエネルギー需給実績 Ⅱ. 経済発展とエネルギー 環境問題 Ⅲ. 需給の長期展望参考 : エネルギー需給シナリオの前提条件

3 Ⅰ. 世界のエネルギー需給実績 1. 世界の一次エネルギー消費量の長期推移 1 1 億トン ( 石油換算 ) 原子力水力天然ガス石油 ( 原料用を含む ) 石炭在来型バイオマス 出所 :IGU (International Gas Union) and IIASA (International Institute for Energy Systems Analysis), 2

4 水力等構成比(%2. 世界のエネルギー源構成の長期推移 2 バイオマス ( 非商業的エネルギーを含む ) 工業化の進展とともにエネルギー源構成は化石燃料にシフト 天然ガス 石油 原子力 )( 出所 :Methane Age and eyond - The Emergence of New Energy Technologies, Nebojša Nakićenović, IEW-23) 石炭

5 世界の化石燃料生産量の長期推移 1 億トン ( 石油換算 )/ 天然ガス 石油 石炭 ( 出所 :Historical Database of the Global Environment HYDE, RIVM, the Netherlands) 1. 化石燃料の消費量が本格的に増加したのは第 2 次世界大戦後 2. 特に 廉価で利便性の高い石油の消費量が大幅に増加し 先進国の経済発展に貢献

6 発熱量当り炭素排出量4. エネルギー源の推移における脱炭素化 ( 米国 ) gc/mj 3. 木材 = 一次エネルギーの平均 石炭 = 炭化水素燃料は長期にわたって固体 液体 気体と推移しており これは炭素 水素のシフトでもある 最終エネルギーの平均 石油 = 2.1 ガス = Source: US DOE EIA (21): ; 1999; Grübler (1998): <196. ( 出所 :Methane Age and eyond - The Emergence of New Energy Technologies, Nebojša Nakićenović, IEW-23)

7 4 5. 世界の一次エネルギー消費量の推移 (1965 ~24 ) 1 億トン ( 石油換算 )/ ( 出所 : P Statistical Review of World Energy 25 ) 石油危機後 一時減少した石油消費は 8 代半ばから再び増加 5 3 石油 石炭 中国での急増の影響 2 天然ガス 1 特に欧州で大幅に増大 水力 原子力

8 3 6. 地域別一次エネルギー消費量の推移 (1965 ~24 ) 1 億トン ( 石油換算 )/ ( 出所 : P Statistical Review of World Energy 25) 6 2 北米 アジア ( 除日韓 ) EU-25 東欧圏 1 OECD 太平洋 中南米中東 アフリカ

9 Ⅱ. 経済発展とエネルギー 環境問題 1. 世界人口の長期推移 - 実績と展望 7 実績百万展望間の人口増加数間の人口増加数 第二次世界大戦以後に増加速度が急上昇 世界の総人口1 億 世界の総人口 出所 :The World at Six illion, Population Division, United Nations (1999)

10 1 一人当り国民所得 (22 ) 米国 $/ 人 1 2. 世界各国の所得水準と出生率 中国 日本 米国 ( 注 ) 米国 $ 換算には購買力平価 (PPP) を使用 クウェート サウジアラビア パキスタン OECD 諸国 旧ソ連 東欧 中南米 アジア アフリカ インドネシア 人口増加を抑制するには発展途上国の所得と生活水準の向上が必要 インド バングラデシュタンザニア ナイジェリア コンゴ民主共和国 エチオピア ウガンダ 合計特殊出生率 ニジェール データ出所 :24 World Population Data Sheet, Population Reference ureau ( )

11 世界の所得分布の現状と将来イメージ 一人当り国民所得 (22 ) 千米国 $/ 人 高位所得国 経済成長 ( 注 ) 米国 $ 換算には購買力平価 (PPP) を使用 将来のイメージ ( 発展途上諸国の経済成長は世界全体の経済規模を爆発的に拡大させる ) 低中位所得国 人口増加 人口 (22 ) データ出所 :World Development Indicators 24, World ank ( )

12 35 GJ/ 人 4. 所得とエネルギー消費の関係 China India Korea Thailand Mexico razil EU Australia Japan 米国 $(1997 PPP) US 所得 ($/ 人 ) +25: +15: +1: + 5: エネルギー需要の増加微少 サービス部門の伸びが増大 工業化が終了間近 工業化及び人の移動の開始 所得が増加し ある段階 ( 黄色で表示された範囲 ) に入るとエネルギー消費は大幅に増加する 出所 :Energy Needs, Choices and possibilities Scenarios to 25, Shell International Ltd. (21)

13 5. 地球の平均地上気温の変動 11 (a) 過去 14 間の変動 赤線は 1961~199 の平均気温からの偏差 ひげ付きの黒線は信頼度 95% の気温範囲を示す 黒の曲線は 1 以内の短期変動を除去して 長期の傾向を示したもの 地球温暖化はすでに進行しつつある (b) 過去 1 間の変動 ( 北半球 ) 青線は各の気温 (1961~199 の平均気温からの偏差 ) 黒線はその 5 平均の値を示す 灰色部分は信頼度 95% の気温範囲を示す ( 青線は 木の輪 珊瑚 アイスコア等から推定した温度を温度計による測定気温 ( 赤線 ) で校正したもの ) 出所 : IPCC:Summary for Policymakers, A Report of Working Group I of the Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC 事務局ホームページ (

14 6. 世界の燃料別二酸化炭素 (CO 2 ) 排出量 (1875 ~2 ) 億トン ( 炭素換算 ) Source: Marland, G., T.A. oden, and R. J. Andres. 23. Global, Regional, and National Fossil Fuel CO2 Emissions. In Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tenn., U.S.A. 化石燃料の大量消費は 地域的大気汚染 広域的な酸性雨問題を引き起こすとともに 二酸化炭素の大量排出を通じて温暖化問題の原因となっていると考えられている セメント他 気体燃料 液体燃料 1 固体燃料

15 Ⅲ. 世界のエネルギー需給の長期展望 1. エネルギー需給シナリオの検討事例 13 記号実施機関報告書等 ( ) 時間範囲 IPCC-SRES 気候変動に関する政府間パネル (IPCC) Special Report on Emission Scenarios(SRES)(2) ~21 IIASA-WEC 国際応用システム解析研究所 (IIASA) 及び世界エネルギー会議 (WEC) Global Energy Perspectives (1998) ~21 WEO22 国際エネルギー機関 (IEA) World Energy Outlook 22 (22) ~23 EC23 欧州委員会 (EC) World Energy, Technology and Climate Policy Outlook 23 (23) ~23 IEO23 米国エネルギー省 (USDOE) International Energy Outlook 23 (23) ~225 このうち 21 までの長期検討事例を中心に横断的 俯瞰的にシナリオの概要を整理

16 億人 2. 世界人口の長期展望 (IPCC-SRES シナリオの定義についてはスライド と を参照 ) IIASA-WEC IPCC -SRES IIASA-WEC 25 に 87 億 ~113 億 21 に 71 億 ~151 億 億人 地域別の見通し [ IIASA-WEC ] その他アジアアジア計画経済中東 アフリカ中南米旧ソ連日 豪他欧州北米 人口増加の大部分は発展途上国 発展途上国の一人当り所得増加 出生率の低下 世界人口の安定化

17 兆米国ドル / A C 折れ線 8 IPCC -SRES IIASA -WEC SD-Vision 25 には 2 の 3 倍 ~7 倍 3. 世界の GDP 合計 (IPCC-SRES シナリオの定義についてはスライド と を IIASA-WEC シナリオの定義についてはスライド A3 と A4 を参照 ) 21 には 2 の 8 倍 ~2 倍 ( 注 ) 米国ドル換算には現在の市場レートが用いられている 兆米国ドル / 地域別の見通し [IIASA-WEC, シナリオ ] その他アジアアジア計画経済中東 アフリカ中南米旧ソ連日 豪他欧州北米 21 には途上国の比率が約 6 割に

18 万米国ドル / 1 2 A C 1 2 A C 世界平均値 IPCC -SRES IIASA -WEC 25 には 2 の 2 倍 ~5 倍 4. 一人当たり GDP ( 注 ) 米国ドル換算には現在の市場レートが用いられている 21 には 2 の 4 倍 ~17 倍 2 25 各地域の平均値 [IIASA-WEC, シナリオ ] 最大 42 倍の地域格差 世界平均その他アジアアジア計画経済中東 アフリカ中南米旧ソ連日 豪他欧州北米 今世紀末の OECD と発展途上国の格差は 3~6 倍 万米国 $/ 人

19 億トン ( 石油換算 )/ 世界の一次エネルギー消費 1 2 C1 (IPCC-SRESシナリオの定義はスライドとを IIASA-WECシナリオの定義はスライドA3とA4を参照 ) IPCC -SRES IIASA -WEC 25 には 2 の 2 倍 ~3.5 倍 21 には 2 の 1.7 倍 ~5.4 倍 IPCC-SRES では IIASA-WEC と同様に原子力を効率 38.6% で一次換算 また 1EJ=23.88M トンで石油換算 率 1.4% の原単位改善を想定

20 4 3 2 億トン ( 石油換算 )/ 6. 一次エネルギー消費の地域別見通し 総消費量 その他アジアアジア計画経済中東 アフリカ中南米旧ソ連日 豪他欧州北米 23 に途上国の比率が過半に 21 には途上国の比率が 74% に トン ( 石油換算 )/ 人 北米一人当たり消費量そ日旧中中ア欧州[IIASA-WEC, シナリオ ] 世界平均ジア計画経済の他アジア南米ソ連 豪他東 アフリカ北米を除けば格差はかなり縮小

21 7. 石油と天然ガス資源利用の展望 (a) 石油消費量 (b) 天然ガス消費量 億トン ( 石油換算 )/ 億トン ( 石油換算 )/ A3 C1 IPCC -SRES IIASA -WEC C1 22 ~24 頃にピークになるとの見方が多い A A3 C1 IPCC -SRES IIASA -WEC ピークになるのは今世紀の後半か? C1 A3 1

22 8.IIASA-WEC シナリオでの累積消費量と資源量 億トン ( 石油換算 ) (a) 石油 億トン ( 石油換算 ) (b) 天然ガス [ 非在来資源 ( 追加 )] [ 非在来資源 ( 確認 )] [ 在来資源 ( 追加 )] A3 高成長 C1 C2 エコロジー 中庸 [ 非在来資源 ( 確認 )] [ 在来資源 ( 追加 )] A3 高成長 中庸 C1 C2 エコロジー 1 [ 在来資源 ( 確認 )] [ 在来資源 ( 確認 )] ( 注 ) 石油の単位換算 : 1 兆バレル =136 億トン 石油は今世紀半ば頃に 天然ガスは今世紀後半に 在来資源から非在来資源への転換が必要となる可能性があることが示されている

23 2 15 億トン ( 石油換算 )/ 1 2 A3 C1 9. 石炭と再生可能エネルギー利用の見通し 21 (a) 石炭消費量 IPCC -SRES IIASA -WEC 2 15 (b) 再生可能エネルギー利用 億トン ( 石油換算 )/ 1 2 A3 C1 IPCC -SRES IIASA -WEC ( 注 ) 実績値でも利用規模が小さいシナリオがあるが これらは非商業的エネルギーを含んでいないと思われる A3 長期的には大規模利用を想定するシナリオが多い C 多くのシナリオで CO 2 抑制が考慮されているため 概して石炭消費量の伸びは小さい WEO22 EC23 1 C A

24 1. 各シナリオにおける二酸化炭素の排出量 22 億トン ( 炭素換算 )/ A3 A3 C1 C1 WEO22 EC23 IPCC -SRES IIASA -WEC 25 以降はエネルギー選択等に応じて 大きく変化する 多くのシナリオでは 23 に 1 億トンを超える C1 A3 IIASA-WEC シナリオでの 21 のCO 2 濃度 75ppm 65ppm 6ppm 55ppm 45ppm

25 11. 原子力エネルギー利用の見通し 億トン ( 石油換算 )/ ( 一次エネルギー換算 ) A3 C1 IPCC -SRES IIASA -WEC 長期的には現在よりも大幅な利用拡大を想定するシナリオが多い 2 1 A C1

26 2 兆 kwh/ 12. 原子力による発電電力量 ( 中期見通しを含めた比較 ) IPCC-SRES IIASA-WEC ごろまでを展望した 予測型見通し では概ね横ばい 1 ( 非化石エネルギー ) 2 A3 C2 5 IEO23-H EC23 IEO23-L WEO22 C

27 % 13. 原子力の一次エネルギーに占める比率 IPCC-SRES シナリオ ( 高成長社会 ) ( 多元化社会 ) 2( 地域共存型社会 ) ( 効率 38.6% で一次換算 ) シナリオ 1 では原子力と再生可能エネルギーによる発電量を合計して報告しているため 本グラフには示していない % IIASA-WEC シナリオ ( 高成長 石油 + ガス ) ( 高成長 石炭 ) A3( 高成長 原子力 + ガス + 再生 ) ( 中庸 ) C1( エコロジー 非原子力 ) C2( エコロジー 原子力 ) ( 効率 38.6% で一次換算 )

28 14.IIASA-WEC における原子力発電利用規模 世界の原子力発電電力量 兆 kwh/ 万トン 天然ウランの積算消費量 軽水炉ワンススルー利用 を想定して左図の発電電力量から計算 ( 高成長 石油 + ガス ) ( 高成長 石炭 ) A3( 高成長 原子力 + ガス + 再生 ) ( 中庸 ) C1( エコロジー 非原子力 ) C2( エコロジー 原子力 ) ( 燃焼度 4 万 MWd/t 濃縮テイル.2% 所要量 2.9 tnu/twh と想定 ) A3 C2 C

29 世界のエネルギー需給展望のまとめ 27 世界の社会経済展望人口 :25 に1 億前後 その後安定化に ( 途上国の所得増大を想定 ) GDP : 総額では25 に3~7 倍 21 に8~2 倍 一人当たりGDPの南北格差が縮小していくことを想定 発展途上国のGDPが大幅増加 (21 には世界の過半か?) 世界の需給シナリオ総消費量 :25 に2~3.5 倍 21 に1.7~5.4 倍 増加の大部分は発展途上国 石油 :25 以前にピークの可能性 不確実性が大 ( 楽観論と悲観論 ) 天然ガス : ピークは今世紀の後半?( 非在来資源規模が大きいが 需要増大も顕著で 石油以上に不確実性が大 ) 石炭 : グローバルな気候変動政策の動向に大きく依存 アジア地域にとっては重要なエネルギー源 再生可能エネルギー : 近未来に主要なエネルギー源となることは困難 25 以降に期待 ( 技術革新によるコスト低減が大規模利用の鍵 ) 原子力 : 近未来の増加は政策的に困難 (23 頃までの 予測型見通し ではこれを顕著に反映 ) 長期的にエネルギー需要が増大した時には依存度が強まる可能性 (IIASA-WECでは25 に17GWe 21 に5GWeのケースも )

30 参考 : エネルギー需給シナリオの前提条件 1.IPCC-SRES の需給シナリオ 1-1 SRES シナリオの概要 1996 ~2 に IPCC 第三次評価のために温室効果ガスの排出シナリオを作成 成果は 排出シナリオに関する特別報告書 (Special Report on Emission Scenarios) としてまとめられた そこで 作成されたシナリオは報告書名の頭文字を取って SRES シナリオと呼ばれている シナリオ作成には世界の 6 つのモデリング チームが参加し 4 種の叙述的シナリオ (Illustrative Scenario ) の下に 4 個のシナリオが作成された この中から 各叙述的シナリオに対して その特徴を最も表していると判断される標識シナリオ (Marker Scenario) が 1 個ずつ選定された 4 種の叙述的シナリオ 及びその標識シナリオを作成したモデルは下記のとおり ( 高成長社会シナリオ ) :AIM モデル ( 日本 国立環境研究所 ) ( 多元化社会シナリオ ) :ASF モデル ( 米国 ICF Consulting ) 1( 持続発展型社会シナリオ ): IMAGE モデル ( オランダ RIVM) 2( 地域共存型社会シナリオ ): MESSAGE モデル ( オーストリア IIASA) ( 注 ) RIVM: 国立公衆保健及び環境研究所 IIASA: 国際応用システム解析研究所叙述的シナリオの形容は国立環境研究所森田氏による 以下の人口 GDP エネルギー需給見通し CO2 排出量は各叙述的シナリオにおける標識シナリオのものである

31 1-2 人口と GDP に関する前提条件 世界人口 ( 億人 ) 2 1, 1 は IIASA 人口予測 (Lutz, 1996) 低位ケース は同高位ケース 2 は国連予測 (1998) に基づく 地球主義 シナリオの分類 1 経済志向 環境志向 2 地域主義 世界の GDP 合計 ( 兆米国ドル / ) 一人当り GDP( 世界平均 ) ( 千米国ドル / )

32 2.IIASA-WEC による需給シナリオ A3 カテゴリー A: 高成長 : 中庸 : 中庸シナリオ C: エコロジー GWP ( 兆米国 $(199)) 2-1 シナリオの定義 エネルギー原単位改善率 (%/ ) : 石油 + ガス : 石炭 A3 : 原子力 + ガス + 再生型 ( バイオマス ) C1 : 非原子力依存 C2 : 原子力依存 一次エネルギー需要 ( 億トン ( 石油換算 )) 計量分析条件 : 1. 化石燃料には低位発熱量 ( 燃焼時の生成する水蒸気の蒸発潜熱を控除したもの ) を使用 2. 原子力と再生可能エネルギーによる電力は効率 38.6% で一次エネルギー換算 CO 2 制約 A. 高成長 なし. 中庸 なし C. エコロジ あり シナリオの分類

33 A4 億人 2-2 地域別人口の見通し ( 各シナリオ共通 ) 発展途上諸国 先進諸国等 その他アジア アジア計画経済 中東 アフリカ 中南米 旧ソ連日 豪他欧州北米

34 3.WEO22 の需給シナリオ A5 3-1 国内総生産 (GDP) 伸び率 1971 ~2 2 ~21 21 ~23 その他アジアインド中国アフリカ中東中南米移行経済 OECD 太平洋 OECD 欧州 OECD 北米 (%/ ) (%/ ) (%/ )

35 3-2 主要な地域 国の人口と国内総生産 A6 [ 人口 ] [ 国内総生産 (GDP) ] インドネシアインド中国ブラジル日 豪他欧州北米 インドネシアインド中国ブラジル日 豪他欧州北米 億人 兆米国 $(1995)/

36 4.EC23 の需給シナリオ A7 4-1 世界の地域別人口 4-2 地域別の国内総生産 (GDP) 9 億人 兆米国 $/ 8 1 米国 $ への換算には購買力平価 (PPP) を使用 7 6 アジア 8 アジア 5 6 中東 アフリカ 4 3 中東 アフリカ 4 中南米旧ソ連日 豪他 中南米旧ソ連日 豪他欧州北米 欧州北米

37 A8 4-3 国内総生産 (GDP) の伸率 ( 地域別 ) 一人当たり GDP ( 地域別 ) 米国 $ への換算には購買力平価 (PPP) を使用 世界平均 アジア 中東 アフリカ 中南米 世界平均アジア中東 アフリカ 21 旧ソ連日 豪他欧州 中南米旧ソ連日 豪他 22 北米 欧州北米 %/ 万米国 $/ 人

38 5.IEO23 の需給シナリオ A9 5-1 世界の地域別人口 5-2 国内総生産 (GDP) 億人 兆米国 $/ その他アジア 中国 中東 アフリカ 中南米 旧ソ連等 日 豪他 欧州北米 L: 低位 R: 標準 H: 高位 旧ソ連等 L R 欧州 北米 その他アジア 中国中東 アフリカ L H 中南米日 豪他 R H

39 5-3 一次エネルギー消費量 ( 燃料別 ) 億トン ( 石油換算 )/ 5-4 一次エネルギー消費量 ( 地域別 ) 億トン ( 石油換算 )/ L: 低位 R: 標準 H: 高位 L R H 原子力 天然ガス L その他 R H L: 低位 R: 標準 H: 高位 中東 アフリカ L R H その他アジア中国 中南米 L R H 5 石油 5 旧ソ連等 欧州 日 豪他 石炭 北米

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