IPCC 第 5 次評価報告書に向けた将来シナリオの検討日本からの貢献とその意義環境研究総合推進費 A 1103 統合評価モデルを用いた世界の温暖化対策を考慮したわが国の温暖化政策の効果と影響 藤森真一郎 国立環境研究所 社会環境システム研究センター 環境研究総合推進費戦略的研究プロジェクト一般公開

IPCC 第 5 次評価報告書に向けた将来シナリオの検討日本からの貢献とその意義環境研究総合推進費 A 1103 統合評価モデルを用いた世界の温暖化対策を考慮したわが国の温暖化政策の効果と影響 藤森真一郎 国立環境研究所 社会環境システム研究センター 環境研究総合推進費戦略的研究プロジェクト一般公開シンポジウム 持続可能なアジア低炭素社会に向けた日本の役割 2011 年 11 月 22 日

本課題と AIM モデル AIM の歴史とモデル 報告内容 AIM の世界シナリオ開発の歴史 SRES など継続的に貢献 新シナリオプロセス RCP( 代表的濃度パス ) SSP( 社会経済シナリオ ) 2

推進費 A 1103 の構成と目標 サブテーマ (1) 世界モデルを用いた気候安定化目標の実現可能性とその評価国立環境研究所 AIM: Asia Pacific Integrated Model の開発を通じて 国際的な気候安定化目標達成に向けた長期シナリオの開発 日本の温暖化対策の効果と影響の定量化 サブテーマ (2) わが国における温室効果ガス排出削減策の効果とその影響みずほ情報総研 サブテーマ (3) 社会の構成要素を記述するモデルの開発と将来シナリオへの適用京都大学大学院 3

AIM(Asia Pacific Integrated Model) とは? AIM とは 統合評価モデルの 1 つであり 温室効果ガス排出量の削減と気候変動の影響を回避する施策を評価することを目的として 1991 年より開発を開始 わが国の中期目標検討や温暖化対策税の検討 本報告で紹介する世界シナリオの開発などに貢献 4

排出モデル 勘定モデル 技術選択モデル 経済モデル 中期目標 将来像の提示 温暖化の統合評価に向けたモデル開発 AIM: Asia Pacific Integrated Model 環境税 逐次 低炭素シナリオ 国 都市 地域 世界 動的最適化 IPCC/WG3 GHG 排出 長期ビジョン AIM/Impact [Policy] フィードバック IPCC/ 統合シナリオ 簡易気候モデル 気温上昇 影響モデル 農業モデル 水モデル IPCC/WG2 その他社会経済モデル インベントリ 人口 家庭モデル 衡平性評価 交通モデル ストックモデル 住宅モデル 長期データ勘定体系 健康モデル 世界 国 地域 適応研究 5

GHG 排出量 ( 百万 tco2eq) 1,500 1,000 500 0 1,261 1,344 1,355 1,282 1,374 1,359 1,257 1,076 1,018 949 1,198 884 803 723 15% 19% 25% 30% 36% 43% 1990 年比削減量非エネルギー部門エネルギー転換部門運輸部門業務部門家庭部門産業部門 1990 年 2000 年 2005 年 2008 年 技術固定 参照 15% 20% 25% 技術固定 参照 対策下位 対策中位 対策上位 基準年排出量 2010 年度で終了した推進費 A 0808 では 中長期ロードマップ等の国内政策に貢献してきた 中期目標に関する検討は http://www iam.nies.go.jp/aim/prov/middle_report.htm を参照 今年度から開始された A 1103 では 地方や部門を細分化できるようなモデル開発を行い 各地域の気候条件 産業構造等を踏まえた詳細な対策を検討する 6

本課題と AIM モデル AIM の歴史とモデル 報告内容 AIM の世界シナリオ開発の歴史 SRES など継続的に貢献 新シナリオプロセス RCP( 代表的濃度パス ) SSP( 社会経済シナリオ ) 7

世界の温室効果ガス排出シナリオに関する系譜と AIM モデルの関わり 1990 年代 IPCC( 気候変動に関する政府間パネル ) が IS92a~ IS92f と呼ばれる排出シナリオを提示 2000 年 IPCC が 排出シナリオに関する特別報告書 を報告し SRES と呼ばれるなりゆきシナリオを提示 2100 年までの長期の社会経済シナリオと 各社会での温室効果ガス排出量を試算 以下の研究機関とともに 国立環境研究所 (AIM) は 4 つの主要なシナリオの 1 つ (A1) を試算 米国 PNNL (MiniCAM) オランダ RIVM (IMAGE) オーストリア IIASA (MESSAGE) 2001 年 IPCC 第 3 次評価報告書でポスト SRES と呼ばれる対策時の排出シナリオを分析 日本からは AIM のほか 東京理科大 森教授の MARIA モデルも参加 8

温暖化予測のベースとなる社会経済シナリオと SRES ( 高度技術指向 ) ( 調和型 ) 経済発展重視 A1 高成長社会 ( 化石燃料依存 ) グローバル化 B1 循環型社会 A2 多元化社会 地域主義化 B2 地域共存型社会 環境と経済の調和 人口経済活動農業 ( 土地利用 ) 技術発展エネルギー社会に変化をもたらす要因 2 つの軸で主として 4 つの世界観を提示 環境志向か経済発展重視 グローバル化か地域主義化 9

SRES で示された CO2 排出経路 発展の道筋が違えば温暖化の程度が変わる 10

SRES 以降の研究で挙がった課題 GHG 排出量 ( 統合評価モデルグループ ( 主に IPCCWG3)) 気候モデル分析 ( 主に IPCCWG1) 影響評価 ( 主に IPCCWG2) という一連の流れに時間がかかる 気候緩和策を導入した世界が示されなかった GHG 排出量を減らした時の気候応答と気候変動による影響は? 気候モデルや影響評価モデルグループで必要とされる情報が不足 Spatialな情報 適応策に関するシナリオ 11

本課題と AIM モデル AIM の歴史とモデル 報告内容 AIM の世界シナリオ開発の歴史 SRES など継続的に貢献 新シナリオプロセス RCP( 代表的濃度パス ) SSP( 社会経済シナリオ ) 12

新たな排出シナリオの開発に向けた取り組み 従来型 シナリオ開発には長い時間がかかり さらに気候変動影響に至るまでには長時間を要する 新シナリオプロセス IPCC 第 5 次評価報告書に向けた新しいシナリオ開発の枠組み RCP( 代表的濃度シナリオ ) 社会経済シナリオ 温室効果ガス排出量 影響評価と統合評価グ温室効果ガス排出量ループが緊密に連携気候モデルによる気候変動予測 社会経済シナリオ 気候モデルによる気候変動予測 気候変動影響の分析 気候モデル分析と社会経済シナリオを分離 気候変動影響の分析 SSP( 共通社会経済シナリオ ) RCP は 推進費 A 0808 の主要成果として貢献 SSP については 推進費 A 1103 の世界モデル分析の柱として活動 13

RCP の概要 放射強制力を 産業革命前と比較して 2.6W/m2 ( 気温上昇約 2 に相当 ; オランダ IMAGE モデル ) 4.5W/m2 ( 気温上昇約 3 代後半に相当 ; 米国 GCAM モデル ) 6.0W/m2 ( 気温上昇約 5 に相当 ; 日本 AIM モデル ) 8.5W/m2 ( 気温上昇約 6 に相当 ; オーストリア MESSAGE モデル ) に安定化させる温室効果ガス排出経路を試算 これまでの地域別の排出量だけではなく 0.5 0.5 のメッシュからの排出量も提供 ( 推進費 S 5 等と協力 ) 推進費 A 0808 では 環境研内の他のグループ 茨城大学 海洋研究開発機構と共同で 6W/m2 に対応する作業を実施 詳細なデータは IIASA から公開 (web) 14

RCP に関する主な結果 Total CO2 emissions [GtC/yr] 35 30 世界の二酸化炭素排出量 25 20 15 10 5 0 2000 2020 2040 2060 2080 2100 reference RCP6 AIM8.5 AIM4.5 AIM2.6 温室効果ガス排出削減は強いものから弱いものまで RCP6.0は最大と最小の中間程度の排出量 グリッドベース情報は気候モデルや影響研究にとって必要 グリッド別メタン排出量 (2000 年 ) グリッド別メタン排出量 (RCP6;2100 年 ) 15

Total CO2 emissions [GtC/yr] 35 30 25 20 15 10 5 RCP に関する主な結果 世界の一次エネルギー供給量 世界の二酸化炭素排出量 21 世紀後半から本格的に削減を開始 主として石炭の削減 0 2000 2020 2040 2060 2080 2100 reference RCP6 AIM8.5 AIM4.5 AIM2.6 1200 1200 Primary energy supply [EJ] 1000 800 600 400 200 Primary energy supply [EJ] 1000 800 600 400 200 風力 太陽光 地熱他水力バイオマス原子力ガス石油石炭 0 0 2000 2020 2040 2060 2080 2100 2000 2020 2040 2060 2080 2100 一次エネルギー供給量 ( 左 :reference 右 :RCP6) 16

Total CO2 emissions [GtC/yr] 35 30 25 20 15 10 5 世界の二酸化炭素排出量 RCP に関する主な結果 世界の発電電力量 主として石炭火力の削減 天然ガスと石油火力の拡大 その他再生可能エネルギーも導入が若干進む 0 2000 2020 2040 2060 2080 2100 reference RCP6 AIM8.5 AIM4.5 AIM2.6 500 500 Electricity production [EJ] 400 300 200 100 Electricity production [EJ] 400 300 200 100 その他水力バイオマス火力原子力ガス火力石油火力石炭火力 0 0 2000 2020 2040 2060 2080 2100 2000 2020 2040 2060 2080 2100 発電電力量 ( 左 :reference 右 :RCP6) 17

新たな排出シナリオの開発に向けた取り組み 従来型 シナリオ開発には長い時間がかかり さらに気候変動影響に至るまでには長時間を要する 新シナリオプロセス IPCC 第 5 次評価報告書に向けた新しいシナリオ開発の枠組み RCP( 代表的濃度シナリオ ) 社会経済シナリオ 温室効果ガス排出量 温室効果ガス排出量 気候モデルによる気候変動予測 社会経済シナリオ 気候モデルによる気候変動予測 気候変動影響の分析 気候モデル分析と社会経済シナリオを分離 気候変動影響の分析 SSP( 共通社会経済シナリオ ) RCP は 推進費 A 0808 の主要成果として貢献 SSP については 推進費 A 1103 の世界モデル分析の柱として活動 18

新しい社会経済シナリオ (SSP) の開発に向けて 温暖化影響 適応策を研究するグループ ( 主にIPCC 第 2 作業部会 ) と 緩和策を研究する統合評価モデルグループ ( 主にIPCC 第 3 作業部会 ) が合同で開発作業を行う 温暖化対策を実施しないなりゆきケースの社会像 RCPを再現するための気候緩和策の検討 国内では 地球環境産業技術研究機構 東大と協力して 開発する社会経済シナリオを影響 適応策の研究グループに提供するための会合を2011 年 11 月 15 日に開催 環境研が試算 上記のSSPの会合 (2011 年 11 月米国 ボルダー ) に提供した結果は 以下で公開 http://www iam.nies.go.jp/aim/aimssp/ 19

社会経済シナリオのコンセプト 緩和策のチャレンジ 緩和策の能力が低い 限界費用が高い 対策の総費用が大きい SSP5 SSP3 低い教育水準行政改革の停滞国際化進展せず SSP2 緩和策の能力が高い 限界費用が小さい 対策の総費用が低い SSP1 SSP4 高い教育水準行政改革の一層の促進国際化の進展 潜在的な被害が小さい 被害人口が小さい 資本が分散 所得格差が小さい 適応策のチャレンジ 潜在的な被害が大きい 被害人口が大きい 沿岸域に資本が集中 所得格差が大きい 5 つの異なる社会経済シナリオと それぞれに対する気候安定化の姿を描く 20

シナリオのアーキテクチャー 緩和策と適応策のチャレンジ 化石燃料依存教育水準は高く結果技術進歩も高い しかし エネルギーは化石燃料に依存する 理想的な世界教育水準 ガバナンスともに高水準であり 国際的に協調し その結果技術進歩も高い 適切なガバナンス高い教育水準グローバリゼーション 緩和策のチャレンジ SSP5 SSP1 SSP6 中庸な世界 SSP2 SSP3 SSP4 現実的な持続可能社会教育水準 ガバナンス 技術水準ともに高い アジア低炭素プロジェクトで使用 劣悪なガバナンス低い教育水準分断された世界 望ましくない世界教育水準 ガバナンスともに低く 世界は分断 技術は停滞 分裂社会国際的 各国内で社会的格差が開く分断された世界 技術水準は高いが貧困層は脆弱 適応策のチャレンジ 21

世界観 定性的なシナリオ SSP1 SSP2 教育水準 ガバナンスともに高水準であり 国際的に協調し その結果技術進歩も高い 教育水準の向上に伴い出生率は下がり 人口は低位で推移する 高い教育水準は適応策を容易にするとともに 高い技術水準がGHG 排出量を低下させ 緩和策も比較的容易に行える SSP1とSSP3の間に位置する中庸的な世界 SSP3 SSP4 SSP5 SSP6 教育水準 ガバナンスともに低水準であり 途上国と先進国の格差は拡大する 技術水準は低く 国際社会は分断されている 出生率は下がらず人口は21 世紀を通して増加する 適応策は困難であり かつGHG 排出量も増大し 緩和策の導入は困難となる 国際的 各国内で社会的格差が開く分断された世界 先進国は一部の高水準教育を受けたエリートに支配される 技術進歩は高く エネルギー効率は改善するため緩和策のチャレンジは小さくなる 一方 途上国では貧困は改善されず 温暖化影響に対して脆弱な地域に住む貧困層は経済成長の恩恵から取り残される 途上国 先進国ともに高度に技術発展 経済成長する 人口は低位に推移する しかし 高い割引率により非化石系エネルギーの導入は進まず エネルギー源として化石燃料に強く依存する 途上国の教育水準は高いため適応策は容易となる 高水準教育 ガバナンスによって高い経済成長となる 人口は中位に推移する 人類はさまざまな問題 社会的変化に対して反応でき 技術進歩も高い 従って 気候変化に対して適応するとともに 緩和策導入もスムーズに行われる 同時に 環境志向が強く 脱物質化や高効率交通の導入等が進む

SSP に関する主な結果 GDP と一人当たり GDP 700 600 500 80 70 60 50 40 30 20 10 0 SSP1 SSP2 SSP3 SSP4 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 1000$/cap 400 300 200 100 0 SSP1 SSP2 SSP3 SSP4 SSP5 SSP6 3.8 倍 SSP5 SSP6 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 世界の GDP 世界の一人当たり GDP 経済指標のみを見ても多様な世界を表現していることがわかる 2100 年で一人当たり GDP では 3 倍以上の違いを想定 23 tril $/ 年

SSP に関する主な結果 GHG 排出量パスと気温上昇 160 140 120 100 80 60 40 20 0 20 SSP1 SSP2 SSP3 SSP4 SSP5 SSP6 RCP2.6W/m2 RCP4.5W/m2 RCP6.0W/m2 RCP8.5W/m2 5 4 3 2 1 0 気候緩和策を取らなくても GHG 排出量は多様 中庸世界 (SSP2) でだいたい RCP6.0 と RCP8.5 の間 気候の応答は排出量ほどの幅がない 過去の排出が大きく影響している 24 SSP1 SSP2 SSP3 SSP4 SSP5 SSP6 GtCO2 eq/ year 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 気温上昇 ( )

SSP に関する主な結果 気候緩和策 12% GDP loss (%) 10% 8% 6% 4% 2% 0% SSP1 SSP2 SSP3 SSP4 SSP5 SSP6 2% 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 各世界から 2.6W/m2 へ濃度安定化 排出量削減により GDP ロスが発生する より緩和策チャレンジの小さな SSP1 SSP4 では GDP ロスは小さい 25

本課題が果たす役割世界を対象とした長期の温暖化シナリオ開発に向けて 世界の研究機関が協力して作業を実施しており 日本も本研究課題を通じて貢献している 国内の影響分野の研究者と先行的に連携することで シナリオの意義をアピールすることができる 世界の動きに対応した日本の対策 戦略に関しても本課題で検討する予定 世界の温室効果ガス排出削減目標に対する日本の貢献 どのような社会を実現したいか という問いに対して 日本型の姿を提示していきたい 26