課題名

B-14 地球温暖化対策技術の評価及び評価手法の開発に関する研究

課題代表者名

曽根 悟 (東京大学工学部電気工学科)

研究期間

平成2−5年度

合計予算額

170,726千円 (うち5年度 42,109千円)

研究体制

(1) 地球温暖化対策技術総合評価システムの開発に関する研究(東京大学)

(2) エネルギー・製造関連分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究(通商産業省電子技術総合研究所)

(3) 都市・交通分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究

   交通関連分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究

(東京大学)

  都市関連分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究

(建設省建築研究所)

(4) 民生・生活関連分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究

   二酸化炭素の発生アナリシスと対策技術探索、評価に関する研究(環境庁国立環境研究所)

  微量温室効果ガスの発生アナリシスと対策技術探索、評価に関する研究

(厚生省国立公衆衛生院)

(5) 農業関連分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究

(農林水産省農業環境技術研究所)

研究概要

 地球温暖化対策を進めるに当たっては制度や規制の導入のように政策的な対応も重要であるが、対策として有効な技術の開発とその普及が必要不可欠である。このような技術の開発と普及に当たっては事前に十分な評価を行うことが必要とされる。このような背景の中で、地球温暖化対策技術の開発と普及に当たっては個別の対策技術の評価、経済性、安全性、社会的適合性、起こりうる新たな問題点、技術開発の困難度等を正確に評価した上で各対策の組み合わせによる総合的な評価を行うことが有効である。本研究では、このような評価を行うためのモデルを開発するとともに、評価の手法を確立することを目的とする。また、本研究のねらいは、対策技術の組み合わせによる温暖化対策の効果を投入費用や社会的受容性等との関連で評価することにある。このために、対策を考える分野として、エネルギー転換・供給、製造業、都市活動、交通、民生・生活分野、農業分野の6分野に分け、サブテーマ2から5までが個別分野の検討を行った。サブテーマ1は、個別分野の対策に拘らず全体として対策技術の評価を行った。

研究成果

 サブテーマ(1)の「地球温暖化対策技術総合評価システムの開発に関する研究」においては1)対策技術の総合効果の数量的評価手法についての検討、2)いくつかの重要個別対策技術の総合的検討の二つの範囲に絞り研究を進めた。まず前者に対しては、CO2排出の3要素分解評価手法について、その特性を検討した。また、この評価法を補う目的で、産業連関分析手法の応用について検討した。この場合、特に省エネルギー・省資源の総合影響をとらえることに主眼を置いた。後者については、対策として社会システム的な取扱いが重要であると思われるコージェネレーションを中心に、そのより詳細な総合検討を行った。

 サブテーマ(2)の「エネルギー・製造関連分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究」においては、エネルギー技術評価用に開発された線形計画モデルMARKALMarket Allocation)の電総研版を主なツールとして、エネルギー利用に関するCO2排出対策の評価を行った。その成果を挙げると、1)エネルギーシステムの長期的な構成の変化を考慮に入れつつ、エネルギーシステム全体からのCO2排出量を最も効率的に低減するという観点から、エネルギー利用に関する地球温暖化対策技術を定量的に評価する方法を確立した。2)ライフタイムで見た地球温暖化対策技術のCO2排出低減能力、経済性に関する費用対効果、環境負荷に関する費用対効果を評価するための指標として、CO2排出低減ポテンシャル、費用対低減比を提案し、エネルギー・製造関連分野の対策の中で大きなCO2低減効果が期待される発電技術の評価を行った。3)対策技術がCO2排出低減効果を発揮するメカニズムを分析し、対策技術の適切な組み合わせを考察した。4)わが国のエネルギーシステムの分析に適するように、Edmonds-Reilleyモデルを改良し、海外の安価な水力発電で製造された水素の利用によるCO2排出低減効果の定量評価を試みた。

 サブテーマ(3),痢峺鯆夢慙∧野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究」では、まずトータルエネルギーモデルを構築し、総費用を目的関数としてこれを最小化する最適化計算によってCO2抑制対策における代替燃料車の導入の位置づけを検討した。そのために、1)静学モデルによる近未来の具体的なCO2低減方策を評価し、2)代替燃料車などの有望な方策が市場に普及するための動学シナリオを開発した。さらに、自動車交通のエネルギー消費量は、個人のライフスタイルや交通状況(渋滞の有無等)によって大きく影響を受けるために、この影響についても回帰分析を行った。

 サブテーマ(3)△痢崚垰坿慙∧野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究」では、都市開発活動に着目し、都市分野における建設活動に直接、間接に起因するCO2の発生について総合的に推計する手法を開発し、都市開発活動に伴うCO2排出量削減のための対策技術とその評価手法を明らかにすることを目的とした。そのためまず、1985年産業連関表基本表をもとに本研究の目的に適した正方441部門産業連関表を作成し、それに基づき誘発CO2排出量の推計を行った。また、CO2排出削減対策の導入効果の検討を、セメント、鉄鋼、運輸の3項目に関して定量的に行った。都市開発活動に関連する建設部門のCO2排出削減対策として、1)低CO2構法として床面積あたりセメントや鉄鋼消費量の小さい構法を開発して優先採用する、2)セメント消費量の小さいコンクリート技術を開発する、3)骨材の供給体制及び残土の処理体制として自動車輸送トンキロの小さい体制を確立する、が挙げられる。

 サブテーマ(4),痢崙鷸晴獣坐任糧生アナリシスと対策技術探索、評価に関する研究」では、最近エネルギー消費の伸びが著しい民生部門のCO2の排出実態を明らかにした上で、排出量を抑制するための対策技術を探索し、その効果、経済性、社会的受容性などの評価を行うことを目的とした。ここでは、次のような研究を行った。1)わが国のCO2排出量の体系的な推定を行った。2)エネルギーバランス表に基づく部門別・起源別のCO2排出構造の推計方法を開発した。3)産業連関分析の応用によりエネルギー以外の財・サービスの消費による間接的なCO2排出量を推計した。4)家庭で出来る対策をリストアップし、社会的受容性の調査を行い、その削減可能量の推計を行った。5)世帯の属性と対策行動の阻害要因の関係を分析した。6)資源のリサイクルポテンシャルの評価を鉄を例にして行い、どこからのリサイクルに注目すべきかを明らかにした。

 サブテーマ(4)△痢嵌量温室効果ガスの発生アナリシスと対策技術探索、評価に関する研究」においてに、廃棄物焼却などの燃焼排ガスや廃棄物埋立地の発生ガスなどの分解ガスに伴って放出されるCO2、メタン、亜酸化窒素、一酸化炭素、低級炭化水素、ハロゲン化炭化水素類等の地球温暖化関連の化合物のために、簡便で高精度な試料採取法や分析手法を開発した。廃棄物処理に伴い発生する温室効果ガスの発生因子を総合解析し、まず、それらにかかわるデータベースの整備・解析、さらに焼却、埋立、し尿処理等の各プロセスから放出される温室効果ガスの実態調査を行った。そして、焼却プロセスから放出される温室効果ガスの発生総量、さらに他の固定燃焼施設を含めたメタンの排出総量を国内、国外について推定した。また、廃棄物処理に伴い発生する利用可能エネルギー量や、それらの処理で現在消費しているエネルギー量などについても推算をした。

 サブテーマ(5)の「農業関連分野の温室効果ガスアナリシス、対策技術探索、個別技術評価に関する研究」では、温暖化抑制の観点から、肥料・農薬の低減及び省エネルギーを図り、農業生産効率を高めた環境保全型の農業技術を開発するため、1)既存の文献・資料の整理を行った。2)統計手法により、農業分野におけるエネルギー消費とCO2排出量の実態を定量的に解明した。3)CO2排出抑制・省エネルギー及び環境保全などの具体的個別技術の特徴および将来性を検討した。4)これらの個別技術について、全国の農業大学教官、国公立農業研究所・試験場研究者、農業改良普及員等を対象としたアンケート調査によって評価した。