課題名

IR-1 持続可能な国際社会に向けた環境経済統合分析手法の開発に関する研究

課題代表者名

井上 元 (環境省国立環境研究所地球環境研究センター)

研究期間

平成10−12年度

合計予算額

173,920千円(12年度 56,160千円)

研究体制

(1) 国際経済モデルの開発とアジアヘの適用、及び国際公共財の貨幣価値の計測に関する研究

(環境省国立環境研究所、東京大学、東京工業大学、大阪大学、
東京理科大学、関西学院大学、(社)環境情報科学センター)

(2) 環境・経済統合勘定の確立に関する研究

(内閣府経済社会総合研究所、(財)日本総合研究所)

(3) 投入産出モデルを用いた資源・環境負荷フロー勘定の確立に関する研究

(環境省国立環境研究所、九州大学、熊本大学)

研究概要

1.序(研究背景等)

 持続可能な発展において、環境保全と経済発展の両立は、最も重要な要素であり、地球環境政策の世界共通基本的目標である。その具体的目標の設定と達成方策の検討には、環境と経済を同じ枠組みの中で分析できる手法の開発が急務であることから、環境経済モデルと環境勘定を中心にした手法開発を進めてきた。これまで、日本をはじめとする先進国の問題を主な研究対象としてきたが、持続可能な国際社会の実現には、発展途上国をはじめとする他国との関係にも視野を広げることが不可欠である。

 

2.研究目的

 そこで本課題では、これまでの成果の蓄積を基礎として、持続可能な発展の重要な鍵のひとつと考えられる国際公共財や、発展途上国を含む多国間の経済の連関に関わる問題を中心にとりあげ、環境経済モデルおよび環境勘定の手法を適用することにより、環境と経済の統合にかかる政策決定の支援に資する分析手法の開発を行う。

 

3.研究の内容・成果

(1)国際経済モデルの開発とアジアヘの適用、及び国際公共財の貨幣価値の計測に関する研究

 この研究は、地球温暖化、酸性雨、地域大気汚染、水質汚濁、廃棄物問題、自然環境保線などの主要な環境問題に関して、それぞれのサブモデルと多国間経済モデルを統合した、多国間経済汎用モデルを開発することを目的としている。また、国際公共財の価値の推計およびアジア主要国のケーススタディーから得られた知見を取り入れながら、アジアの発展途上国における持続可能な発展のための方策についても検討することも目的とする。3カ年の研究を通じて、以下の成果を得た。

 

 ‘鯵愿最適化モデルを用いたクズネッツ曲線の生成過程の分析

 SO2排出量について経済の発展段階と環境汚染の関係を明らかにし、発展途上国についてより環境汚染の少ない経済発展の経路・方法を考えることを目的として、モデル改良とシミュレーション分析を実施した。まず、過去1世紀にわたる時系列データを用いた実証分析により先進国17カ国について環境クズネッツ曲線の成立を確認し、各国の曲線の特徴と違いを明らかにした。また、各国の環境クズネッツ曲線がピークとなる時期、その時点の一人当たりGDPの水準及び一人当たりのSO2排出量を整理した。そして、これら国別の曲線の違いをもたらす要因について分析した。

 次いで、この実証分析をもとにMERGEモデルを改良し、中国を対象にして環境クズネッツ曲線を再現するとともに、このモデルを用いて、どのような方策が環境クズネッツ曲線のピークを下げるか、即ち、低公害型の経済成長に移行させるかについて、シミュレーション分析を実施した。この結果、エネルギー供給セクターへの補助金は期待したほどの効果を持たず、中国国民の公害被害への理解と先進国からの技術移転の効果が高いことが分かった。

 

◆‘鯵愿最適化モデル等を用いたエネルギー技術及び温暖化対策の分析

 3年間の一連の研究で試みたことは、今後一層の推進が不可避である地球温暖化対策の実施に向けて、多様な対策シナリオおよび諸政策の社会・経済的有効性を評価し、望ましい政策策定への有用な情報提供に貢献できる分析モデルの開発とその適用である。温暖化対策の中心は、人間活動に伴うエネルギー消費、それに伴うCO2排出量をいかに低減するかに帰着する。そこで、経済活動とエネルギー消費の関係、エネルギー資源間および他の生産要素との代替関係、多様な技術代替の効果などを明示化、クローズ・アップすべく、従来的な経済モデルの拡張を試みた。主な成果を以下に示す。

−トランス・ログ型生産(費用)関数を用いた生産構造の推計により、各生産要素(資本、労働、原材料)とエネルギー間の代替・補完関係が確かめられた(推定弾力性:σKE0.33、σE0.72、σE0.60)。(平成10年度)

−産業連関モデルの係数内生化(トランス・ログ型生産関数の応用)と新古典派経済成長モデルを統合化した多部門一般均衡モデルの開発に挑戦し、高度の複雑化に伴い機能性に問題が残るが、一応の具体化を達成した。同時に、不確実性を考慮した環境政策の有効性評価の方法論について吟味した。(平成1011年度)

−一般均衡型エネルギー・経済・技術モデル(通称:後藤モデル)を拡張し、国内排出権取引制度の経済的有効性を評価した。そして、当結論は排出権売却収入の再分配方式(あるいは、初期配分)いかんに強く依存するが、炭素税と比較して、京都シナリオ達成の費用負担(含納税)は製造業全体で大幅に(70%以上)低減されると試算された。(平成12年度)

−なお、研究の推進に当たり関心の高い優秀な大学院生の参加を得た。悪戦苦闘しながらもメンバー間で有益な議論も交わされ、何人かは将来の研究者候補として有望視される。現時点では無形とはいえ、重要な成果として付け加えておきたい。

 

 動学的最適化モデルを用いた温暖化対策及びエコシステムの分析

 本研究は、エネルギー資源、技術、経済活動、環境影響に加え、土地利用と食糧需給、炭素回収隔離技術評価ブロックを加えた地球温暖化対策評価のための統合評価モデルMARIAMulti-regional Analysis for Resource and Industry Allocation)を基礎とし、さらに拡張を続けた研究活動である。平成10年度から平成12年度にかけての研究成果は、以下のようにまとめられる。

− IPCCの要請によって開始されたIS92シリーズに代わる新排出シナリオ策定作業においては、従来の1モデル評価に替わり、前提条件をそろえた上で複数のモデル結果を相互比較するマルチモデルアプローチが取られた。これに参加するため、地域数を8地域に拡張すると共に、原子力技術を明示的に評価するため核燃料サイクルブロックを導入した。

− 本拡張MARIAモデルはIPCC-SRESおよびIPCC-TARPost-SRES研究に参加しシミュレーション結果を提供した。

− 1990年代に大きな進歩を見せた気候変動モデル研究の成果を反映するため、Bern炭素循環モデルを導入した。これにより、IPCCの最新の気候変動研究成果と高い整合性を示すに至った。

− 温暖化対策としての流体燃料として近年注目されている水素利用技術の一つとして、低温(約500℃)メタンベース水蒸気改質技術評価を導入した。本研究においては、FBRとの組み合わせを取り入れている。

− 土地利用と食糧需給への温暖化影響をより具体的に見るため、GISを利用し、筑後モデルによる光合成効率を評価するモデルをMARIAモデルを補完する意味で開発した。

− アジア地域、特に中国やインドにおいては、国が広いだけに国内の地域性がエネルギー需給に重要内を持つと考えられるので、アジア途上国地域を15(うち中国を7、インドを5)に分割してエネルギー輸送と化石燃料資源の質の差を評価するモデルを開発した。

 

ぁ^貳牟儿侫皀妊襪鰺僂い心超税の分析

 本研究は、炭素税導入によって2010年以降の日本のCO2排出量を1990年の6%削減のレベルに安定化させる場合、それによって生じる経済への影響を分析し、炭素税収をどのように使えば、実質GDPの減少を小さくできるかを明らかにすることを目的とした。このため、第一に、17産業部門からなる動学的一般均衡経済モデルを開発し、第二に、このモデルを使って、炭素税の導入とともに、望ましい炭素税収還流の在り方、また、エネルギー関連税制の改革が経済影響に及ぼす影響について分析した。その結果は次のように要約できる。

− 炭素税収を政府支出拡大によって還流させる場合には、課すべき炭素税額は25,00036,000円/炭素トンとなり、実質GDP0.050.2%減少する。所得税還付によって還流させる場合には、税額は26,00038,000円/炭素トンとなり、実質GDP0.20.4%減少する。財政赤字を削減する場合には、炭素税額は27,00038,000円/炭素トンとなり、実質GDP0.150.3%増加する。

− 所得税還付の場合においてGDPロスが最も大きくなるのは、資本ストックが最も大きく減少するからである。すなわち、税収還流によって資本ストックの減少が大きいケースほど、実質GDPの低下は大きくなる。

− 石油製品製造業部門、および、石炭製品製造業部門の生産への影響は非常に大きく、他のエネルギー転換部門への影響の35倍となる。一方、その他製造業・その他鉱業部門及びその他サービス業部門への影響は非常に小さい。

 また、エネルギー税制を改革しつつ炭素税を導入する場合の経済への影響について分析している。現在のエネルギー関連税制には、相対的にCO2を多く排出する石炭使用を過度に促進し、そうでない石油関連の燃料を過度に抑制する問題点がある。したがって、このような税制を廃止した上で炭素税を導入することにより、税制改革をしない場合に比べて、実質GDPへの影響を半分程度小さくできることが明らかになった。

 

ァ.椒肇爛▲奪弋蚕僖皀妊襪鰺僂い森餾欖超政策の分析

 本研究では、新たに構築した多地域世界エネルギー需給モデルを用いて、京都議定書のシミュレーションと京都メカニズムの有効性などを検討した。新モデルは、世界を54地域に分割して表現し、その変数の個数は約50万個にも達する大規模なものとなっている。本エネルギーモデルを用いたシミュレーションの結果、次のような知見を得た。

 まず、CO2削減対策を行わなければ、2012年のCO2排出量は世界全体で炭素換算約90億トンに達する。国内対策のみでの対応では、先進国はCO2排出量削減のため大きな負担を余儀なくされる。旧ソ連/東欧諸国は、第一約束期間中には排出枠に達することはなく、多量のHot Airが発生する。排出取引の導入は、先進国における削減費用を大幅に低減させる。ただし、大量のHot Airが市場に流出し、世界全体の排出量自体は排出取引がない場合よりも増加する。排出取引市場では、ロシアの売却量が非常に大きくなると考えられ、ロシアが強い影響力を持つ。

 そして、CDMの導入はAnnex Iの削減費用を大幅に低減させる。また非Annex Iの排出量の伸びを抑制できる。非Annex Iの中で主に排出削減を行う地域は、中国、インド、東南アジアなどのアジア諸国である。CDMバンキングは対象期間中の全体的な削減になり、対策費用はさらに低減される。

 今後は、京都議定書に関する現状の国際政治的な状況を見極めつつ、より精度の高い解析を行うことが望まれる。また、エネルギーモデルの課題としては、より精密な評価のための各種データの収集や更新が挙げられる。

 

国際公共財の評価手法の基礎的分析

 本研究では、調査回答に際して被験者がとる行動に注目し、CVM調査の特性を調べた。特に、調査における効用水準の変化に注目した。

 平成10年度には調査票作成、予備調査実施等の準備を行った。11年度にはプロトコル分析法を用いて調査を実施した。この結果、今回の地球温暖化対策に関するCVM調査では、被験者がそこで得られた情報を利益ととらえたことがわかった。しかし、利益を得た被験者がより意欲的に調査に参加するという仮説は裏付けられなかった。また、この調査では、調査で生じるバイアス2点について、解決策を検証した。第一に、複雑な現象である温暖化問題への情報提供について調査票(ハイパーテキスト形式)に他サイトヘのリンクを設けることを検討した。これについては、調査票の表現に起因する多様な疑問の解消に一定の役割を果たし、被験者の興味を深める効果もあることがわかった。ただし、リンク設計上の注意点も明らかになった。第二に、被験者に温暖化対策の手法を複数提示することが、シンボリックバイアスの軽減、および調査の信憑性維持に役立つことが明らかになった。

 平成12年度においては、次の仮説を検討した。〆發亡悗靴禿切な量の情報を与えるとCVMにおけるWTP回答の信頼性が向上する。◆幣霾麥未箸牢愀犬覆)調査参加自体から効用を得た被験者の信頼性が向上する。なお、信頼性の指標として、杉並区居住世帯に対する2回の調査におけるWTP一致率と2回目返信状況を用いた。また、温暖化問題小冊子のある組(A型)とない組(B型)を設けた。第一の仮説に関しては、調査で得られた主観的な情報量の適不適と回収率、WTP一致率の間には明確な関連が見いだされなかった。むしろ、物理的な情報量の多いA型で主観的な情報量に関わらず2回目返信確率が低下した。第二の仮説に関しては、特にA型で調査の効用と信頼性指標の間に関連が見られた。「調査全体に対する満足感」「1回目調査の所要時間」と2回目返信状況、調査の「社会的意義」とWTP一致率に予測どおりの関係がみられた。一方、B型では「調査全体に対する満足感」の高い者の返信確率が増大したが、WTP一致率に対して有意な変数はみられなかった。最初の結果とあわせると、長大な調査票、小冊子による高負荷のもとで、調査の効用の程度が信頼性に影響を与えやすいと解釈できる。

 

Д▲献△了続可能な発展のための方策に関する検討

 アジアの持統可能な発展のための方策については、今後急速な発展が予想される中国、インド及びインドネシアに焦点を当て、人口増加と経済成長、それに伴う自然資源の消費と環境質の悪化、エネルギー消費とCO2の排出、都市化に伴う環境面への影響など、主要なセクターの現状と課題をレビューするとともに、中国のグリーンGDPの推計及びアジア太平洋地域のサブリージョナル機関の実態調査を実施した。

 

(2)環境・経済統合勘定の確立に関する研究

 環境・経済統合勘定(Satellite System for Integrated Environmental and Economic AccountingSEEA)を実用化するために、廃棄物処理とリサイクル活動に焦点を絞った廃棄物勘定の開発及び環境保護のために行った経済活動状況の状況を示す環境保護支出勘定の開発を行い、その成果等を利用してSEEAの精緻化を行った。

 ’儡物勘定

 1995年の廃棄物処理に伴う環境負荷の貨幣換算値は、18億円であり、その内訳は、大気汚染が85億円、地球温暖化が407億円、廃棄物の最終処分にかかる土地占有が9,516億円であった。

◆ヾ超保護支出勘定

 1995年の環境保護のための国民支出は、16108億円であり、対GDP比は3.2%であった。その内訳は、一般政府が123,341億円、産業の専門生産者が17,020億円、産業の非専門生産者が、1868億円、家計が8,878億円であった。

 環境・経済統合勘定

 SNA93SNA体系への移行に伴う変更及び廃棄物勘定の試算並びに環境保護支出

 勘定の試算結果を基にSEEAの精緻化を行った。その他、原油の輸入について、全世界の地下資源採掘状況と我が国の輸入状況を基に資源の枯渇に関する貨幣評価値を試算したが、本来は輸入国でなく産出国で計上すべきであること、採掘に伴う環境悪化を考慮していないことからSEEAには計上しなかった。

 これらの研究成果は、国連のSEEAハンドブックの改訂作業を担っている「ロンドングループ」での公表等を通じてSEEAハンドブック改訂の国際議論に貢献している。

 

(3)投入産出モデルを用いた資源・環境負荷フロー勘定の確立に関する研究

 本研究は、自然環境から経済活動への資源の投入フローおよび経済活動から自然環境への廃物の産出フローの総量・部門別の内訳や、経済主体間で資源が生産活動を経て製品に形を変え、消費の後に廃棄されたり、資本として蓄積される過程を、投入・産出表の形式で表現した物量単位の環境勘定の作成を目的とする。

 このため、ドイツで作成された物的産業連関表(PIOT)や産業連関分析の環境面でのさまざまな拡張・改良を包含する枠組みとして、「多次元物量投入産出表(MDPIOTMulti-Dimensional Physical Input Output Tables)」の枠組みを提案した。その有用性を実証するため、化石燃料、金属、建設原料材の3分野を対象として既存データをもとに勘定表を試作するとともに、表形式の汎用ソフト上で、部門の分割・集約など柔軟な形式で勘定表を表示する機能の開発を行った。また、1995年産業連関表を用いて、従来から行ってきたCO2排出量データの更新、精度向上を行うとともに、排出構造の経時変化を明らかにした。

 一方、日本、米国、ドイツ、オランダで進めてきたマテリアルフローの国際共同研究について、第一期に行った資源の投入フローに続き、人間活動から自然環境への排出フローについて、オーストリアを加えた5ヶ国の間で共同研究を進め、DPODirect Processed Output)、TDOTotal Domestic Output)、NASNet Additions to Stock)等の指標を提案して国際比較を行い、成果報告書を共同出版した。第1期の報告書とあわせ、先進工業国の資源の大量消費、大量廃棄の現状と推移を示し、持続可能な発展に向けて、大量のモノに依存した経済社会の転換の必要性を指摘した。

 また、国連統計局によるSEEAやオランダで開発されたNAMEAなど世界を代表する環境勘定体系の主要な要素を含み、さらに地球環境間題の分析用に拡張した枠組みとして、包括的環境・経済統合勘定行列(GAMEE)を提案した。さらに、都市レベルでの物質の投入・産出フローの事例分析、建設原材料のフローと建設物ストックの定量化、食品のマテリアルフローおよびこれに伴う炭素分・窒素分のサブスタンスフロー分析など、地域や特定部門の活動に着目した実証研究を行った。

 

4.考察

 本研究課題においては、環境経済モデル、環境の貨幣価値評価手法、ボトムアップ技術モデル、国際公共財の評価手法、貨幣単位および物量単位の環境勘定などの手法を軸に、環境と経済との統合的な分析・評価のための手法開発を行った。研究のさらなる発展のためには、個々の手法のこれまでの研究成果の蓄積を相互に活かしていくことが望まれる。また、経済活動部門の細分化や多国間にまたがる具体的な問題への手法の適用による実証分析などについてさらに研究の発展が望まれる。こうした点は本課題を構成してきた主要な要素ごとに研究を進める中で取り組むことが可能と考え、横断的な総合化研究としては、終了することとした。

 

5.研究者略歴

課題代表者:井上 元

1945年生まれ、東京大学教養学部卒業、理学博士、現在、国立環境研究所地球環境研究

センター総括研究管理官

主要論文

1) Airborne measurements of atmospheric methane over oil fields in western Siberia, Geophys. Res. Letters 1996. 6

2) Aircraft measurements of the stable carbon isotopic ratio of atmospheric methane over Siberia, Global Biogeochemical Cycles, 1996. 10

3) Distribution of tropospheric methane ober Siberia in July 1993, J. Geophysical Research, 1997. 5

 

サブテーマ代表者

(1):森田恒幸

1950年生まれ、東京工業大学工学部卒業、工学博士、現在、国立環境研究所社会環境

システム研究領域 領域長

主要論文

1) T. Morita : The Sustainable Future of the Global System III, F. Lo et al. (eds), United Nations University (2000) "Global Modeling and Future Scenario for Climate Stabilization based on SRES World - A Comparative Analysis on Development Paths and Climate Policies -"

2) T. Morita, N. Nakicenovic, and J. Robinson : Environmental Economics and Policy Studies, 3, 2, 65-88 (2000) "Overview of Mitigation Scenarios for Global Climate Stabilization Based on New IPCC Emission Scenarios (SRES)"

3) N. Nakicenovic, J. Alcamo, G. Davis, B. De Vries, J. Fehhann, S. Graffin, K. Gregory, A. Grubler, T.Y. Jung, and T. Morita : A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change, N. Nakicenovic et al (eds), Cambridge University Press (2000) "Special Report on Emissions Scenarios"

 

(2):明石健吾

1966年生まれ、九州大学大学院農学研究科修士課程修了、環境庁入庁、現在、内閣府経済社

会総合研究所国民経済計算部地域・特定勘定課課長補佐

 

(3):森口祐一

1959年生まれ、京都大学工学部卒業、博士(工学)、現在、国立環境研究所社会環境システム

研究領域資源管理研究室長

主要論文

1) 森口祐一、近藤美則、清水浩:わが国における部門別・起源別二酸化炭素排出量の推計、エネルギー・資源、14(1), 32-41(1995)

2) A. Adriaanse, S. Bringezu, A. Hammond, Y. Moriguchi, E. Rodenburg, D. Rogich H. Shuetz : Resource Flows - Material Basis of the Industrial Economies -, World Resources Institute, 66p (1997)

3) Y. Moriguchi : Recycling and waste management from the viewpoint of material flow accounting, J. Material Cycles & Waste Management, 1 (1), 2-9, (1999)