第2節 環境への適合を巡る課題への対応の基本的考え方

1.地球温暖化問題

(1)国内での対応の考え方

我が国では、エネルギー利用、すなわち石炭・石油・天然ガス等の化石燃料を燃焼させることによって排出される二酸化炭素の割合は、温室効果ガス排出量全体の約9割を占めています。これを「エネルギー起源の二酸化炭素排出量」といい、日本の地球温暖化対策の重点的な対象となっています。

我が国は、京都議定書目標達成計画において、2010年度までにエネルギー起源の二酸化炭素排出量については、基準年総排出量比で+0.6%の水準に抑制することを目標としていますが、2002年度実績で1990年度比12.0%増加しています。目標を達成するためには今後、環境と経済を両立させながら、効率的に二酸化炭素の排出を抑制することが必要です。

エネルギー起源の二酸化炭素排出量を抑制するためには、先ず、同じレベルの生活や経済活動に必要なエネルギーを少なくする「省エネルギー」が必要です。使い方を工夫したり、最新の技術を利用したりすることで、無駄なエネルギーを使わないようにしたり、必要なエネルギーを抑えたりすることができます。

次に、発電所では、多くのエネルギーが海水中や大気中に使われずに熱として発散されています。このようなエネルギー転換部門の「エネルギーロス」の低減により、必要な化石燃料を抑えることができます。

さらに、同じエネルギーを得るにも、二酸化炭素を排出しない、またはより二酸化炭素排出量が少ない燃料を利用することにより、二酸化炭素排出量を抑えることができます(第122-1-1)。

【第122-1-1】我が国のエネルギーバランス・フロー概要(2003年度)

【第122-1-1】我が国のエネルギーバランス・フロー概要(2003年度)

〔1〕省エネルギーによる二酸化炭素排出量の削減

同じ性能でも最新の技術を利用すること、例えば、電気の消費量が少ない家電製品に替えることで、得られる効用は同じでも少ない消費電力で済むことになり、二酸化炭素排出量の削減に結びつきます。

エネルギー消費は、増大を続けているため、依然としてエネルギー需要の5割近くを占める産業部門、近年エネルギー需要が大幅に増加している民生部門、運輸部門といったそれぞれの分野の特徴に対応した省エネルギー対策等を行っていくことが重要です。

また、技術開発もブレークスルーによって大幅なエネルギー効率の改善が図られる可能性の高い対策であることから、省エネルギー対策の必要性の高い分野を抽出し、十分な省エネルギー効果の得られる技術を選定していく等、需要対策から見た戦略的な技術開発を進めています。

〔2〕エネルギーロスの低減

次に、化石燃料から二次エネルギーである電気等へのエネルギーの形態の転換にあたって生じる転換ロス対策も重要です。

現在、発電所で石炭を燃やして電気を作る場合、石炭のエネルギーの約4割しか電気に変わっていません。残りはロスとして熱が水中や大気中に発散されています。エネルギーの変換効率を上げてロスを減らし、必要な化石燃料の消費を減らすことにより、化石燃料の燃焼によって発生する二酸化炭素排出量を削減することができます。あるいは、ロスとして今まで利用されていなかったエネルギーを熱等の形で有効に利用すれば、その分のエネルギーを節約することができます。

(ア)発電効率の向上

発電所のエネルギー変換効率(発電効率)は従来型の石炭ボイラーで約40%ですが、最新式の天然ガスによる複合(コンバインドサイクル)発電では約50%に達しており、将来的にはMACC(More Advanced Combined Cycle)の導入によって更なる効率向上が見込まれます。このように発電のロスを減らすために、熱効率の高い発電方式等を開発し、利用を促進しています。

(イ)コージェネレーションの推進

発電する時に捨てられている熱を有効に使えば更にエネルギーの有効利用が図られることになります。現在、家庭や業務部門等の消費者の多くは電気を電力会社から、温水の給湯に必要なガスや電気はガス会社や電力会社から購入しています。発電所で電力を発生させる段階では熱が発生しており、この熱が排熱として捨てられロスとなる一方で、温水の給湯等にガスや電力を別途購入していることになります。

これに対して、発電と発電に伴う熱を同時に利用することにより、エネルギー使用量を減らすことができます。このような発電と熱利用を同時に行うシステムをコージェネレーションといいます。

発電のみの従来のシステムでは、エネルギー変換効率は35%程度です。コージェネレーションは、石油や天然ガス、LPガス等の燃料でガスタービンやピストンエンジン、さらには燃料電池により電力(動力)を作ると共に、排熱を給湯や冷暖房の熱源に利用して、最終的に70~80%のエネルギー変換効率を得ようというものです。第122-1-2は、天然ガスによるコージェネレーションの仕組みを概念図で表したものです。家庭やホテル等にコージェネレーションを導入すれば、捨てられる熱を温水として給湯用に利用することで給湯用のエネルギー消費量を節約することができます。ただし、発生する熱を効率的に使用できなければ、高いエネルギー変換効率は実現できないため、熱需要に合った適正な規模のシステムの導入を図るなど、エネルギー効率の高いコージェネレーションシステムの普及を促進しています。

【第122-1-2】コージェネレーションの仕組み

【第122-1-2】コージェネレーションの仕組み

〔3〕二酸化炭素の排出量が少ないエネルギーの利用

エネルギーを得るにも、二酸化炭素を排出しない、または二酸化炭素の排出量がより少ないエネルギーを利用することも大きな対策となります。

原子力発電、太陽光発電、風力発電等は、発電過程で二酸化炭素を排出しません。化石エネルギーによる二酸化炭素排出量(燃焼時)は、石炭、石油、天然ガスの順に小さくなります。

発電について見ると、各種発電方式の建設、燃料の採掘、輸送、精製、運転、保守等の全てに対して二酸化炭素排出量を考慮した、各種電源別の二酸化炭素排出量(LCA評価)は、電力中央研究所の試算によると第122-1-3の様になります。火力発電は、石炭・石油・天然ガスといった化石燃料を燃焼させるので、二酸化炭素の排出量が他方式に比べ大きな発電方式といえます。火力発電の中では液化天然ガスを燃料とするLNG火力発電は比較的排出量が少ない発電方式です。LCA評価でも原子力発電や再生可能エネルギーの水力発電、風力発電等は、非常に少ない排出量となっています。

【第122-1-3】発電方式による二酸化炭素排出量

【第122-1-3】発電方式による二酸化炭素排出量

【第122-1-3】発電方式による二酸化炭素排出量(xls形式:35KB)

このため、発電過程で二酸化炭素を排出しない原子力、新エネルギー(太陽光、風力)等の非化石エネルギーの一層の導入促進を行っています。また、化石エネルギーの間では、二酸化炭素排出量がより少ない天然ガスへの転換を促進しています。

(2)国際的な対応

また、京都議定書においては、世界規模での温室効果ガス排出削減を進め、また、その費用を最小化することを目的として、「京都メカニズム」というシステムが認められています。

我が国は、省エネルギーが相当程度進み、産業構造も高度化していることから二酸化炭素排出削減の余地は限られており、第1章で述べたとおり温室効果ガス排出削減のための限界費用は非常に高くなります。しかし、エネルギー消費の効率化や燃料転換等に未だ余裕がある先進国、もしくはエネルギー消費効率が低いが発展途上国では、低い費用で二酸化炭素を削減する余地が数多く存在します。

附属書I国(先進国及び市場経済移行国)間で排出削減のための事業を共同実施(Joint Implementation:JI)することにより、それに係る費用は我が国の限界排出削減費用を大きく下回ることが推計されています。また、クリーン開発メカニズム(Clean Development Mechanism:CDM)等を通じた途上国からの排出権を含めた場合、その費用は、さらに低下すると見込まれます。

我が国のように国内の限界排出削減費用の高い国では、積極的に京都メカニズムを活用することによって、約束達成に必要な費用を低減させつつ、優れた技術の普及により国際的な排出削減への貢献が可能になるといえます(第122-1-4)。

【第122-1-4】主要地域における国内の限界排出削減費用の推計(2010年)

【第122-1-4】主要地域における国内の限界排出削減費用の推計(2010年)

【第122-1-4】主要地域における国内の限界排出削減費用の推計(2010年)(xls形式:31KB)

国は、このようなメリットを有する京都メカニズム、すなわち、取引主体・取引形態別にクリーン開発メカニズム(CDM)、共同実施(JI)、排出量取引(Emissions Trading:ET)という3つの仕組みの環境整備等に取り組んでいます。

また、現在、民間事業者による京都メカニズムの活用が進展しています。2004年度末までに、JI1件、CDM15件について政府承認に至っています(第122-1-5)。

【第122-1-5】民間事業者による取組の現状

【第122-1-5】民間事業者による取組の現状

【第122-1-5】民間事業者による取組の現状(xls形式:27KB)

COLUMN

○共同実施(JI)

共同実施(JI)は、削減約束を有する附属書I国(先進国及び市場経済移行国)が、他の附属書I国で行った温室効果ガス削減プロジェクトによる排出削減量を、自国の削減量としてカウントできるというものです。温室効果ガスの削減費用が自国より安価な附属書I国において、省エネルギー等の温室効果ガス排出量削減プロジェクトを実施し、そこで削減された排出量の一部、もしくはすべてを自分の約束達成の為に参加者(国・事業者)が得ることができるという仕組みです。実際の取引は、プロジェクトのホスト国が、排出削減量に応じて自国の初期割当量単位(AAU:Assigned Amount Unit)をERU(Emission Reduction Unit)に転換して投資国(事業者)に移転することになります。ERUには、プロジェクトの概要等の情報が付記されて管理されることになっています(第122-1-6)。

【第122-1-6】共同実施の概要

【第122-1-6】共同実施の概要

共同実施を機能させるために、国際機関による取引ルール等の標準化や国内制度の環境整備を行う必要がある点は排出量取引と同じです。またプロジェクトの選定や、プロジェクトを通して獲得されるERUをいかに計算するかの問題等、制度の整備を行う必要があります。

○クリーン開発メカニズム(CDM)

JIが排出削減目標を設定された附属書I国間での取引であるのに対して、クリーン開発メカニズム(CDM)は附属書I国が途上国で行ったプロジェクトを通して、排出削減量を獲得できるという仕組みです。附属書I国が途上国で行う投資等を通してある基準(ベースライン)を下回った「追加的な」排出削減量(削減量=CER:Certified Emission Reduction)を参加者(国・事業者)が得ることができるというものです(第122-1-7)。この制度では、途上国が排出割当を保有していないため、排出削減量が正しいかどうかを正確に評価する必要があります(JIはホスト国が過分のERUを発行すると自国の目標達成上不利益を被るので、基本的には2国間での合意を通して排出削減量の正確性が担保されます)。この評価にあたっては、当該事業による削減実績の評価・認証を行うための国連気候変動枠組条約事務局のCDM監督機関(CDM理事会)が設立されるとともに、監督機関に認定された指定運営組織(DOE:Designated Operational Entity)が事業評価を実施することになります。

【第122-1-7】クリーン開発メカニズムの概要

【第122-1-7】クリーン開発メカニズムの概要

一般にCDMは附属書I国から途上国に向けた技術・資金の移転を可能とするスキームであると評価されています。経済の発展段階にある途上国にとって、環境対策への取組を経済の拡大とともに実施することは、資金的・技術的に困難であり、途上国にとってそういった対策を経済効率的に促進する可能性が期待できます。

○排出量取引(ET)

排出量取引は、京都議定書において排出目標が設定された附属書I国間で、温室効果ガスの排出量の取引を行うというものです。2008年から2012年の第一約束期間において、自国内における温室効果ガス排出量が約束した排出量を上回っている国、もしくは事業者が、約束した排出量を下回った国から温室効果ガスの排出分を購入し、排出約束を達成するというものです(第122-1-8)。国内で排出削減を行う費用より、国際排出権価格の方が安ければ、海外から排出分を購入した方が、約束達成に必要な費用をより少なくすることが可能となります。

実際に排出量取引を行うには、その取引のための環境整備を行う必要があります。また事業者も排出量取引に参加することも可能です。

【第122-1-8】排出量取引の概要

【第122-1-8】排出量取引の概要

2.大気汚染

大気汚染の原因となる汚染物質は主に、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)、粒子状物質(PM)があげられます。化石燃料を燃焼する際に、燃料中の硫黄が大気中の酸素と反応し硫黄酸化物ができ、また、燃焼による熱で大気中の窒素と酸素が反応し窒素酸化物ができ、燃料中の炭素原子が、不完全燃焼した場合には、煤が粒子状物質として排出されます。

これまで、火力発電等の固定発生源については、環境規制の強化とあわせて排煙脱硝・脱硫装置が整備され、環境問題への対応が進められてきました。また、ディーゼル自動車等の移動発生源については、排出ガス規制や燃料の品質規制とあわせて、排気後処理装置の装着や、燃料中の硫黄分の低減を進めることにより、窒素酸化物と粒子状物質の排出削減に積極的に取り組んでいます。