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2050年に日本でカーボンニュートラルが実現されると経済、社会はどう変わる?

2021.01.18

2050年に「カーボンニュートラル」が実現された時点での日本の経済社会のあり方はどう変化するのか。

今回デロイト トーマツは2050年脱炭素社会における電源構成、再エネ大量導入を支えるエネルギーインフラ像、モビリティ電動化、水素活用等のシミュレーションを行い、主要論点をレポートとして公開した。

「カーボンニュートラル」が実現した日本の姿

1. カーボンニュートラル社会の電源構成・発電等コスト

カーボンニュートラル社会の電源構成において、再生可能エネルギー及び原子力発電といった脱炭素エネルギーのシェアはほぼ100%となります。シミュレーションではガス火力発電所において水素を活用する水素発電やCCS(CO2回収・貯留技術)を活用する場合、しない場合の2つのパターンで電源構成を試算している。

水素発電やCCSを活用できない場合、電力供給量が安定しない変動型再生エネルギー(風力・太陽光など)の割合が増加し(再エネ中心ケース)、基幹系統の新設・拡充に加え、需給調整の安定化のための蓄電設備に対する投資が拡大。加えて既存の火力発電のインフラの活用もできないため、発電・系統費用が増大する。

※上記グラフの金額はシミュレーション結果をベースとして、DTCで発電にかかる費用と系統・蓄電等のインフラ投資にかかる費用を推計したものだ。実際の電力需要者に課せられる電力料金は、この数値以外に各種費用等が加算されるため、実際の電力料金とは異なる。

2. 再生可能エネルギー大量導入を支えるエネルギーインフラ

シミュレーションではカーボンニュートラル社会において、多い場合で約40GW以上もの蓄電設備を導入する必要があることが分かった。その投資は電力コスト上昇の要因となるため、水素発電やCCSの導入、蓄電設備の代替として活用するためのEV(電気自動車)などの電動モビリティの普及、VPP(Virtual Power Plant)などのソフト的な需給調整、再エネの地産地消の推進、などの取り組みを行って、系統網の負荷を軽減する必要がある。なお、CCSや水素発電を導入することによって、蓄電池や系統網への投資は、導入しない場合と比べて1/3~1/4に抑制できる分析結果となっている。

3. エネルギーインフラとしての電気自動車(EV)の重要性

シミュレーションの結果、カーボンニュートラル社会においてはクリーンエネルギーを活用しつつ、モビリティの電動化(EVや燃料電池自動車)を進めることが必要であることが分かった。

変動型再生可能エネルギーの調整のための蓄電機能として、EVを活用することも可能として分析を行ったところ、乗用車におけるEV比率は約7割まで上昇することとなった。

4. セクターカップリング型水素社会の到来

本シミュレーション分析においては、変動型再生可能エネルギーの調整力として電解水素を生成し、需要側において燃料利用していくことを織り込んでおり、この場合、約1,300億Nm3の水素需要が推計された。

カーボンニュートラル社会においては、大量に生じる再生可能エネルギー余剰電力を活用してクリーン水素を生成し、熱源や輸送用燃料(E-fuel)、基礎化学原料等として利用する「セクターカップリング」の考え方が重要となる。

構成/ino.

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