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2021 年度 実施状況報告書

技術・経済・社会的制約を踏まえた世界CO2ゼロ排出のフィージビリティ評価

研究課題

研究課題/領域番号 20K14860
研究機関京都大学

研究代表者

大城 賢  京都大学, 工学研究科, 助教 (00601569)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード気候変動緩和 / エネルギーシステム / 統合評価モデル / 脱炭素社会 / パリ協定 / エネルギー政策
研究実績の概要

本年度は、(1)初年度に先行して開発を進めていた世界を対象としたエネルギーシステムモデルの更なる開発、(2)それを用いた世界CO2ネットゼロ排出を達成するエネルギーシナリオ分析を行った。
(1)世界エネルギーシステムモデルの開発では、ネットゼロ排出において有効と考えられる革新的技術の追加、世界全域を対象とした気象データに基づく再生可能エネルギーポテンシャルの推計およびモデルへの実装を行った。革新的技術として、水素の転換・輸送・消費技術および空気中からCO2を回収し隔離する技術(Direct Air Capture: DAC)を追加した。また、炭素回収利用(Carbon Capture and Utilization: CCU)技術の追加に着手・試算を行い、回収したCO2と水素から生成する合成燃料が、運輸など特定の部門において導入され得ることを確認した。
(2)では、世界エネルギーシステムモデルを用いて、今世紀中頃までに世界CO2ネットゼロ排出を達成するシナリオ分析を実施した。その際、炭素回収貯留(CCS)やバイオマスなど、ゼロ排出達成において重要と考えられていた技術について、社会・技術的な諸制約を考慮し、これらの技術普及に制約を設けたシナリオについても分析を行った。さらに、当初3年目に予定していた政策強化ケースの一環として、水素エネルギーキャリアおよび直接空気回収(DAC)の評価を行った。結果として、CCS、バイオマスの諸制約を考慮した場合でも、2050年の世界CO2ゼロ排出は技術的に可能であり、そのようなケースでは、水素エネルギーキャリアの拡大が電化と並び重要な技術対策となり得ることを明らかにした。本成果は国際学術誌Applied Energy (IF:9.746)に掲載された(Oshiro and Fujimori, 2022)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

世界エネルギーシステムモデルの開発は予定通り進行しており、本年度はその成果の一部が国際学術誌に掲載されている。また、当初3年目に予定していた政策強化ケースの分析の一環として、水素エネルギーキャリアの評価を実施するとともに、それ以外の革新的技術の評価にも着手している。以上より、総合的にはおおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

2年目で先行的に評価を行った水素エネルギーキャリアの利用形態の一環である、空気中等から回収したCO2と水素を組み合わせた合成燃料の利用拡大が、世界CO2ネットゼロ排出に及ぼす影響を考慮できるよう、引き続きモデル開発に取り組む。また、これらの革新的技術を考慮した上で、2年目で評価したCCSの諸制約に加えて、電化など他の技術の諸制約も考慮した上で、世界ネットゼロ排出のフィージビリティの評価を行う。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた状況:新型コロナウイルスの影響により、当初予定していた学会参加が取り止めとなり、2年目に予定していた旅費の一部に残額が生じた。
翌年度使用計画:翌年度において追加的に学会参加・論文発表を行う。これにより、3年間の合計で予定していた研究成果の発表を計画通り遂行する計画である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Role of hydrogen-based energy carriers as an alternative option to reduce residual emissions associated with mid-century decarbonization goals2022

    • 著者名/発表者名
      Oshiro Ken、Fujimori Shinichiro
    • 雑誌名

      Applied Energy

      巻: 313 ページ: 118803~118803

    • DOI

      10.1016/j.apenergy.2022.118803

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Good practice policies to bridge the emissions gap in key countries2022

    • 著者名/発表者名
      Baptista Luiz Bernardo、Schaeffer Roberto、van Soest Heleen L.、Fragkos Panagiotis、Rochedo Pedro R.R.、van Vuuren Detlef、Dewi Retno Gumilang、Iyer Gokul、Jiang Kejun、Kannavou Maria、Macaluso Nick、Oshiro Ken、Park Chan、Reedman Luke J.、Safonov George、Shekhar Swapnil、Siagian Ucok、Surana Kavita、Qimin Chai
    • 雑誌名

      Global Environmental Change

      巻: 73 ページ: 102472~102472

    • DOI

      10.1016/j.gloenvcha.2022.102472

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] パリ協定CO2排出削減目標の達成における水素エネルギーキャリアの役割の評価2021

    • 著者名/発表者名
      大城賢、藤森真一郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 77 ページ: I_197~I_207

    • DOI

      10.2208/jscejer.77.5_I_197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 交通部門における技術・社会の変容が気候変動政策へ及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      松井そら、大城賢、藤森真一郎、西浦理
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 77 ページ: I_275~I_283

    • DOI

      10.2208/jscejer.77.5_I_275

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 交通部門の社会変革が気候変動政策へ及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      松井そら、藤森真一郎、大城賢、西浦理
    • 雑誌名

      環境衛生工学研究

      巻: 35(3) ページ: 124~126

  • [学会発表] The role of hydrogen-based energy carriers in meeting the decarbonization goals of the Paris Agreement2021

    • 著者名/発表者名
      Ken Oshiro, Shinichiro Fujimori
    • 学会等名
      Fourteenth Annual Meeting of the Integrated Assessment Modeling Consortium (IAMC) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 交通部門における技術・社会の変容が気候変動政策へ及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      松井そら、大城賢、藤森真一郎、西浦理
    • 学会等名
      第29回土木学会地球環境シンポジウム
  • [学会発表] パリ協定CO2排出削減目標の達成における水素エネルギーキャリアの役割の評価2021

    • 著者名/発表者名
      大城賢、藤森真一郎
    • 学会等名
      第29回土木学会地球環境シンポジウム
  • [学会発表] 交通部門の社会変革が気候変動政策へ及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      松井そら、藤森真一郎、大城賢、西浦理
    • 学会等名
      第43回京都大学環境衛生工学研究会シンポジウム
  • [備考] 世界の脱炭素社会実現に向けた水素エネルギーの役割

    • URL

      https://www.t.kyoto-u.ac.jp/ja/news/topics/research/20220304

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公開日: 2022-12-28  

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