2021年、米国は2030年までに温室効果ガス排出量を2005年比50～52％削減することを約束した。
研究者たちは、米国がこの目標を達成するための道筋を特定するのに、主要なエネルギー経済モデル6つを用いた。
この研究によると、エネルギー効率の向上、よりクリーンな電力、急速な電化が排出削減の中心的な戦略となる。
2030年目標の達成に向けた取り組みは、雇用創出や国際競争力の向上にもつながる。
2021年、米国は引き上げ、温室効果ガス（GHG）排出量を2030年までに2005年比50～52％削減することを約束し、パリ協定に基づく気候変動対策の誓約を強化した。それでも、この目標達成に必要な取り組みについては、なお疑問が残る。
『Science』に掲載された論文で、共著者たちと私は、米国のエネルギー供給と需要を扱う主要なエネルギー経済モデルを6つ適用し、2030年目標を達成する道筋を特定した。この種のモデル比較研究は、気候科学やエネルギーモデリングなどの分野で用いられ、モデルや入力前提が異なっても共通して得られる知見と、異なる知見を明らかにする。
総じて、2030年目標の達成には、低炭素電力と電化、すなわち運輸、建物、産業で化石燃料を電力に置き換えることが重要な役割を果たすという点で、確かな一致が見られた。また、再生可能エネルギー、電気自動車などの技術を、過去の実績や現行政策が続くシナリオと比べて大規模に導入する必要がある点でも、モデルの見解は一致している。
気温上昇を1.5℃に抑える道筋には、一般に、2030年までに世界の二酸化炭素（CO2）排出量をおよそ半減させ、2050年ごろにCO2排出量を実質ゼロにすることが含まれる。したがって、この研究は、他の国々が排出削減に向けた早急な行動を検討する際にも役立つ可能性がある。
部門別の排出経路
米国が2030年に向けて引き上げた目標を達成するには、国内の過去のGHG削減ペースを3倍にする必要がある。残り8年を切るなか、この目標を達成するにはどのような措置が必要だろうか。
2030年までの排出削減の約70～90％は、下図の紫色と薄緑色の部分がそれぞれ示すように、電力部門と運輸部門からもたらされると私たちは見ている。現在、これらの部門は最大の排出源であり、利用可能な低コストの削減策がある。
それでも、2030年目標の達成にはすべての部門が貢献する。2030年までに排出量を半減するには、あらゆる技術と政策を総動員する必要がある。この研究では、エネルギー効率の向上、よりクリーンな電力、急速な電化が、短期および長期の排出削減に向けた中心的な戦略であることが分かった。
近年の傾向を上回る取り組みを、いくつかの分野で直ちに、かつ継続的に進める必要がある。
新たな風力・太陽光発電容量の増加ペースは、過去10年間の2～7倍となる。風力・太陽光発電容量の年間導入量が過去最大だったのは2021年で、27ギガワット（GW）だったが、2030年目標の達成に向けた道筋では、毎年建設する再生可能エネルギー容量を一般に2倍または3倍にする必要がある。
2030年にかけて石炭火力の設備廃止が進み、石炭火力発電量は現在の水準から90～100％減少する。
運輸部門の電化が加速する。新車の小型車販売に占める電気自動車（EV）の割合は、現在の約4％から2030年には34～100％に上昇し、モデル間の平均は67％となる。これは、現行政策のもとで予測されるペース（16～77％、平均38％）を上回る。
下図の左端の列は過去10年間に起きた電力部門の変化を示し、ほかの列は6つのモデルそれぞれについて、2030年目標を達成する道筋における今後10年間の年間平均増加率を示している。注目すべき点として、石炭火力の設備閉鎖ペースはすべてのモデルで一貫しており、2030年までに年間20GWを超える。
運輸部門では、バイデン政権が2030年までにEV販売比率を50％とする目標を掲げたが、私たちのモデルの結果によると、経済全体の排出目標を達成するには、EVの導入をその水準以上に進める必要があるかもしれない。
下図は、EV普及率の過去の推移（黄色の線）と、目標を達成する6つの道筋（茶色の線）を、政権が現在掲げる2030年までに50％とする目標と比較している。私たちのモデルの平均では、現行政策を続けた場合、2030年のEV普及率は約35％に達する一方、2030年の気候目標を達成する道筋では、平均普及率が65％となる。
こうした大まかな共通点に加え、モデル間にはいくつかの重要な違いもある。電化の水準（および電力需要の伸び）、風力・太陽光発電容量の割合、新たなガス火力発電容量の規模、電力送電網などのインフラ導入の水準が異なる。
また、モデル間では、炭素回収・貯留（CCS）の役割についても見解が分かれる。参加した6つのモデルのうち3つでは、2030年までにCCS付きガス火力発電の設備容量を最大70GW導入する。CCSを含まないモデルでは、一般にCCSなしのガス火力発電容量とエネルギー貯蔵をより多く導入する。
政策への示唆
モデルの見解は、2030年目標に向けた移行を促すため、追加の環境整備政策が必要という点で一致している。こうしたシナリオを現行政策と技術動向が続く場合と比較すると、実施上の隔たりが明らかになり、それを埋めるには追加の政策やインセンティブが必要となる。
下図の各列が示すように、既存の気候政策によって、エネルギー関連のCO2排出量は2030年までに2005年比でわずか6～28％減少すると予測されている。つまり、現行政策では2030年の目標である50～52％削減（横線）に大きく届かない。
モデルには、この隔たりを埋めるためのさまざまな政策が盛り込まれている。政策提案を反映するためにボトムアップ型の部門別措置を用いるものもあれば、主に経済全体を対象とするGHG排出上限を使い、「最小コスト」の削減経路を特定するトップダウン型の手法を用いるものもある。政策には、クリーンエネルギーの税額控除、電力部門の基準、最終用途機器への補助金、炭素価格付け、これらの組み合わせが含まれる。
CO2削減の限界費用、すなわち最後の1トンを削減するためにかかる費用は、参加モデル間で2030年に1トン当たり36～155ドルの範囲にある。この幅広い差は、政策や技術コストに関するモデルの前提の違いによる。
どの政策やインセンティブが政治的に受け入れられ、持続可能かについては疑問が残るものの、これらのシナリオは、政策担当者が2030年までに排出量を半減するために、さまざまな政策を組み合わせられることを示している。
米国上院では、現在、再生可能エネルギー、EV、低排出技術を対象とする5,000億ドル超の税額控除について審議中だが、こうしたインセンティブの行方や、2030年の排出削減の隔たりをどこまで縮められるかは、依然として不透明だ。
便益と費用
2030年目標の達成に向けた行動は、さまざまな便益をもたらす。これらの政策によって回避できる世界の気候被害は、参加モデルの1つで年間およそ1,400億ドルと推定されている。また、二酸化硫黄、窒素酸化物、粒子状物質などの大気汚染物質を地域ごとに削減することで、健康に対する重大かつ即時の便益が得られるという副次的な効果もある。
そのほか、雇用創出、イノベーションの促進、国際競争力の向上、低所得世帯の公平性の改善なども期待できるが、いずれも政策の実施方法の詳細に左右される。
政策費用については、モデルを使って、こうした政策を実施しない基準水準と比べ、2030年目標の達成に伴うエネルギーシステム支出の増加を算出できる。これには燃料費、維持管理費、供給側・需要側の技術にかかる資本費用が含まれる。
こうした追加費用は2030年までに年間900億～2,800億ドルとなるが、再生可能エネルギーとEVの技術進歩により、脱炭素化の費用は数年前と比べても大幅に低下している。
今後の取り組み
この記事は、2030年の米国の気候目標達成に向けた次の段階がより明確になり、費用もますます手頃になっている一方、実現には新たな支援政策が必要であることを示している。この目標の達成には、既存技術を広く導入し、過去の技術変化とそれに関連する政策を生かすことが必要となるだろう。
近年の水準を上回る大規模かつ急速な資源の整備を進めるには、導入をより速いペースで拡大するための制度上の革新が必要になる可能性がある。これには、排出量の少ないプロジェクトの立地選定や許認可の迅速化も含まれる。
この研究は、短期的な気候目標の達成に必要な政策や技術導入について、より詳細な予測、実行可能な知見、そして確かな見通しを提供する。こうした行動は、手頃で信頼性が高く、公平なクリーンエネルギーへの移行の基盤となり得る。
Bistlineほか（2022年）、「2030年までに米国の排出量を少なくとも50％削減するための取り組み」、『Science』、https://doi.org/10.1126/science.abn0661
