前回：【人類はどれだけの電力を持続的に使えるのか】第9回：2500GW仮説の一次試算
— 同じ21,900TWh/年でも、電源選択で排出量は最大約75倍変わる —
第9回では、2,500GW超の系統接続待ち規模を参考にした思考実験として、年間電力量21,900TWhと需要側排熱のスケールを確認した。第10回では、この年間電力量を各発電方式のLCA CO₂係数に掛け、電源選択がCO₂排出規模に与える影響を一次試算する。
1.このセクションの問い
2,500GW規模を施設全体電力として置いた主ケースで得られた年間電力量21,900TWh/年に、発電方式別のLCA CO₂係数を掛けると、どの程度のLCA CO₂e排出規模になるのか。
2.暫定結論
発電方式別のLCA CO₂係数を用いると、同じ21,900TWhでも、石炭・ガス・低炭素電源ではCO₂排出規模が桁違いに変わる。ただし、この試算は特定の将来予測ではなく、電源選択がCO₂予算に与える影響を把握するための一次試算である。
3.試算の前提
- 年間電力量: 21,900TWh
- 対象: 2,500GW規模を施設全体電力として置いた主ケース（需要予測ではなく、2,500GW超の系統接続待ち規模を参考にした思考実験上の前提）
- CO₂係数: gCO₂e/kWh
- 運転時CO₂とLCA CO₂を区別する
- 本稿ではまず代表値を用いる
4.使いやすい代表値
IPCC AR5 WG3 Annex III（2014）で整理された代表的な電源のライフサイクル排出量の中央値を使う。以下の値はあくまで一次試算のための代表値であり、地域や技術世代によって幅がある。
| 電源 | LCA CO₂係数の代表値 | 備考 |
| 石炭火力 | 820 gCO₂e/kWh | 燃料燃焼が支配的 |
| 天然ガス複合火力 | 490 gCO₂e/kWh | 石炭より低いが化石燃料 |
| 太陽光PV | 48 gCO₂e/kWh | 製造・建設由来が中心 |
| 陸上風力 | 11 gCO₂e/kWh | 製造・建設由来が中心 |
| 洋上風力 | 12 gCO₂e/kWh | 基礎・施工条件で変動 |
| 原子力 | 12 gCO₂e/kWh | 燃料加工・建設・廃棄物管理を含む |
本稿では、IPCC 2014 / AR5 WG3 Annex III に由来する代表的なライフサイクルGHG排出係数を用いる。これらの値は、発電方式間のオーダー差を把握するための代表値・参考値であり、最新設備や地域別条件を反映した固定値ではない。実際のLCA CO₂係数は、地域、技術世代、設備利用率、燃料調達、製造時の電源構成、算定範囲によって変動する。AR6等の最新版との比較・更新は今後の検討課題とする。
5.21,900TWhに掛けた一次試算
LCA CO₂e排出量は次の式で求める。
\(\text{LCA CO₂e排出量} = E \times EF\)
ここで、
\(E = 21,900\,\text{TWh} = 21,900 \times 10^9\,\text{kWh}\)
\(EF = \text{gCO₂e/kWh}\)
したがって、
\(年間LCA CO₂e排出量[\text{GtCO₂e/年}] = 21,900\,\text{TWh} \times EF[\text{g/kWh}] / 1{,}000{,}000\)
| 電源 | LCA CO₂係数 | 年間LCA CO₂e排出量 |
| 石炭火力 | 820 gCO₂e/kWh | 約17.96 GtCO₂e/年 |
| 天然ガス複合火力 | 490 gCO₂e/kWh | 約10.73 GtCO₂e/年 |
| 太陽光PV | 48 gCO₂e/kWh | 約1.05 GtCO₂e/年 |
| 陸上風力 | 11 gCO₂e/kWh | 約0.24 GtCO₂e/年 |
| 洋上風力 | 12 gCO₂e/kWh | 約0.26 GtCO₂e/年 |
| 原子力 | 12 gCO₂e/kWh | 約0.26 GtCO₂e/年 |
6.この試算が示すこと
本稿の目的は、電源の優劣を断定することではなく、同じ21,900TWh/年という電力量のもとでLCA CO₂排出量がどの程度の幅で変わりうるかを把握することにある。
- 石炭火力（約17.96 GtCO₂e/年）は陸上風力（約0.24 GtCO₂e/年）の約75倍
- 石炭火力は原子力（約0.26 GtCO₂e/年）の約68倍
- 石炭火力は太陽光PV（約1.05 GtCO₂e/年）の約17倍
この差は、係数そのものの比率（820 vs 11 gCO₂e/kWh など）から直接生じる。電源選択がCO₂排出規模に与える影響の大きさを示す一次的な目安として読まれたい。
7.注意事項
ここで示した値は、各電源を100%単独で用いた場合の単純比較である。現実の電力供給では、電源ミックス、設備利用率、送電損失、蓄電ロス、バックアップ電源、地域ごとの製造時電源構成によって結果は変わる。
8.出典メモ
発電方式別のLCA CO₂係数は、IPCC AR5 WG3 Annex III, Table A.III.2 で整理された電源別ライフサイクル温室効果ガス排出量の中央値を代表値として用いた。実際の値には幅があり、地域、技術世代、設備利用率、製造時電源構成、算定範囲によって変動する。
9.今後の展開
次回は、この一次試算を出発点に、4つの電源ミックスシナリオを設定し、各シナリオの加重平均LCA CO₂係数と年間排出量を比較する。電源選択の組み合わせによって、排出量のスケールがどう変わるかを整理する。