持続可能なエネルギー
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遠くに長方形に配置された集光型太陽光発電パラボラトラフが、雪山を背景にした平野で輝いている。
赤土の道路脇の風力タービン
大量高速輸送列車
電気コンロでパンを焼く女性
持続可能なエネルギーの例：スペインの溶融塩蓄熱式集光型太陽熱発電、南アフリカの風力エネルギー、シンガポールの電化公共交通機関、エチオピアのクリーンクッキング

エネルギーは、「将来の世代が自らのニーズを満たす能力を損なうことなく、現在のニーズを満たす」場合、持続可能とされます。 [ 1 ] [ 2 ]持続可能なエネルギーの定義では、通常、環境、経済、社会への影響が考慮されます。これらの影響は、温室効果ガスの排出や大気汚染から、エネルギー貧困や有毒廃棄物まで多岐にわたります。風力、水力、太陽光、地熱などの再生可能エネルギー源は環境に損害を与える可能性がありますが、一般的に化石燃料源よりもはるかに持続可能です

持続可能なエネルギーにおける非再生エネルギー源の役割は議論の的となっている。原子力発電は炭素汚染や大気汚染を発生しないものの、放射性廃棄物、核拡散のリスク、事故のリスクといった欠点を抱えている。石炭から天然ガスへの転換は、気候への影響の低減など環境面での利点があるものの、より持続可能な選択肢への移行が遅れる可能性がある。発電所に二酸化炭素（CO2）排出を除去するためのCO2回収・貯留（CCS ）技術を組み込むことは可能であるが、この技術は高価であり、実用化例はほとんどない。

化石燃料は世界のエネルギー消費量の85%を占め、エネルギーシステムは世界の温室効果ガス排出量の76%を占めています。発展途上国では約7億9,000万人が電力にアクセスできず、26億人が調理に木材や木炭などの汚染燃料に依存しています。バイオマスと化石燃料による汚染による調理は、毎年推定700万人の死者を出しています。地球温暖化を2℃（3.6℉）に抑えるには、エネルギーの生産、分配、貯蔵、そして消費を変革する必要があります。クリーンな電力への普遍的なアクセスは、気候、人々の健康、そして発展途上国の経済に大きな利益をもたらす可能性があります。

地球温暖化を2℃（3.6℉）に抑えるための気候変動緩和策が提案されている。具体的には、石炭火力発電所の段階的廃止、省エネ、風力や太陽光などのクリーンな資源からの電力生産の増加、輸送や建物の暖房を化石燃料から電気に切り替えることなどが挙げられる。再生可能エネルギー源によっては、風向きや日照時間によって出力が変動する。そのため、再生可能エネルギーへの切り替えには、エネルギー貯蔵の追加など、電力網のアップグレードが必要になる場合がある。電化が難しいプロセスの中には、排出の少ないエネルギー源から製造された水素燃料を使用できるものがある。国際エネルギー機関（IEA）は、2050年までにネットゼロ排出を達成するという提案において、排出量削減の約35％が2023年時点でまだ開発中の技術に依存している。

風力と太陽光の市場シェアは2019年に世界の電力の8.5%に成長し、コストは引き続き低下しています。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、地球温暖化を1.5℃（2.7℉）に抑えるには、2016年から2035年の間に毎年世界の国内総生産（GDP）の2.5%をエネルギーシステムに投資する必要があると推定しています。政府は、新しいクリーンエネルギー技術の研究、開発、実証に資金を提供することができます。また、電化と持続可能な輸送のためのインフラを構築することもできます。最後に、政府は炭素価格設定、再生可能エネルギーポートフォリオ基準、化石燃料補助金の段階的廃止などの政策を通じて、クリーンエネルギーの導入を促進することができます。これらの政策は、エネルギー安全保障の向上にもつながります。

定義と背景

     エネルギーは、経済成長、社会平等の向上、そして世界の繁栄を可能にする環境を結びつける黄金の糸です。エネルギーなしには開発は不可能であり、持続可能なエネルギーなしには持続可能な開発は不可能です

国連事務総長潘基文[ 3 ]

定義

国連ブルントラント委員会は、 1987年の報告書『共通の未来』の中で、エネルギーを重要な要素とする持続可能な開発の概念について述べました。持続可能な開発とは、「将来の世代が自らのニーズを満たす能力を損なうことなく、現在のニーズを満たすこと」と定義されています。[ 1 ]この持続可能な開発の記述は、その後、持続可能なエネルギーの多くの定義や説明で参照されてきました。[ 1 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

持続可能性の概念が地球規模のエネルギーにどのように適用されるかについては、普遍的に受け入れられている解釈は存在しない。[ 7 ]持続可能なエネルギーの作業定義は、環境、経済、社会といった持続可能性の複数の側面を包含している。[ 6 ]歴史的に、持続可能なエネルギー開発の概念は、排出量とエネルギー安全保障に焦点を当ててきた。1990年代初頭以降、この概念はより広範な社会的・経済的問題を包含するように拡大してきた。[ 8 ]

持続可能性の環境的側面には、温室効果ガスの排出、生物多様性と生態系への影響、有害廃棄物と有毒物質の排出、[ 7 ]水の消費、[ 9 ]および再生不可能な資源の枯渇[ 6 ]が含まれます。環境への影響が少ないエネルギー源は、グリーンエネルギーまたはクリーンエネルギーと呼ばれることもあります。持続可能性の経済的側面には、経済発展、エネルギーの効率的な利用、各国が十分なエネルギーに常にアクセスできるようにするためのエネルギー安全保障が含まれます。[ 7 ] [ 10 ] [ 11 ]社会的問題には、すべての人々が手頃な価格で信頼できるエネルギーにアクセスできること、労働者の権利、土地の権利が含まれます。[ 6 ] [ 7 ]

環境への影響

化石燃料の使用による死亡者数（グラフの長方形部分）は、持続可能なエネルギーの生産による死亡者数（グラフでかろうじて見える長方形部分）を大幅に上回っています。[ 12 ]
集めた薪を頭に乗せて運ぶ女性の写真
インドのラジャスタン州の農村部に住む女性が薪を集めている。調理に木材やその他の汚染燃料を使用することで、屋内外の大気汚染により毎年何百万人もの命が失われている。

現在のエネルギーシステムは、気候変動、大気汚染、生物多様性の喪失、環境への毒素の放出、水不足など、多くの環境問題の一因となっています。2019年現在、世界のエネルギー需要の85%は化石燃料の燃焼によって賄われています。[ 13 ]エネルギーの生産と消費は、2018年現在、年間の人為的温室効果ガス排出量の76%を占めています。[ 14 ] [ 15 ] 2015年の気候変動に関する国際的なパリ協定は、地球温暖化を2℃（3.6°F）を大きく下回る水準、できれば1.5℃（2.7°F）に抑えることを目指しており、この目標を達成するには、排出量をできるだけ早く削減し、21世紀半ばまでにネットゼロに到達する必要があります。 [ 16 ]

化石燃料とバイオマスの燃焼は、大気汚染の主な原因であり、[ 17 ] [ 18 ]毎年推定700万人の死因となっており、低・中所得国で最大の疾病負担が発生しています。[ 19 ]発電所、車両、工場での化石燃料の燃焼は、大気中の酸素と結合して酸性雨を引き起こす排出物の主な発生源です。[ 20 ]大気汚染は、非感染性疾患による死亡原因の第2位です。[ 21 ]世界人口の推定99%は、世界保健機関（WHO）が推奨する基準を超える大気汚染レベルで生活しています。[ 22 ]

木材、動物の糞、石炭、灯油などの汚染燃料を使った調理は、ほぼすべての屋内空気汚染の原因であり、年間推定160万人から380万人の死者を出している[ 23 ] [ 21 ]。また、屋外の空気汚染にも大きく寄与している[ 24 ] 。健康への影響は、調理を担当する可能性が高い女性と幼児に集中している[ 24 ] 。

環境への影響は燃焼の副産物だけにとどまりません。海上での油流出は海洋生物に危害を与え、有毒ガスを放出する火災を引き起こす可能性があります。 [ 25 ]世界の水使用量の約10%はエネルギー生産に使用され、主に火力発電所の冷却に使用されています。乾燥地域では、これが水不足の一因となっています。バイオエネルギー生産、石炭の採掘と処理、石油の抽出にも大量の水が必要です。[ 26 ]木材やその他の可燃性物質を燃焼のために過剰に採取すると、砂漠化など、深刻な地域環境被害を引き起こす可能性があります。[ 27 ]

持続可能な開発目標

エネルギーへのアクセスを持つ人々の地図。アクセスの欠如は、インド、サハラ以南のアフリカ、東南アジアで最も顕著です
2016年に電力にアクセスできない人々が住んでいた場所を示す世界地図（主にサハラ以南のアフリカとインド亜大陸）

既存および将来のエネルギー需要を持続可能な方法で満たすことは、気候変動を抑制しながら経済成長を維持し、生活水準を向上させるという世界的目標にとって重要な課題です。[ 28 ]信頼性が高く手頃な価格のエネルギー、特に電力は、医療、教育、経済発展に不可欠です。[ 29 ]エネルギー貧困は、人々が基本的なエネルギーニーズを満たす能力に影響を与える多面的な問題です。ニーズには、照明、暖房、調理などがあります。[ 30 ] 2020年現在、発展途上国では7億9000万人が電力を利用できず、約26億人が調理に汚染燃料の燃焼に依存しています。[ 31 ] [ 32 ]

後発開発途上国におけるエネルギーアクセスの改善とエネルギーのクリーン化は、気候変動対策からジェンダー平等に至るまで幅広い問題を網羅する国連の2030年持続可能な開発目標[ 33 ]の大部分を達成するための鍵となる。 [ 34 ]持続可能な開発目標7では、 2030年までに電気とクリーンな調理設備への普遍的なアクセスを含む「すべての人々の手頃な価格で信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセス」を求めている。[ 35 ]

省エネ

アメリカやカナダなどの国では、一人当たりのエネルギー消費量が日本や西ヨーロッパの2倍、一部のアフリカ諸国の100倍にも達します
世界のエネルギー使用量は非常に不平等です。アメリカやカナダなどの高所得国は、アフリカの最貧国の一部と比べて、一人当たりのエネルギー使用量が100倍にも達します。 [ 36 ]

エネルギー効率（同じ商品やサービスを提供するのに必要なエネルギーを少なくすること、または同等のサービスを少ない商品で提供すること）は、多くの持続可能なエネルギー戦略の基礎となる。[ 37 ] [ 38 ]国際エネルギー機関（IEA）は、エネルギー効率の向上によって、パリ協定の目標を達成するために必要な温室効果ガス排出削減量の40％を達成できると推定している。[ 39 ]

エネルギーは、家電製品、車両、工業プロセス、建物の技術的効率を高めることで節約できます。[ 40 ]もう1つのアプローチは、生産に多くのエネルギーを必要とする材料の使用を減らすことです。たとえば、建物の設計とリサイクルを改善するなどです。ビジネスフライトの代わりにビデオ会議を使用する、車の代わりに自転車、徒歩、公共交通機関で都市部を移動するなどの行動の変化も、エネルギーを節約するもう1つの方法です。[ 41 ]効率を改善するための政府の政策には、建築基準、性能基準、炭素価格設定、輸送手段の変更を促すエネルギー効率の高いインフラの開発などがあります。[ 41 ] [ 42 ]

世界経済のエネルギー強度（国内総生産（GDP）1単位あたりのエネルギー消費量）は、経済生産のエネルギー効率のおおよその指標です。 [ 43 ] 2010年、世界のエネルギー強度はGDP1米ドルあたり5.6メガジュール（1.6 kWh ）でした。 [ 43 ]国連の目標では、2010年から2030年の間にエネルギー強度を毎年2.6％削減することを求めています。[ 44 ]近年、この目標は達成されていません。例えば、2017年から2018年の間にエネルギー強度はわずか1.1％しか削減されませんでした。[ 44 ]

効率性の改善は、消費者が節約したお金を使ってよりエネルギー集約的な商品やサービスを購入するというリバウンド効果につながることが多い。 [ 45 ]例えば、輸送や建物における最近の技術的な効率性の改善は、より大きな車や家を選択するといった消費者行動の傾向によって大きく相殺されている。[ 46 ]

持続可能なエネルギー源

再生可能エネルギー源

2023年には、風力と太陽光発電による発電量が2030年までに30%を超えると予測されました。[ 47 ]
再生可能エネルギーの発電容量は、太陽光発電を中心に着実に増加している。[ 48 ]
クリーンエネルギーへの投資は、パンデミック後の経済回復、化石燃料価格の高騰を伴う世界的なエネルギー危機、そして各国における政策支援の拡大の恩恵を受けている。[ 49 ] 2025年までに、エネルギー転換への投資は化石燃料（石油、天然ガス、石炭）への投資の約2倍に増加した。[ 50 ]

再生可能エネルギー源は、一般的にエネルギー安全保障を強化し、化石燃料に比べて温室効果ガスの排出量がはるかに少ないため、持続可能なエネルギーにとって不可欠です。[ 51 ]再生可能エネルギープロジェクトは、生態学的価値の高い地域がバイオエネルギー生産や風力発電所、太陽光発電所に転換された場合に生物多様性にリスクが生じるなど、持続可能性に関する重大な懸念を引き起こすことがあります。[ 52 ] [ 53 ]

水力発電は再生可能電力の最大の供給源である一方、太陽光と風力エネルギーは急速に成長しています。太陽光発電と陸上風力発電は、ほとんどの国において新しい発電設備の中で最も安価な形態です。[ 54 ] [ 55 ]現在電力にアクセスできない7億7000万人のうち半数以上にとって、太陽光発電ミニグリッドなどの分散型再生可能エネルギーは、 2030年までに電力を供給する最も安価な方法となるでしょう。[ 56 ]国連の2030年目標には、世界のエネルギー供給における再生可能エネルギーの割合を大幅に増やすことが含まれています。[ 35 ]

国際エネルギー機関（IEA）によると、風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー源は現在、一般的な電力源となっており、世界の発電における新規投資の70％を占めています。[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] IEAの「世界エネルギー投資2025」によると、低排出発電への支出は太陽光発電を筆頭に過去5年間でほぼ倍増し、地政学的緊張と経済的不確実性にもかかわらず、エネルギー部門への資本投資は 2025年に3.3兆ドルに増加すると予測されています。[ 61 ]

太陽光

人の背丈ほどの約45度傾斜した暗いパネルの長い列が、明るい日差しの中、遠くまで伸びています
アメリカ合衆国カリフォルニア州の太陽光発電所

太陽は地球の主要なエネルギー源であり、多くの地域でクリーンかつ豊富に利用できる資源です。[ 62 ] 2019年には、太陽光発電は世界の電力の約3％を供給しました。[ 63 ]主に、光電池（PV）をベースにしたソーラーパネルによるものです。太陽光発電は、2027年までに世界で最大の設置容量を持つ電源になると予想されています。 [ 64 ]パネルは建物の屋上に設置されるか、大規模なソーラーパークに設置されます。太陽光発電セルのコストは急速に低下しており、世界中の容量の力強い成長を促進しています。[ 65 ]新しい太陽光発電所からの電力コストは、既存の石炭火力発電所からの電力と競争力があり、多くの場所ではそれよりも安価です。[ 66 ]将来のエネルギー使用に関するさまざまな予測では、太陽光発電が持続可能なミックスにおける主要なエネルギー生成源の1つであるとされています。[ 67 ] [ 68 ]

太陽光パネルのほとんどの部品は簡単にリサイクルできますが、規制がなければ必ずしもリサイクルされるとは限りません。[ 69 ]パネルには通常重金属が含まれているため、埋め立て処分すると環境リスクが生じます。[ 70 ]太陽光パネルは、製造に使用されたエネルギーと同じ量のエネルギーを生産するのに2年もかかりません。材料を採掘するのではなくリサイクルすれば、必要なエネルギーは少なくなります。[ 71 ]

集光型太陽光発電（CSP）では、太陽光線を鏡面によって集光し、流体を加熱します。発生した蒸気から熱機関を用いて発電します。CSPは、熱の一部を蓄熱し、必要に応じて発電できるため、ディスパッチ可能な発電を可能にします。 [ 72 ] [ 73 ]太陽エネルギーは発電だけでなく、より直接的に利用されています。太陽熱暖房システムは、温水生成、建物の暖房、乾燥、淡水化などに利用されています。[ 74 ]

風力発電

霞んだオレンジ色の空を背景にした風力タービンの写真
中国新疆ウイグル自治区の風力タービン

風は数千年にわたり発展の重要な原動力であり、工業プロセス、水ポンプ、帆船に機械的エネルギーを提供してきました。[ 75 ]現代の風力タービンは発電に使用されており、2019年には世界の電力の約6％を供給しました。[ 63 ]陸上風力発電所の電力は、既存の石炭火力発電所よりも安価であることが多く、天然ガスや原子力発電所と競争力があります。[ 66 ]風力タービンは、陸上よりも風が安定して強い洋上にも設置できますが、建設費と維持費が高くなります。[ 76 ]

陸上風力発電所は、多くの場合、自然地域や田園地帯に建設され、景観に視覚的な影響を与えます。[ 77 ]数百基の風力タービンが集まって風力発電所が作られることがよくあります。それらを1か所に設置することで、送電網接続と立地開発のコストが削減されます。[ 78 ]風力タービンとの衝突によりコウモリが死亡し、鳥類も死亡するケースは少ないですが、これらの影響は窓や送電線などの他のインフラによるものよりも小さいです。[ 79 ] [ 80 ]タービンが生み出す騒音とちらつきは迷惑となり、人口密集地域の近くでの建設に制約を与える可能性があります。風力発電は、原子力発電所や化石燃料発電所とは異なり、水を消費しません。[ 81 ]風力発電所自体が生産するエネルギーと比較すると、風力タービンの建設に必要なエネルギーはわずかです。[ 82 ]タービンブレードは完全にリサイクル可能ではなく、よりリサイクルしやすいブレードの製造方法の研究が進行中です。[ 83 ]

水力発電

高い傾斜のコンクリート壁の底にある長方形の開口部から川がスムーズに流れ、川の上には電線が張られている。
ベネズエラの水力発電ダム、グリダム

水力発電所は、水の流れのエネルギーを電気に変換します。2020年には、水力発電は世界の電力の17%を供給しましたが、これは20世紀半ばから後半にかけてのピーク時の約20%から減少しています。[ 84 ] [ 85 ]

従来型水力発電では、ダムの背後に貯水池が作られます。従来型水力発電所は、非常に柔軟で、送電制御可能な電力供給を提供します。風力発電や太陽光発電と組み合わせることで、需要のピークに対応したり、風力や太陽光が不足している状況を補ったりすることができます。[ 86 ]

貯水池式水力発電と比較すると、流れ込み式水力発電は一般的に環境への影響が少ない。しかし、発電能力は河川の流量に左右され、流量は日々の天候や季節によって変動する。貯水池は、洪水対策や柔軟な発電出力のための水量制御を可能にするだけでなく、干ばつ時の飲料水供給や灌漑用水の確保にも役立つ。[ 87 ]

水力発電は、生産エネルギー単位あたりの温室効果ガス排出量が最も低いエネルギー源の一つですが、排出量はプロジェクトによって大きく異なります。[ 88 ]排出量が最も高いのは、熱帯地域の大規模ダムです。[ 89 ]これらの排出物は、貯水池の洪水で水没した生物が分解し、二酸化炭素とメタンを放出するときに発生します。森林伐採と気候変動は、水力発電ダムからの発電量を減少させる可能性があります。[ 86 ]場所によっては、大規模ダムは住民を移住させ、地域に重大な環境被害をもたらす可能性があります。ダムの決壊は周辺住民を危険にさらす可能性があります。[ 86 ]

地熱

3つの巨大なくびれた垂直のコンクリート円筒。そのうち1つからは蒸気がほのかに噴き出しており、手前の建物を矮小化している
イタリア、ラルデレロの地熱発電所の冷却塔

地熱エネルギーは、地下深部の熱を抽出し[ 90 ]、発電や給湯、建物の暖房に利用することで生産されます。地熱エネルギーの利用は、熱抽出が経済的に可能な地域に集中しています。そのためには、高温、熱流、そして透水性（岩石が流体を通過させる能力）が組み合わさる必要があります。[ 91 ]電力は、地下貯留層で生成される蒸気から生産されます。[ 92 ] 2020年には、地熱エネルギーは世界のエネルギー消費量の1%未満を占めました。[ 93 ]

地熱エネルギーは、近隣のより高温の地域からの熱エネルギーと天然に存在する同位体の放射性崩壊によって絶えず補充されるため、再生可能な資源です。[ 94 ]平均して、地熱発電の温室効果ガス排出量は石炭火力発電の5%未満です。[ 88 ]地熱エネルギーは地震を誘発するリスクがあり、水質汚染を避けるために効果的な保護が必要であり、回収可能な有毒物質を放出します。[ 95 ]

バイオエネルギー

天井から吊るされたランプに火を灯す男性
ケニアの酪農家がバイオガスランプに火を灯している。バイオマスから生産されるバイオガスは、調理や照明に利用できる再生可能エネルギー源である。
1メートルほどの高さの草のように見える緑の植物畑。遠くの地平線には都市のビルが立ち並び、森林に囲まれている
ブラジルのエタノール生産のためのサトウキビ農園

バイオマスは植物や動物に由来する再生可能な有機物です。[ 96 ]バイオマスは燃焼させて熱や電気を生成するか、バイオディーゼルやエタノールなどのバイオ燃料に変換して車両の動力源として使用することができます。[ 97 ] [ 98 ]

バイオエネルギーの気候への影響は、バイオマス原料の産地や栽培方法によって大きく異なります。[ 99 ]例えば、エネルギーを得るために木材を燃やすと二酸化炭素が排出されますが、適切に管理された森林では、伐採された木を新しい木に植え替えれば、新しい木は成長するにつれて空気中の二酸化炭素を吸収するため、その排出量を大幅に相殺することができます。[ 100 ]しかし、バイオエネルギー作物の植え付けと栽培は、自然の生態系を破壊し、土壌を劣化させ、水資源と合成肥料を消費する可能性があります。[ 101 ] [ 102 ]

熱帯地域における伝統的な暖房や調理に使用される木材の約3分の1は、持続不可能な方法で伐採されています。[ 103 ]バイオエネルギー原料は通常、収穫、乾燥、輸送に多大なエネルギーを必要とし、これらのプロセスにおけるエネルギー使用によって温室効果ガスが排出される可能性があります。場合によっては、土地利用の変化、栽培、加工の影響により、バイオエネルギーは化石燃料を使用する場合と比較して、全体的な炭素排出量が高くなる可能性があります。[ 102 ] [ 104 ]

バイオマス栽培のために農地を利用すると、食料栽培に利用できる土地が減る可能性がある。米国では、自動車ガソリンの約10％がトウモロコシ由来のエタノールに置き換えられているが、これには収穫量のかなりの部分が必要となる。[ 105 ] [ 106 ]マレーシアとインドネシアでは、バイオディーゼル用のパーム油を生産するために森林を伐採したことで、これらの森林が重要な炭素吸収源であり、多様な種の生息地であるため、深刻な社会的・環境的影響が生じている。[ 107 ] [ 108 ]光合成は太陽光のエネルギーのごく一部しか取り込めないため、一定量のバイオエネルギーを生産するには、他の再生可能エネルギー源に比べて広大な土地が必要となる。[ 109 ]

非食用植物や廃棄物から生産される第二世代バイオ燃料は、食糧生産との競争を軽減しますが、保護地域とのトレードオフや地域の大気汚染など、他の悪影響を及ぼす可能性があります。 [ 99 ]比較的持続可能なバイオマス源には、藻類、廃棄物、食糧生産に適さない土壌で栽培された作物などがあります。[ 99 ]

二酸化炭素回収・貯留技術は、バイオエネルギー発電所からの排出物を回収するために用いることができます。このプロセスは、二酸化炭素回収・貯留を伴うバイオエネルギー（BECCS）として知られており、大気中から正味の二酸化炭素を除去することができます。しかし、BECCSは、バイオマス原料の栽培、収穫、輸送方法によっては、正味の排出量を増加させる可能性もあります。一部の気候変動緩和策で想定されている規模でBECCSを展開するには、広大な農地の転換が必要になります。[ 110 ]

海洋エネルギー

海洋エネルギーはエネルギー市場におけるシェアが最も小さいです。これには、OTEC、成熟期に近づいている潮力発電、そして開発の初期段階にある波力発電が含まれます。フランスと韓国の2つの潮力発電システムは、世界の生産量の90%を占めています。単一の海洋エネルギー装置は環境へのリスクがほとんどありませんが、大型装置の影響はあまり知られていません。[ 111 ]

再生不可能なエネルギー源

化石燃料への転換と緩和

石炭から天然ガスへの転換は、持続可能性の面で利点がある。生産されるエネルギーの単位当たり、天然ガスのライフサイクル全体の温室効果ガス排出量は、風力や原子力エネルギーの排出量の約40倍であるが、石炭よりはるかに少ない。天然ガスを燃焼させると、発電に使用した場合の排出量は石炭の約半分、熱生産に使用した場合の排出量は約3分の2である。[ 112 ] 天然ガスの燃焼は、石炭よりも大気汚染が少ない。[ 113 ]しかし、天然ガス自体は強力な温室効果ガスであり、採掘および輸送中の漏洩は石炭からの転換の利点を打ち消す可能性がある。[ 114 ]メタン漏洩を抑制する技術は広く利用可能であるが、必ずしも利用されているわけではない。[ 114 ]

石炭から天然ガスへの転換は、短期的には排出量を削減し、気候変動の緩和に貢献します。しかし、長期的にはネットゼロ排出への道筋を提供しません。天然ガスインフラの開発は、炭素固定化や座礁資産のリスクを伴います。つまり、新たな化石燃料インフラは、数十年にわたる炭素排出を約束するか、利益を生み出す前に償却を余儀なくされることになります。[ 115 ] [ 116 ]

化石燃料発電所およびバイオマス発電所からの温室効果ガス排出量は、炭素回収・貯留（CCS）によって大幅に削減できます。多くの研究では、CCSによって発電所からの二酸化炭素（CO2 ）排出量の85～90%を回収できるという仮定が用いられています。 [ 117 ] [ 118 ]たとえ排出されるCO2の90%が石炭火力発電所から回収されたとしても、回収されない排出量は、原子力、太陽光、風力発電の単位電力あたりの排出量を何倍も上回ります。[ 119 ] [ 120 ]

CCSを採用している石炭火力発電所は効率が低いため、より多くの石炭を必要とし、石炭の採掘と輸送に伴う汚染を増加させます。[ 121 ] CCSはエネルギー分野における排出量削減策の中で最も費用のかかる方法の一つです。[ 122 ]この技術の導入は非常に限られており、2024年現在、CCSは5つの発電所と39の施設でのみ使用されています。[ 123 ]

原子力

1985年から2020年までの化石燃料、原子力、再生可能エネルギーによる電力生産の割合を示すグラフ
1985年以降、低炭素電源による電力発電の割合はわずかに増加したに過ぎない。再生可能エネルギー導入の進展は、原子力発電の割合の減少によってほぼ相殺されている。[ 124 ]

原子力発電は1950年代から低炭素のベースロード電源として利用されてきました。[ 125 ] 30か国以上の原子力発電所が世界の電力の約10％を発電しています。[ 126 ] 2019年現在、原子力はすべての低炭素エネルギーの4分の1以上を発電しており、水力発電に次ぐ第2位のエネルギー源となっています。[ 93 ]

原子力発電のライフサイクルにおける温室効果ガス排出量（ウランの採掘と処理を含む）は、再生可能エネルギー源からの排出量とほぼ同等である。[ 88 ]原子力発電は、主要な再生可能エネルギー源と比較して、生産エネルギー単位あたりの土地使用量が少ない。さらに、原子力発電は地域の大気汚染も引き起こさない。[ 127 ] [ 128 ]原子核分裂発電所の燃料として使用されるウラン鉱石は再生不可能な資源であるが、数百年から数千年分の供給を賄うのに十分な量が存在する。 [ 129 ] [ 130 ]しかし、現時点で経済的に採算が取れるウラン資源は限られており、拡大期にはウラン生産が追いつかない可能性が高い。[ 131 ]野心的な目標と一致する気候変動緩和策では、通常、原子力による電力供給が増加する。[ 132 ]

原子力発電が持続可能かどうかについては、核廃棄物、核兵器の拡散、事故への懸念などから議論がある。[ 130 ]放射性核廃棄物は数千年にわたって管理する必要がある。[ 130 ]原子力発電は、生産されるエネルギー単位当たりの事故による死亡や汚染関連の死亡者数が化石燃料よりもはるかに少なく、原子力発電の歴史的な死亡率は再生可能エネルギー源に匹敵する。[ 119 ]原子力発電に対する国民の反対により、原子力発電所の導入が政治的に困難になることが多い。[ 130 ]

新しい原子力発電所を建設する時間とコストを削減することは何十年も前からの目標であったが、コストは依然として高く、期間も長い。[ 133 ]従来型の原子力発電所の欠点を克服しようと、様々な新しい形態の原子力エネルギーが開発されている。高速増殖炉は核廃棄物をリサイクルできるため、地層処分を必要とする廃棄物の量を大幅に削減できるが、大規模な商業ベースではまだ導入されていない。[ 134 ]ウランではなくトリウムをベースとする原子力発電は、ウランの供給量が少ない国々に高いエネルギー安全保障を提供できる可能性がある。[ 130 ]小型モジュール炉は、現在の大型原子炉に比べていくつかの利点がある。より迅速に建設でき、モジュール化によって学習することでコストを削減できる。[ 135 ]また、従来の発電所よりも安全に使用できると考えられている。[ 136 ]

いくつかの国では、廃棄物の量が少なく爆発の危険性もない核融合炉の開発を試みている。 [ 137 ]核融合発電は研究室では進歩しているものの、商業化と規模拡大には数十年かかるため、2050年までに温暖化緩和のためのネットゼロ目標には貢献できないだろう。[ 138 ]

エネルギーシステムの変革

2025年までに、エネルギー転換への投資は化石燃料（石油、天然ガス、石炭）への投資の約2倍に増加しました。[ 50 ]
2024年上半期から2025年上半期にかけての太陽光発電と風力発電の伸びは、電力需要全体の伸びを上回り、化石燃料への依存を減らし、温室効果ガスの排出抑制に貢献するだろう。[ 139 ]

世界のエネルギーシステムの脱炭素化

 地球温暖化を2 ℃未満に抑えるために必要な排出量削減には、エネルギーの生産、分配、貯蔵、消費の方法のシステム全体の変革が必要となる。 [ 13 ]社会が一つの形態のエネルギーを別の形態のエネルギーに置き換えるには、エネルギーシステムにおける複数の技術と行動の変化が必要となる。例えば、自動車のエネルギー源として石油から太陽光発電に移行するには、太陽光発電、太陽光パネルの出力変動に対応するための電力網の改修、可変バッテリー充電器の導入、全体的な需要の増加、電気自動車の導入、電気自動車の充電施設と修理工場のネットワークが必要となる。[ 140 ]

多くの気候変動緩和策では、低炭素エネルギーシステムの 3 つの主要な側面を想定しています。

  • 低排出エネルギー源を利用した電力生産
  • 電化– 化石燃料を直接燃やす代わりに電気の使用を増やすこと
  • エネルギー効率対策の導入加速[ 141 ]

航空、海運、製鉄業など、エネルギー集約型の技術やプロセスの中には、電化が難しいものがあります。これらの分野からの排出量を削減するには、いくつかの選択肢があります。バイオ燃料や合成カーボンニュートラル燃料は、化石燃料を燃焼するように設計された多くの車両に動力を与えることができますが、バイオ燃料は必要な量を持続的に生産することができず、合成燃料は現時点では非常に高価です。[ 142 ]一部の用途では、電化に代わる最も有力な選択肢は、持続的に生産された水素燃料に基づくシステムの開発です。[ 143 ]

世界のエネルギーシステムの完全な脱炭素化には数十年かかると予想されており、既存の技術で大部分が達成できる。[ 144 ] IEAの2050年までのネットゼロ排出の提案では、排出量削減の約35％が2023年時点でまだ開発中の技術に依存している。[ 145 ]比較的未熟な技術には、バッテリーやカーボンニュートラル燃料を製造するプロセスなどがある。[ 146 ] [ 147 ]新技術の開発には、研究開発、実証、導入によるコスト削減が必要である。[ 146 ]

ゼロカーボンエネルギーシステムへの移行は、人類の健康に大きな相乗効果をもたらすでしょう。世界保健機関は、地球温暖化を1.5℃に抑える努力によって、大気汚染の削減だけでも毎年何百万人もの命を救えると推定しています。[ 148 ] [ 149 ]適切な計画と管理があれば、 2030年までに気候目標と整合した方法で、電力とクリーンな調理への普遍的なアクセスを提供する道筋が存在します。 [ 150 ] [ 151 ]歴史的に、いくつかの国は石炭の使用によって急速な経済的利益を得てきました。[ 150 ]しかし、多くの貧しい国や地域にとって、十分な国際投資と知識移転があれば、再生可能エネルギーに基づくエネルギーシステムを開発することで、化石燃料への依存を「飛躍的に」脱却できる機会が残されています。 [ 150 ]

変動エネルギー源の統合

傾斜した屋根全体が太陽光パネルで覆われた、低層のテラスハウス
ドイツのシュリアベルクにあるソーラー・セトルメントの建物は、消費するエネルギーよりも多くのエネルギーを生産しています。屋上にソーラーパネルが設置され、エネルギー効率を最大限に高めるように建設されています。[ 152 ]

風力や太陽光などの変動性のある再生可能エネルギー源から信頼性の高い電力を供給するには、電力システムに柔軟性が求められます。[ 153 ]ほとんどの電力網は、石炭火力発電所などの非間欠的なエネルギー源向けに構築されました。[ 154 ]より多くの太陽光や風力エネルギーが電力網に統合されるにつれて、電力供給が需要に一致するようにエネルギーシステムに変更を加える必要があります。[ 155 ] 2019年には、これらのエネルギー源が世界の電力の8.5％を生成し、そのシェアは急速に成長しています。[ 63 ]

電力システムの柔軟性を高める方法は様々です。多くの場所で、風力発電と太陽光発電は日次および季節的に補完的です。つまり、太陽エネルギーの生産量が少ない夜間や冬には風力が多くなります。[ 155 ]長距離送電線で異なる地理的地域を結ぶことで、変動性をさらに相殺することができます。[ 156 ]エネルギー需要は、エネルギー需要管理とスマートグリッドの利用を通じて時間的にシフトすることができ、変動エネルギーの生産が最も高い時間帯に合わせることができます。グリッドエネルギー貯蔵を利用すれば、余剰生産されたエネルギーを必要なときに放出することができます。[ 155 ]さらなる柔軟性は、電力熱変換システムや電気自動車を介して電力部門と熱・モビリティ部門を連携させるセクターカップリングによって提供できます。[ 157 ]

風力発電と太陽光発電の過剰設備を構築することで、悪天候時でも十分な電力生産を確保することができます。最適な天候では、余剰電力が利用または貯蔵できない場合、発電量を削減せざるを得ない場合があります。最終的な需給ミスマッチは、水力発電、バイオエネルギー、天然ガスなどのディスパッチ可能なエネルギー源を利用することで補うことができます。[ 158 ]

エネルギー貯蔵

再生可能エネルギー源からのエネルギーは位置エネルギーに変換され、電池などの機器に蓄えられます。蓄えられた位置エネルギーは後に電気に変換され、元の電源が利用できない場合でも電力網に追加されます
バッテリー貯蔵施設

エネルギー貯蔵は、間欠的な再生可能エネルギーの障壁を克服するのに役立ち、持続可能なエネルギーシステムの重要な側面です。[ 159 ]最も一般的に使用され、利用可能な貯蔵方法は揚水式水力発電ですが、これは高低差が大きく水にアクセスできる場所を必要とします。[ 159 ]バッテリー、特にリチウムイオンバッテリーも広く導入されています。[ 160 ] バッテリーは通常、短期間電気を貯蔵しますが、季節を超えて持続するのに十分な容量を持つ技術の研究が進行中です。[ 155 ]

米国における商用規模のバッテリーのコストは2015年以降約70％低下しているが、バッテリーのコストとエネルギー密度の低さから、季節間のエネルギー生産変動のバランスをとるために必要な非常に大規模なエネルギー貯蔵には実用的ではない。 [ 161 ]数か月間使用できる容量を備えた揚水式水力貯蔵とパワーツーガス（電気をガスに変換し、その逆に変換する）が一部の地域で導入されている。[ 162 ] [ 163 ]国際エネルギー機関（IEA）によると、コストの低下とクリーンインフラへの投資の増加により、世界のバッテリー貯蔵容量は2021年から2030年の間に約15倍に増加すると予想されている。[ 164 ]

電化

ヒートポンプの屋外部分にある2つのファンの写真
ヒートポンプの屋外部分。石油やガスボイラーとは異なり、電気を使用し、非常に効率的です。そのため、暖房の電化は排出量を大幅に削減できます。[ 165 ]

電力部門では、他のエネルギーシステムと比較して、排出量をはるかに速く削減できます。[ 141 ] 2019年現在、世界の電力の37%は低炭素源（再生可能エネルギーと原子力エネルギー）から生産されています。残りの電力供給は、主に石炭を中心とする化石燃料によって生産されています。[ 166 ]温室効果ガスの排出量を削減する最も簡単で迅速な方法の一つは、石炭火力発電所を段階的に廃止し、再生可能エネルギーによる発電を増やすことです。[ 141 ]

気候変動緩和策では、建物の暖房や輸送において化石燃料の直接燃焼の代替として電気を使用する、広範な電化が想定されている。[ 141 ]野心的な気候政策では、2020年の20%から2050年までに電力として消費されるエネルギーの割合が倍増することになる。[ 167 ]

電力への普遍的なアクセスを提供する上での課題の一つは、農村地域への電力供給である。村落部に必要な電力を発電・蓄電できる小規模太陽光発電設備など、再生可能エネルギーを基盤としたオフグリッドおよびミニグリッドシステムは重要な解決策となる。 [ 168 ]信頼性の高い電力へのアクセスが拡大すれば、現在発展途上国で一般的に使用されている灯油照明やディーゼル発電機の使用が減少するだろう。[ 169 ]

再生可能電力を発電・貯蔵するためのインフラには、電池用のコバルトやリチウム、太陽電池パネル用の銅などの鉱物や金属が必要です。 [ 170 ]製品のライフサイクルが適切に設計されていれば、リサイクルでこの需要の一部を満たすことができますが、ネットゼロ排出を達成するには、17種類の金属や鉱物の採掘を大幅に増やす必要があります。[ 170 ]少数の国や企業がこれらの商品の市場を独占している場合があり、地政学的な懸念が生じています。[ 171 ]例えば、世界のコバルトの大半はコンゴ民主共和国で採掘されていますが、この地域は政治的に不安定で、採掘はしばしば人権侵害のリスクと結び付けられています。[ 170 ]より多様な地理的調達により、より柔軟で脆弱性の少ないサプライチェーンを確保できる可能性があります。[ 172 ]

水素

水素ガスは、温室効果ガスの排出を削減する可能性のある燃料として広く議論されています。[ 173 ] [ 174 ]そのためには、より安価でエネルギー効率の高い緩和策が限られている分野や用途に供給できるだけの量の水素をクリーンに生産する必要があります。これらの用途には、重工業や長距離輸送が含まれます。[ 173 ]

水素は、燃料電池のエネルギー源として利用して発電したり、燃焼させて熱を発生させたりすることができます。[ 175 ]水素が燃料電池で消費されると、使用時に排出されるのは水蒸気のみです。[ 175 ]水素の燃焼は、有害な窒素酸化物の熱生成につながる可能性があります。[ 175 ]水素のライフサイクル全体の排出量は、その製造方法によって異なります。現在、世界で供給されている水素のほぼすべては化石燃料から作られています。[ 176 ] [ 177 ]

水素を製造する主な方法は水蒸気メタン改質法であり、天然ガスの主成分であるメタンと水蒸気の化学反応によって水素が生成される。このプロセスで1トンの水素を製造すると、6.6～9.3トンの二酸化炭素が排出される。 [ 178 ]二酸化炭素回収・貯留（CCS）によってこれらの排出量の大部分を除去できる可能性があるものの、天然ガス由来の水素の全体的なカーボンフットプリントは、天然ガス自体の生産時に発生する排出物（放出メタンや漏洩メタンを含む）の影響もあり、2021年時点では評価が困難である。 [ 179 ]

電気は水分子を分解するために使用でき、持続可能な方法で発電された電力であれば持続可能な水素を生産することができます。しかし、この電気分解プロセスは、CCSなしでメタンから水素を生成するよりも現在高価であり、エネルギー変換効率は本質的に低いです。[ 143 ]変動性のある再生可能電力が余剰になったときに水素を生産し、貯蔵して熱を発生させたり、電力を再生したりすることができます。[ 180 ]さらに、グリーンアンモニアやグリーンメタノールなどの液体燃料に変換することもできます。[ 181 ]水素電解装置の革新により、電力からの水素の大規模生産のコスト競争力が向上する可能性があります。[ 182 ]

水素燃料は、鉄鋼、セメント、ガラス、化学薬品の工業生産に必要な高熱を発生させることができるため、製鉄用の電気アーク炉などの他の技術と並んで、産業の脱炭素化に貢献しています。[ 183 ]​​ 製鉄の場合、水素はクリーンな燃料として機能すると同時に、石炭由来のコークスに代わる低炭素触媒としても機能します。[ 184 ]輸送の脱炭素化に使用される水素は、船舶、航空、そしてそれほどではないが大型貨物車で最大の用途が見込まれます。[ 173 ]乗用車を含む小型車両では、水素は他の代替燃料車両、特にバッテリー電気自動車の普及率と比較するとはるかに遅れており、将来的に重要な役割を果たさない可能性があります。[ 185 ]

水素を燃料として用いる場合の欠点としては、水素の爆発性により貯蔵・配送コストが高くなること、他の燃料に比べて体積が大きいこと、パイプを脆くする傾向があることなどがあげられる。[ 179 ]

エネルギー利用技術

交通

カナダ、バンクーバーの自転車レーンを利用するサイクリストのグループ
バンクーバーのこの自転車レーンのような公共の自転車インフラは、持続可能な交通を促進します。[ 186 ]

輸送は世界の温室効果ガス排出量の14%を占めていますが[ 187 ]、輸送をより持続可能にする方法は複数あります。公共交通機関は、電車やバスが一度に多くの乗客を運ぶことができるため、一般的に乗客一人当たりの温室効果ガス排出量は自家用車よりも少なくなります。[ 188 ] [ 189 ]短距離の飛行機は、特に電化されるとより効率的な高速鉄道に置き換えることができます。[ 190 ] [ 191 ]特に都市部では、歩行や自転車などの非自動車交通を推進することで、輸送をよりクリーンで健康的なものにすることができます。[ 192 ] [ 193 ]

自動車のエネルギー効率は時間とともに向上しているが、[ 194 ]電気自動車への移行は、輸送の脱炭素化と大気汚染の削減に向けた重要な一歩である。[ 195 ]交通関連の大気汚染の大部分は、道路のほこりからの粒子状物質と、タイヤやブレーキパッドの摩耗によるものである。[ 196 ]これらの排気管以外の発生源からの汚染を大幅に削減することは、電化では達成できず、車両の軽量化や運転回数の削減などの対策が必要である。[ 197 ]特に小型車は、バッテリー技術を使用した脱炭素化の主要候補である。世界のCO2排出量の25%は依然として輸送部門に由来している。[ 198 ]

長距離貨物輸送と航空は、現在の技術では電化が難しい分野である。その主な理由は、長距離移動に必要なバッテリーの重量、バッテリーの再充電時間、バッテリー寿命の限界である。 [ 199 ] [ 161 ] 利用可能な場合、船や鉄道による貨物輸送は、一般的に航空や道路による輸送よりも持続可能である。[ 200 ]トラックなどの大型車両には、水素自動車が選択肢となる可能性がある。[ 201 ]海運や航空からの排出量を削減するために必要な技術の多くはまだ開発の初期段階にあり、アンモニア（水素から生成）は海運燃料の有望な候補である。[ 202 ]航空バイオ燃料は、燃料の製造中に排出物を回収して貯蔵すれば、バイオエネルギーのより有効な利用方法の一つとなる可能性がある。[ 203 ]

建物

エネルギー使用量の3分の1以上は建物とその建設に使用されています。[ 204 ]建物を暖房するために、化石燃料やバイオマスを燃焼させる代わりに、ヒートポンプや電気ヒーターによる電化、地熱エネルギー、セントラル太陽熱暖房、廃熱の再利用、季節ごとの熱エネルギー貯蔵などがあります。[ 205 ] [ 206 ] [ 207 ]ヒートポンプは、1つの機器で暖房と空調の両方を提供します。[ 208 ] IEAは、ヒートポンプが世界の空間および給湯需要の90%以上を供給できると推定しています。[ 209 ]

建物を暖房する非常に効率的な方法は地域暖房です。地域暖房では、集中的に熱を発生させ、断熱パイプを通して複数の建物に熱を分配します。従来、ほとんどの地域暖房システムは化石燃料を使用していましたが、現代の冷暖房システムは再生可能エネルギーを多く使用するように設計されています。[ 210 ] [ 211 ]

風力発電タワーのある建物
イランの風力発電タワーのような受動的な冷却設備は、エネルギーを一切使わずに建物内に冷気を送り込みます。[ 212 ]

建物の冷房は、パッシブ建築設計、ヒートアイランド現象を最小限に抑える計画、複数の建物を冷水配管で冷却する地域冷房システムなどを通じて、より効率的に行うことができます。 [ 213 ] [ 214 ]エアコンは大量の電力を必要とし、貧困世帯にとっては必ずしも手頃な価格ではありません。[ 214 ]一部のエアコンユニットでは、気候に優しい冷媒のみを使用するというキガリ改正を批准していない国もあるため、依然として温室効果ガスである冷媒を使用しています。[ 215 ]

調理

電気IHオーブン
調理には、電気IHコンロが最もエネルギー効率が高く安全な選択肢の1つです。[ 216 ] [ 217 ]

エネルギー貧困に苦しむ開発途上国では、木材や動物の糞などの汚染燃料が調理によく使用されています。これらの燃料を使った調理は、有害な煙を排出し、木材の伐採が森林劣化につながる可能性があるため、一般的に持続可能ではありません。[ 218 ]先進国ではすでに普及しているクリーンな調理設備が広く普及すれば、[ 216 ]健康状態が劇的に改善し、気候への悪影響は最小限に抑えられるでしょう。[ 219 ] [ 220 ]クリーンな調理設備、例えば室内の煤の排出量が少ない調理設備は、通常、天然ガス、液化石油ガス（どちらも酸素を消費し二酸化炭素を排出する）、または電気をエネルギー源として使用します。バイオガスシステムは、状況によっては有望な代替手段となります。[ 216 ]従来のストーブよりもバイオマスを効率的に燃焼する改良型調理ストーブは、クリーンな調理システムへの移行が難しい場合の暫定的な解決策となります。[ 221 ]

業界

エネルギー使用量の3分の1以上は産業によるものです。そのエネルギーのほとんどは、熱生成、乾燥、冷却といった熱プロセスに利用されています。2017年の産業における再生可能エネルギーの割合は14.5%で、そのほとんどはバイオエネルギーと電力によって供給される低温熱です。産業における最もエネルギー集約的な活動は、200℃（390℉）を超える温度での熱生成に限界があるため、再生可能エネルギーの割合が最も低くなっています。[ 222 ]

一部の産業プロセスでは、温室効果ガスの排出をなくすために、まだ建設またはフルスケールで稼働していない技術の商業化が必要となる。[ 223 ] 例えば、製鉄業は伝統的に石炭から得られるコークスを非常に高温の熱を発生させるためと、鋼鉄自体の原料として使用していることから、電化が困難である。[ 224 ]プラスチック、セメント、肥料の生産にも大量のエネルギーが必要であり、脱炭素化の可能性は限られている。[ 225 ]循環型経済への移行は、新しい原材料の採掘と精製にエネルギーを投資するのに比べて、より多くのリサイクルを伴うため、エネルギー使用量が少なくなり、産業の持続可能性を高めるだろう。[ 226 ]

政府の政策

「新しいエネルギー技術を市場に投入するには数十年かかることがよくありますが、2050年までに世界的にネットゼロエミッションを達成するという緊急課題は、進歩をはるかに迅速にする必要があることを意味します。経験から、政府の役割は、新しい技術を市場に投入し、広く普及させるために必要な時間を短縮する上で非常に重要であることがわかっています。」

エネルギーシステムの変革を促進する適切に設計された政府の政策は、温室効果ガスの排出量を削減し、同時に大気質を改善することができ、多くの場合、エネルギー安全保障を高め、エネルギー使用の経済的負担を軽減することもできる。[ 228 ]

規制

環境規制は、1970年代からエネルギーのより持続可能な利用を促進するために使用されてきました。[ 229 ]一部の政府は、石炭火力発電所の段階的廃止と新たな化石燃料の探査終了の期限を定めています。政府は、新車に排出ガスゼロを義務付けたり、新しい建物の暖房にガスではなく電気を使用することを義務付けることができます。[ 230 ]いくつかの国では、再生可能エネルギーポートフォリオ基準により、電力会社に再生可能エネルギー源から発電する電力の割合を増やすことが義務付けられています。[ 231 ] [ 232 ]

政府は、長距離送電線、スマートグリッド、水素パイプラインなどのインフラ整備を主導することで、エネルギーシステムの変革を加速できる。[ 233 ] 交通分野では、適切なインフラとインセンティブによって移動がより効率的になり、自動車への依存度が低くなる。[ 228 ]スプロール現象を抑制する都市計画は、地域の交通機関や建物におけるエネルギー使用量を削減し、生活の質を向上させることができる。[ 228 ]政府が資金提供する研究、調達、インセンティブ政策は、これまで太陽光発電やリチウム電池などのクリーンエネルギー技術の開発と成熟に極めて重要であった。[ 234 ] IEAの2050年までのネットゼロエミッションエネルギーシステムのシナリオでは、さまざまな新技術を実証段階に導き、導入を促進するために、公的資金が急速に動員される。[ 235 ]

屋根の下のずんぐりとした金属製の箱に差し込まれた車の列の写真
いくつかの国と欧州連合は、すべての新車をゼロエミッション車にするための期限を定めています。[ 230 ]

炭素価格設定

炭素価格設定（二酸化炭素排出量への課税など）は、産業界と消費者に排出量削減のインセンティブを与えると同時に、その方法を選択できるようにします。例えば、低排出のエネルギー源への移行、エネルギー効率の向上、エネルギー集約型製品やサービスの使用削減などが可能です。[ 236 ]炭素価格設定は一部の国や地域で強い政治的反発に遭遇していますが、エネルギーに特化した政策は政治的に安全である傾向があります。[ 237 ] [ 238 ]ほとんどの研究は、地球温暖化を1.5  ℃に抑えるためには、炭素価格設定に加えて、厳格なエネルギーに特化した政策が必要であることを示しています。[ 239 ]

2019年現在、ほとんどの地域で炭素価格はパリ協定の目標を達成するには低すぎます。[ 240 ]炭素税は、他の税金を下げるために使用できる収入源を提供し、[ 241 ]または低所得世帯がより高いエネルギーコストを負担するのを助けます。[ 242 ] EUや英国などの一部の政府は、炭素国境調整の活用を検討しています。[ 243 ]これは、気候政策がそれほど厳しくない国からの輸入品に関税を課し、内部炭素価格の対象となる産業が競争力を維持できるようにします。[ 244 ] [ 245 ]

ペース

2020年時点で開始された政策改革の規模とペースは、パリ協定の気候目標を達成するために必要な規模をはるかに下回っています。[ 246 ] [ 247 ]国内政策に加えて、イノベーションを加速し、貧しい国々が完全なエネルギーアクセスへの持続可能な道筋を確立するのを支援するために、より大きな国際協力が必要です。[ 248 ]

各国は雇用創出のため再生可能エネルギーを支援するかもしれない。[ 249 ]国際労働機関は、地球温暖化を2℃に抑える努力は、経済のほとんどの部門で純雇用創出につながると推計している。[ 250 ]国際労働機関は、再生可能電力発電、建物のエネルギー効率の向上、電気自動車への移行などの分野で、2030年までに2400万の新規雇用が創出されると予測している。鉱業や化石燃料などの部門では600万の雇用が失われるだろう。[ 250 ]政府は、化石燃料産業に依存する労働者と地域に公正な移行を保障し、代替的な経済機会を確保することで、持続可能なエネルギーへの移行を政治的、社会的に実現可能にすることができる。[ 150 ]

金融

再生可能エネルギー、電化熱輸送、その他の非化石燃料エネルギー源への世界投資のグラフ
電化輸送と再生可能エネルギーは、再生可能エネルギーへの移行における重要な投資分野です。[ 251 ] [ 252 ] [ 253 ]
中国の複数国への特許出願件数は2010年代半ばから急増しており、電池と太陽光発電ではトップを占めているが、風力エネルギーとスマートグリッドでは依然として欧州が優勢である。[ 254 ]中国はまた、世界的な査読付きジャーナルにおける引用数の多い論文でもトップを占めている。[ 254 ]

イノベーションと投資のために十分な資金を調達することは、エネルギー転換の前提条件である。[ 255 ] IPCCは、地球温暖化を1.5℃に抑えるためには、2016年から2035年の間に毎年2.4兆米ドルをエネルギーシステムに投資する必要があると推定している。ほとんどの研究では、世界のGDPの2.5％に相当するこれらのコストは、経済的利益と健康上の利益と比較すると小さいと予測されている。[ 256 ]低炭素エネルギー技術とエネルギー効率への平均年間投資額は、2015年と比較して2050年までに6倍にする必要がある。[ 257 ]資金不足は特に後発開発途上国で深刻であり、民間部門にとって魅力的ではない。[ 258 ]

国連気候変動枠組条約は、2016年の気候変動対策資金の総額は6,810億ドルと推定している。 [ 259 ]この大半は、再生可能エネルギー導入への民間投資、持続可能な交通機関への公共投資、エネルギー効率化への民間投資である。[ 260 ]パリ協定には、気候変動の緩和と適応のために、先進国から貧困国に年間1,000億ドルの追加資金を拠出するという誓約が含まれている。この目標は達成されておらず、不明確な会計規則によって進捗状況の測定が妨げられている。[ 261 ] [ 262 ]化学、肥料、セラミック、鉄鋼、非鉄金属などのエネルギー集約型産業が研究開発に多額の投資をすれば、産業界におけるその使用量は全エネルギー消費量の5%から20%に達する可能性がある。[ 263 ] [ 264 ]

化石燃料への資金提供と補助金は、エネルギー転換の大きな障害となっている。[ 265 ] [ 255 ] 2017年の世界全体の化石燃料への直接的な補助金は3190億ドルだった。これは、大気汚染の影響などの間接コストを価格に織り込むと5.2兆ドルに上昇する。[ 266 ]これらを廃止すれば、世界の炭素排出量が28％削減され、大気汚染による死亡者数が46％減少する可能性がある。[ 267 ]クリーンエネルギーへの資金提供は、 COVID-19パンデミックの影響をほとんど受けておらず、パンデミック関連の経済刺激策は、グリーンリカバリーの可能性を提供している。[ 268 ] [ 269 ]

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出典

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