持続可能性を考慮した環境学的マクロモデル東洋大学国際地域学部教授池田誠 20050903 モデル 000 のシート１１．持続可能性を考慮した環境学的マクロモデル１−１．松尾先生の 2004 年度 ORC 報告書のモデルを SimTaKN で表すと次のようになります。ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ持続可能性を考慮したマクロ経済モデル＝環境学的マクロモデル人口とＧＤＰの係数ＦＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率ＡＧＤＰ当た 4 7 民間消費Ｃ：ｆＰ国内総生産ＧＣＯ2 出生者数人口Ｐ正エネルギー消ＣＯ2 人口Ｐ出生率エネルギー消費当たりのＣＯ2発生率Ｂ負マクロ経済学モデル投資係数 β 政府支出係数α 民間総投資Ｉ政府支出Ｇ 3 5 国内総生人口と消費産ＧＤＰ：の係数ｆＦＰエネルギーＥエネルギーＥエネルギー消費当たりのＣＯ2発生率Ｂ国内総生産ＧＤＰ：ｋＣ 5 6 脱炭素エネルギー社会への転換消費とＧＤＰの比例定数ｋ＝(１+α+β) 人口とＧＤＰ 2 日本の人口死亡者数国内総生産ＧＤＰ日本の人口※ 国立社会保障・人口問題研究所編集「人口の動向：日本と世界」人口統計資料集1999 死亡率人口モデル資料：松尾友矩著「環境学的マクロモデルによる温暖化対策の政策評価」東洋大学国際共生社会研究センター平成16年度報告書から池田誠作成世界経済の持続可能性から輸出入均衡輸出Ｅｘｐ輸入Ｉｍｐ 1 出生率※ 死亡率※ 国立社会保障・人国立社会保障・人口問題研究所編集口問題研究所編集「人口の動向：日本「人口の動向：日本と世界」人口統計資と世界」人口統計資料集1999 料集1999 前期のモデルの方程式は次のとおりです。 SimTaKN モデル方程式名称式単位人口Ｐ (t)＝人口Ｐ (t − 民間消費Ｃ：ｆＰ＝民間総投資Ｉ＝政府支出Ｇ＝ＣＯ2＝初期値 dt) ＋ ( 出生者数人口と消費の係数投資係数β 政府支出係数α × × ｆ × − dt 百万人 83.2 民間消費Ｃ：ｆＰ民間消費Ｃ：ｆＰ × エネルギーＥＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ人口とＧＤＰの係数Ｆ＝ ) × 人口Ｐエネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率ＢエネルギーＥ＝死亡者数 × 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ消費とＧＤＰの比例定数ｋ＝(１＋α＋β) × 人口と消費の係数ｆ国内総生産ＧＤＰ＝民間消費Ｃ：ｆＰ＋民間総投資Ｉ＋政府支出Ｇ＋(輸出Ｅｘｐ−輸入Ｉｍｐ) 輸出Ｅｘｐ＝世界経済の持続可能性から輸出入均衡輸入Ｉｍｐ＝世界経済の持続可能性から輸出入均衡世界経済の持続可能性から輸出入均衡＝1 投資係数β＝0.15 消費とＧＤＰの比例定数ｋ＝(１+α+β)＝1＋政府支出係数α ＋投資係数β 政府支出係数α＝0.25 国内総生産ＧＤＰ：ｋＣ＝消費とＧＤＰの比例定数ｋ＝(１＋α＋β) × 人口と消費の係数ｆ＝5 1 民間消費Ｃ：ｆＰ国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ＝人口とＧＤＰの係数Ｆ × 人口Ｐ出生率＝データ(time) 出生者数＝出生率 × 人口Ｐ／100 死亡者数＝死亡率 × 人口Ｐ／100 死亡率＝データ(time) 日本の人口※国立社会保障・人口問題研究所編集「人口の動向：日本と世界」人口統計資料集 1999 ＝入力値未定の図表による変換百万人ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ＝入力値未定の図表による変換ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ＝百万人ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａエネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率Ｂ＝入力値未定の図表による変換百万人エネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率Ｂ＝エネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率ＢＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ＝ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａエネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率Ｂ＝エネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率Ｂ脱炭素エネルギー社会への転換＝入力値未定の図表による変換出生率※国立社会保障・人口問題研究所編集「人口の動向：日本と世界」人口統計資料集 1999 ＝データ(time) 死亡率※国立社会保障・人口問題研究所編集「人口の動向：日本と世界」人口統計資料集 1999 ＝データ(time) 2 １−２．成長率の微分方程式を SimTaKN の定差方程式に置き換えたものです。000 のシート２ＧＤＰの増分 d(GDP)/dt 8 d(GDP)/dt=Pd(F)/dt+Fd(P)/dt の確認 GDP 成長率国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ Pd(F)/dt 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰエネルギーＥの増分 d(Ｅ)/dt Fd(P)/dt 前期分人口Ｐの増分 d(P)/dt 出生者数− 死亡者数 9 Pd(F)/dt+Fd(P)/dt 前期分人口ＰＦの増分 d(Ｆ)/dt 人口Ｐ d(E)/dt=Ad(GDP)/dt+GDPd(A)/dt の確認人口とＧＤＰの係数Ｆ人口とＧＤＰの係数Ｆ前期分 Ad(GDP)/dt+GDPd(A)/dt GDPd(A)/dt Ad(GDP)/dt エネルギーＥ前期分Ａの増分 d(Ａ)/dt エネルギーＥ前期分 10 GDP 成長率ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率ＡＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率ＡＧＤＰの増分 d(GDP)/dt 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ前期分 d(CO2)/dt=ABd(GDP)/dt+AGDPd(B)/dt+BGDPd(A)/dt の確認ＣＯ2の増分 d(ＣＯ2)/dt ABd(GDP)/dt+AGDPd(B)/dt+BGDPd(A)/dt ABd(GDP)/dt ＣＯ2 BGDPd(A)/dt AGDPd(B)/dt 前期分前期分ＣＯ2 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰＧＤＰの増分 d(GDP)/dt Ｂの増分 d(Ｂ)/dt Ａの増分 d(Ａ)/dt 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰＧＤＰ当たりの社会的エネル GDP ギー効率Ａ成長率ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ前期分前期分エネルギー消費当たりのＣＯ2発生率Ｂエネルギー消費当たりのＣＯ 2発生率Ｂ資料：松尾友矩著「環境学的マクロモデルによる温暖化対策の政策評価」東洋大学国際共生社会研究センター平成16年度報告書から池田誠作成 3 前期のモデルの方程式は次のとおりです。名称式前期分＝単位初期値ＧＤＰの増分 d(GDP)/dt＝前期分＝人口Ｐ国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ＝ＣＯ2 の増分 d(ＣＯ2)/dt＝前期分＝エネルギーＥ − 前期分 5834000 ＣＯ2 − 前期分人口とＧＤＰの係数Ｆ Pd(F)/dt＝Ｆの増分 d(Ｆ)／dt × Pd(F)／dt ＋ × ＧＤＰの増分 d(GDP)/dt＝前期分 7 − 前期分人口Ｐの増分 d(P)／dt Fd(P)／dt ＧＤＰの増分 d(GDP)／dt − の 1 回遅延 − Ad(GDP)/dt＝ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ GDPd(A)/dt＝国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ × Pd(F)／dt＋Fd(P)／dt 584 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ Ad(GDP)/dt+GDPd(A)/dt＝ − 100 人口Ｐ d(GDP)/dt=Pd(F)/dt+Fd(P)/dt の確認＝国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ前期分の 1 回遅延の 1 回遅延人口とＧＤＰの係数Ｆ 100 − エネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率Ｂ Fd(P)/dt＝ Pd(F)/dt+Fd(P)/dt＝の 1 回遅延ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ人口とＧＤＰの係数ＦＦの増分 d(Ｆ)/dt ＝前期分＝ 59240 エネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率ＢＢの増分 d(Ｂ)/dt ＝前期分＝前期分ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率ＡＡの増分 d(Ａ)/dt ＝前期分＝ − の 1 回遅延ＣＯ2 前期分 81.7 の 1 回遅延エネルギーＥ − 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰエネルギーＥの増分 d(Ｅ)/dt＝前期分＝ 584 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰの 1 回遅延人口Ｐ人口Ｐの増分 d(P)/dt＝前期分＝の 1 回遅延国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ前期分ＧＤＰの増分 d(GDP)／dt × Ａの増分 d(Ａ)／dt GDPd(A)／dt ＋ Ad(GDP)／dt d(E)/dt=Ad(GDP)/dt+GDPd(A)/dt の確認＝エネルギーＥの増分 d(Ｅ)／dt−Ad(GDP)／dt＋GDPd(A) ／dt d(CO2)/dt=ABd(GDP)/dt+AGDPd(B)/dt+BGDPd(A)/dt の確認＝ＣＯ2 の増分 d(ＣＯ2)／dt − ABd(GDP)／dt＋AGDPd(B)／dt＋BGDPd(A)／dt ABd(GDP)/dt+AGDPd(B)/dt+BGDPd(A)/dt ＝ABd(GDP)／dt＋AGDPd(B)／dt＋BGDPd(A)／dt ABd(GDP)/dt＝エネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率Ｂ × × ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率ＡＧＤＰの増分 d(GDP)／dt AGDPd(B)/dt＝ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ×ＧＤＰ：ＦＰ×Ｂの増分 d(Ｂ)／dt BGDPd(A)/dt＝エネルギー消費当たりのＣＯ2 発生率Ｂ × 国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ分 d(Ａ)／dt 前期分＝ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率ＡＡの増分 d(Ａ)/dt ＝前期分＝の 1 回遅延ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ国内総生産ＧＤＰ：ＦＰＧＤＰの増分 d(GDP)/dt ＝の 1 回遅延国内総生産ＧＤＰ：ＦＰ 4 − 584 − 前期分 100 前期分 × Ａの増１−３．松尾先生のモデルのデータを SimTaKN に入力し、５年間の平均成長率を計算するモデルオリジナルの松尾先生の論文では、下図のように５年間ごとの平均成長率でしたが、SimTaKN で連続的に計算した結果をモデルの結果としてそのまま表示しています。この図のように見やすいように、５年ごとの区切りにして表示することも可能ですが、紙面と時間の関係で省略しました。 20.0% GDP 人口一次エネルギー総供給 CO2排出量５年平均成長率 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% 1998-2002 1993-1997 1988-1992 1983-1987 1978-1982 1973-1977 1968-1972 1963-1967 1958-1962 1953-1957 -5.0% 資料：松尾先生からの資料（注：シート「加工」の F75,F76 と M75,M76 は再チェックが必要です。）１−４．SimTaKN による実績データと５年間の平均成長率の算出モデルｔ−5 ｔ−5 成長率５ 5 ｔ−4 ｔ−3 成長率３ 3 ｔ−2 2 人口の５年平均成長率ｔ−2 2 成長率２ｔ−1 1 人口の実績データｔ−3 成長率１ per capita GDP ※百万円/人一人当たりGDP 成長率３ 3 ｔ−2 成長率２ 2 ｔ−1 1 一次エネルギーの５年平均成長率成長率２ｔ−3 1 成長率３ 3 ｔ−2 2 ｔ−1 成長率１成長率４ 4 成長率２ｔ−1 1 成長率１ＧＤＰ当たりの社会的エネルギー効率Ａ（実績） per capita GDP ※百万円/人人口Ｐ* 成長率３ 3 GDPの５年平均成長率ｔ−4 成長率４ 4 ｔ−3 成長率５ 5 ｔ−4 成長率４ 4 ｔ−5 成長率５ 5 ｔ−4 成長率４ 4 ｔ−5 成長率５ 5 モデル 004 GDP※1990年 10億円（実績） GDP※1990年 10億円 1953年からデータあり一次エネルギー総供給 ※10^13kcal 石油換算百万トン CO2排出量 ※CO2百万トン（実績）一次エネルギー総供給※ 10^10MJ（実績）一次エネルギー総供給※ 10^10MJ＝石油換算百万トン×4.19 5 CO2※炭素換算百万トン CO2排出量※ CO2百万トン= 炭素換算百万トン×44/12 per capita CO2 per capita CO2 成長率１ CO2排出量の５年平均成長率図 SimTaKN モデルの結果上段：合成表示、中段：実績値、下段：５年間の平均成長率（移動平均） 1958年の値は1953年から1958年までの5年間の平均成長率５年間の平均成長率を算出するモデルの方程式（ＧＤＰの例）名称式単位初期値ＧＤＰ※1990 年 10 億円（実績）＝ GDP 5＝ｔ−4 の 1 回遅延 87033・・・・・注：ｔ−５を示しています。 4＝ｔ−3 の 1 回遅延 87033 3＝ｔ−2 の 1 回遅延 87033 2＝ｔ−1 の 1 回遅延 87033 1＝ＧＤＰ× ｔ−1＝ 1 の 1 回遅延ｔ−2＝成長率１＝( ＧＤＰ× 2 − 87033 ｔ−3＝ｔ−1 )／ 3 ｔ−4＝ＧＤＰ× 成長率２＝( ｔ−1 − ｔ−2 )／ｔ−1 ×100 成長率３＝( ｔ−2 − ｔ−3 )／ｔ−2 ×100 成長率４＝( ｔ−3 − ｔ−4 )／ｔ−3 ×100 成長率５＝( ｔ−4 − ｔ−5 )／ｔ−4 ×100 4 ｔ−5＝ 5 ×100 ＧＤＰの５年平均成長率＝(成長率１＋成長率２＋成長率３＋成長率４＋成長率５)／5 6 １−５．松尾先生のオリジナル・データから実績値の近似曲線の推計と構造変化の点を分析した。005 千人 GDP （1990年 10億円）人口 140,000.00 y = 902.66x - 2E+06 R2 = 0.9623 130,000.00 GDPと人口の関係：GDP=f(人口） GDP 線形 (GDP) 600,000 y = 11.411x - 999255 R 2 = 0.9618 500,000 120,000.00 一次エネルギー（10^10MJ）一次エネルギー総供給線形 (一次エネルギー総供給) GDPと一次エネルギー 2,500.00 2,000.00 400,000 y = 0.0072x - 96.759 R 2 = 0.9966 1,500.00 110,000.00 300,000 1,000.00 100,000.00 200,000 500.00 90,000.00 100,000 80,000.00 1950 1960 1970 1980 1990 2000 0 80,000.00 2010 0.00 千人 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 GDP（1990年10億円） 90,000.00 100,000.00 110,000.00 120,000.00 130,000.00 人口千人人口とGDP（1953-1960）系列1 140,000.00 80,000 130,000.00 70,000 y = 1141.6x - 2E+06 R2 = 0.9885 60,000 110,000.00 100,000.00 GDPと一次エネルギー 2,500.00 y = 4.7782x - 378044 R2 = 0.9363 y = 0.0006x + 1442.4 R 2 = 0.2023 2,000.00 50,000 GDP 120,000.00 一次エネルギー（10^10MJ）線形 (系列1) 1,500.00 40,000 30,000 1,000.00 20,000 10,000 90,000.00 80,000.00 1950 1960 1970 1980 1990 2000 0 86,000. 87,000. 88,000. 89,000. 90,000. 91,000. 92,000. 93,000. 94,000. 00 00 00 00 00 00 00 00 00 人口 2010 500.00 0.00 0 100,000 千人 1960-1972 系列1 140,000.00 y = 452.55x - 777592 R 2 = 0.9608 130,000.00 200,000 300,000 400,000 500,000 GDP（1990年10億円）人口 250,000 200,000 120,000.00 エネルギー（10^10MJ）線形 (系列1) 2,500.00 y = 10.533x - 913986 R2 = 0.9916 2,000.00 y = 0.0047x - 5.2673 R 2 = 0.9492 150,000 1,500.00 g 110,000.00 GDPと一次エネルギー 100,000 1,000.00 100,000.00 50,000 90,000.00 80,000.00 1950 1960 1970 1980 1990 2000 0 92,000 94,000 96,000 98,000 100,00 102,00 104,00 106,00 108,00 110,00 .00 .00 .00 .00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 s 2010 500.00 0.00 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 GDP（1990年10億円） d1972-75 240,000 235,000 y = 3.8773x - 197465 R2 = 0.8584 230,000 d 系列1 線形 (系列1) 225,000 220,000 一次エネルギー（10^10MJ）ＧＤＰと一次エネルギー総供給一次エネルギー総供給線形 (一次エネルギー総供給) ＣＯ2排出量百万トン 215,000 107,00 108,00 109,00 110,00 111,00 112,00 113,00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 d 2,500.00 y = 0.0044x + 243.49 2 R = 0.9463 2,000.00 1,400.00 CO2排出量一次エネルギーとＣＯ2排出量線形 (CO2排出量) y = 0.5027x + 41.705 R 2 = 0.9897 1,200.00 1,000.00 1975-1985 1,500.00 800.00 400,000 1,000.00 350,000 600.00 y = 11.659x - 1E+06 R2 = 0.9938 400.00 300,000 500.00 200.00 250,000 系列1 線形 (系列1) 200,000 0.00 0 100,000 200,000 300,000 GDP（1990年10億円） 400,000 500,000 150,000 0.00 0.00 500.00 1,000.00 1,500.00 一次エネルギー（10^10MJ） 2,000.00 2,500.00 100,000 一次エネルギー（10^10MJ）ＧＤＰと一次エネルギー総供給一次エネルギー総供給線形 (一次エネルギー総供給) ＣＯ2排出量百万トン 50,000 一次エネルギーとCO2排出量 y = 0.0044x + 243.49 R2 = 0.9463 CO2排出量線形 (CO2排出量) 1,400.00 0 110,00 112,00 114,00 116,00 118,00 120,00 122,00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2,500.00 y = 0.5598x - 2.2424 R 2 = 0.999 1,200.00 2,000.00 1,000.00 1985-1991 800.00 1,500.00 1,000.00 11 500.00 0.00 0 一次エネルギー（10^10MJ） 100,000 200,000 300,000 GDP（1990年10億円） 500,000 ＧＤＰと一次エネルギー総供給一次エネルギー総供給 2,500.00 400,000 3 多項式 (一次エネルギー総供給) 2 y = 4E-14x - 4E-08x + 0.0144x - 410.48 2 R = 0.9863 500,000 450,000 400,000 350,000 y = 36.531x - 4E+06 300,000 2 R = 0.9781 250,000 200,000 150,000 100,000 50,000 0 120,000. 121,000. 122,000. 123,000. 124,000. 125,000. 00 00 00 00 00 00 11 600.00 400.00 系列1 線形 (系列1) 200.00 0.00 0.00 500.00 1,000.00 1,500.00 一次エネルギー（10^10MJ）ＣＯ2排出量百万トン一次エネルギーとＣＯ2排出量 2,000.00 系列1 2,500.00 線形 (系列1) 1,400.00 y = 0.3921x + 251.85 R 2 = 0.9707 1,200.00 2,000.00 1,000.00 1,500.00 800.00 600.00 1,000.00 400.00 500.00 200.00 0.00 0.00 0.00 0 100,000 200,000 300,000 GDP（1990年10億円） 400,000 500,000 7 500.00 1,000.00 1,500.00 一次エネルギー（10^10MJ） 2,000.00 2,500.00 １−６．実績値を SimTaKN モデルに導入して組み立てる。中段のグラフ１∼４は、左側が単純な係数だけの SimTaKN モデル推計値で、右側が補正乗数を組み込んだモデルの計算結果（青は実績値）005 GDP=11.411×Ｐ-999255 R2=0.9618 持続可能性を考慮したマクロ経済モデル＝環境学的マクロモデル日本の人口（人口研）日本の人口※ 国立社会保障・人口問題研究所編集「人口の動向：日本と世界」人口統計資料集 1999 人口の実績人口の実績データＣＯ2排出量＝0.5598×（一次エネルギー） −2.2424 Ｒ2＝0.999 4 3 一次エネルギー GDP推計（ CO2排出量（モデ人口モデ総供給※ ル）※CO2百万トルから） 10^10MJ ンＧＤＰ当たりの 1 人口とエネルギー消費当たり社会的エネルギーＧＤＰの係数のＣＯ2発生率Ｂ 1990年の効率Ａ人口-GDP Ｆ CO2排出量補正乗数人口モデル GDP-エネルギーエネルギー消費 1,1052.7百万トン 1991∼1.03, 消費の補正乗数 -CO2発生率の補正の6％削減＝ 06,09,12,15 1973∼0.9 乗数 989.5百万トン 1983∼0.65 出生者数人口Ｐ死亡者数 1975∼0.975 正負 2000∼0.6 1978∼0.9 1986∼1990:0.95 5 1995∼0.9 出生率※ 出生率の死亡率※ 国立社会補正乗数国立社会保障・人 1980∼0.9 保障・人口口問題研問題研究一次エネル究所編集所編集「人ギー総供給実績 GDP実績 CO2排出量実績一次エネルギー総供給※ ※CO2百万トン CO2排出 10^10MJ＝石油換算百万 GDP※1990年 =炭素換算百万量実績トン×4.19 10億円トン×44/12 2 日本の人口推計脱炭素エネルギー社会への転換のイメージ一次エネルギー総供給 y = 0.0072x - 96.759 R2 = 0.9966 資料：松尾友矩著「環境学的マクロモデルによる温暖化対策の政策評価」東洋大学国際共生社会研究センター平成16年度報告書から池田誠作成人口人口 = a× 西暦＋ｂ人口と G DP の関係期間ａの値全平均に対する割合 1953-2002 902.66 19 53- 198 0 114 1.6 126 ％ 1980-2002 452.55 50％原モデルを補正して基本モデルとした。 G D P = a× 人口＋ｂ期間ａの値全平均に対する 19 53- 2002 1 1.4 11 割合 19 53- 1960 4 .778 4 1.9％ 19 60- 1972 1 0.5 33 92.3 ％ 19 72- 1975 3 .877 3 4.0％ 19 75- 1985 1 1.65 9 102 .2％ 19 85- 1991 3 6.53 1 320 .1％ 19 91- 2002 1 2.67 5 111 .1％ G DP と一次エネルギーの関係エネルギー = a× ＧＤＰ＋ｂ一次エネルギーとC O2発生率の関係 C O2 発生率 = a× 一次エネルギー＋ｂ期間ａの値全平均に対する 195 3-2 002 0 .004 4 割合 195 3-1 973 0 .007 2 1 64％ 197 3-1 986 0 .000 6 14％ 198 6-2 002 0 .004 7 107％期間ａの値全平均に対する割合 195 3-2 002 0 .502 7 195 3-1 979 0 .559 8 1 11％ 198 0-2 002 0 .392 1 78％ 2 1 補正後補正後補正前出生率の補正乗数 1980∼0.9 人口-GDP 人口-GDP 補正乗数補正乗数 1991∼1.03, 1990∼ 06,09,12,15 1.15 補正前 4 3 補正後補正後補正前 1960年代の一次エネルギー総供給曲線で増加したと仮定しているモデル GDP-エネルギー消費の補正乗数 1973∼0.9 1983∼0.65 2000∼0.6 補正前エネルギー消費 -CO2発生率の補正乗数 1975∼0.975 1978∼0.9 1986∼1990:0.95 1995∼0.9 出典：松尾友矩著「環境学的マクロモデルによる温暖化対策の政策評価」東洋大学国際共生社会研究センター平成16年度報告書、2005年3月に用いられた下記のような統計資料を松尾友矩教授から教えて頂いて作成しています。 GDP 経済社会総合研究所データによる1990年基準実質GDP （但し、1953-54年データについては1958年基準GDIデータを元に換算したもの、2001-2002年データについては1995年基準GNPデータを元に換算したもの）人口総務省統計局データ一次エネルギー供給量 1965-2002：「エネルギー・経済統計要覧 2004年版」日本エネルギー経済研究所計量分析部編、（財）省エネルギーセンター 1953-1964：「総合エネルギー統計」昭和42年度版通商産業研究社（但し、各燃料からのエネルギー供給量への換算原単位は年によって異なる。詳細はエネルギー・経済統計要覧 2004年版p.321参照） CO2排出量 1965-2002：「エネルギー・経済統計要覧 2004年版」日本エネルギー経済研究所計量分析部編、（財）省エネルギーセンター 1953-1964：1965年の一次エネルギー供給量とCO2排出量の関係を元に算出した値 8 １−７．SimTaKN モデルによるシミュレーションモデル 005 シート５のシミュレーション参照松尾先生の昨年のレポートは、京都議定書の目標（1990 年比 6％削減）を達成のための方策として、 ①GDP 成長至上主義からの脱却、②社会的なエネルギー効率の革命的な改善、③非炭素系エネルギーへの大転換が求められるという言葉で結ばれている。それが、どの程度の革命的な大転換であるのか、SimTaKN で 2005 年からシミュレーションを行ってみた。仮定として①GDP 成長至上主義から脱却するために 2005 年から GDP の成長を１％抑制する、 ②社会的なエネルギー効率の革命的な改善を図ることで５％効率を高める、③非炭素系エネルギーへの大転換を図るため５％の転換を行うことを想定して計算してみた。その結果は、下図のとおり京都議定書の目標（1990 年比 6％削減）をこれらの政策で達成できそうであるという計算結果を得た。持続可能性を考慮したマクロ経済モデル＝環境学的マクロモデル脱炭素エネルギー社会への転換のイメージ日本の人口（人口研）日本の人口※ 国立社会保障・人口問題研究所編集「人口の動向：日本と世界」人口統計資料集 1999 人口の実績人口の実績データ一次エネルギー総供給 y = 0.0072x - 96.759 R2 = 0.9966 GDP=11.411×Ｐ-999255 R2=0.9618 ＣＯ2排出量＝0.5598×（一次エネルギー） −2.2424 Ｒ2＝0.999 4 3 一次エネルギー GDP推計（ CO2排出量（モデ人口モデ総供給※ ル）※CO2百万トルから） 10^10MJ ンＧＤＰ当たりの 1 人口とエネルギー消費当たり社会的エネルギーＧＤＰの係数のＣＯ2発生率Ｂ効率Ａ人口-GDP Ｆ 1990年の補正乗数人口モデル CO2排出量 GDP-エネルギーエネルギー消費 1991∼1.03, 消費の補正乗数 -CO2発生率の補正 1,1052.7百万トン 06,09,12,15 の6％削減＝ 1973∼0.9 乗数 989.5百万トン 1983∼0.65 出生者数人口Ｐ死亡者数 1975∼0.975 正負 2000∼0.6 1978∼0.9 1986∼1990:0.95 5 1995∼0.9 出生率※ 出生率の死亡率※ 国立社会補正乗数国立社会保障・人 1980∼0.9 保障・人口口問題研問題研究一次エネル究所編集所編集「人ギー総供給実績 GDP実績 CO2排出量実績一次エネルギー総供給※ ※CO2百万トン CO2排出 10^10MJ＝石油換算百万 GDP※1990年 =炭素換算百万量実績トン×4.19 10億円トン×44/12 2 日本の人口推計京都議定書の目標（1990年比6％削減）達成のための方策１．GDP成長至上主義からの脱却２．社会的なエネルギー効率の革命的な改善３．非炭素系エネルギーへの大転換基本モデル政策１：GDP成長至上主義からの脱却 2005∼1％減政策２：社会的なエネルギー効率の革命的な改善 2005∼5％減政策３：非炭素系エネルギーへの大転換 2005∼5％減３つの政策を総合的に実施することができれば、目標の実現は可能である。政策１＋政策２：社会的なエネルギー効率の革命的な改善 2005∼5％減政策１：GDP成長至上主義からの脱却 2005∼１％減政策１＋２＋３：非炭素系エネルギーへの大転換 2005∼5％減資料：松尾友矩著「環境学的マクロモデルによる温暖化対策の政策評価」東洋大学国際共生社会研究センター平成16年度報告書から池田誠作成１−８．今後の課題と SimTaKN でのモデリングとシミュレーション以上のモデルは、松尾先生の論文をもとに SimTaKN のモデルに置き換えることができるかどうか、そして、可能ならば、何か新たな知的貢献ができるかどうかを試みることが主な目的であった。結果的には、実績値のトレースと移動平均法による５年間の成長率の計算が再現でき、基本モデルでおおよそではあるが「日本の人口−GDP−エネルギー供給−CO2 排出量」を再現する基本モデルを作ることができた。また、昨年度の論文の最後に掲げられた３つの政策をどのような水準で実施すれば、目標が達成できるかという簡単なシミュレーションも行うことができた。 9 以上のように、今回の調査で、おおよそ当初の研究目標は達成できたといえよう。さらに、今後の課題として、このモデル自体は松尾先生が検討された段階では、システム・ダイナミックス（SD）のモデルとして検討されたわけではないので、人口の部分を除いては SD モデルとはなっていないといえる。全てのモデルを SD モデルにしなければならない訳ではないので、このままでも良いのである。しかし、池田が SimTaKN の手法を用いる理由は、このソフトを用いることで SD 以外の問題を整理し、再現し、シミュレーションできるだけではなく、そこから次の新たな疑問や意味のある質問を導きびきだし、それらを継続的にこのソフト上で探求していくことができる思考支援ツールとしての総合的で多面的な優位性を明らかにするとともに、多くの方に知って頂きたいからである。今回のモデルで出てくる次の質問や疑問としては、例えば次のようなものがあげられよう。 ①GDP を削減することで失業問題・雇用問題はどうなるのか？②社会的なエネルギー効率の革命的な改善を実現するための省エネ投資や社会制度はどのようなものがあり、それぞれの効果はどうか？例えば、サマータイム制、コンパクト・シティ化など、③非炭素系エネルギーへの大転換のための投資や新しい仕組みはどのようなものがあり、その効果は？などである。これらは、モデルに雇用セクターを追加することや、投資の乗数効果をマクロ経済モデルの部分にフィードバックさせることでモデルをより豊かにしながら検討することができる。さらに、今回のモデルの前提となっている様々な問題への疑問や意見も出てくると思われる。例えば、輸出入の均衡については、輸入される資源・エネルギー・食糧等の現地での生産や輸送時において発生するエネルギー消費や CO2 は、仮に輸出と金額面で等しくとも地球環境という視点からはモデル内に取り込む必要があり、それも SimTaKN では可能ではないかという点もある。また、グローバル経済化の中で日本の輸出品が国際競争力を維持するために競争社会が維持されるのではないか？それは GDP 至上主義からの転換とどう折り合いを付けられるのか？さらなる競争社会化は日本の社会にどれほどのストレスを強いることになるのか？人口減少社会を変えるようなゆとりや将来の不安解消、子育ての支援環境などの実現はどうか？CO2 のモデルになっているが、エコロジカル・フット・プリントの面での日本の地球環境問題への影響を評価できるモデルに追加変更できないか？などである。国際地域学という視点から、内外における参加型の持続可能な地域づくりをこのようなモデルにリンクして、途上国や国内でサステイナブル・コミュニティやコンパクト・シティづくりが進むことや地産地消型の地域づくり、NGO・NPO による地域サービスやコミュニティ・ビジネス、フェアートレードなどが、このような環境学的マクロモデルにどのように反映され評価されるのか？ SimTaKN を活用してこれらの課題に応える次のステップのモデリングに向けて色々なアイデアが浮かんでくる。これらの新しい知的な好奇心や探求心を刺激し、一つのモデルから次のモデルに展開し、次々と知的なネットワークの連鎖反応が広がる思考支援ツールになることが SimTaKN の本来の機能である。 10