日本の电力消费効率とその改善可能性を评価
2023.06.01
- TOPICS
- 研究
- 国际商学部
日本の电力消费効率とその改善可能性を评価
横浜市立大学国际商学部の大塚章弘准教授は、エネルギー効率を計測する方法を電力に適用し、電力消費効率の計測とその改善可能性を分析しました。電力消費効率は、確率フロンティア分析（SFA）＊1の手法をもとに产业部门を対象として地域别に计测され、分析の结果、国のエネルギー政策の変更が电力消费効率を改善させたことを确认しました。
本研究成果は，Elsevierが発行するUtilities Policyに掲載されました。（2023年3月1日オンライン）
研究背景
国际エネルギー机関（滨贰础）は、2040年における世界の一次エネルギー消费量は2018年比で约1.19倍になり、脱炭素政策を全て実行した场合に実现する値を大きく超过すると予测しています。それゆえ、温室効果ガス排出量を軽减するためのエネルギー効率の改善は多くの国で主要な政治目标となっています。日本は2021年にエネルギー基本计画が改订され、2050年にカーボンニュートラルを达成することが目标とされました。その目标达成のために，再生可能エネルギーを主要な电源とし、化石燃料を削减することが决定されました。省エネ达成のための费用対効果の高い戦略を策定するためには、各セクターの省エネポテンシャルを计测することが有効となります。ある部门やある地域に省エネポテンシャルがある场合、どのようにエネルギー効率を高めることができるかが戦略课题となります。つまり、エネルギー消费を最适に削减するための重要なステップは、様々なセクターや地域におけるエネルギー节约の可能性と、その効率性を高めるための最适戦略を検讨することです。
研究内容
本研究は、日本の产业部门における电力消费の非効率性の水準とその决定要因を明らかにすることを目的としたものです。电力消费の非効率性は、确率フロンティア分析（厂贵础）の手法を用いて分析されました。厂贵础とは、电力需要データをもとに、最も効率的な电力需要の水準を特定化するのに役立つ分析ツールです。この手法を活用することで、どういった社会経済的特性が电力消费の効率に影响を与えるのかについての洞察を得ることができます。つまり、本研究の贡献は、电力消费の効率に関する决定要因を特定化することで、政策担当者が、エネルギー効率を改善する方法を検讨することが可能になる点です。政策担当者に対して多くの科学的知见を提供することは、エネルギー政策コスト全般の削减に直结します。
本研究では、こうした问题意识にもとづき、日本の产业部门の电力消费の効率性について、1990年から2015年の地域别部门别パネルデータを活用した実証分析を実施しました。その结果，以下の点が明らかになりました。
１）気候条件が电力消费の非効率性に负の影响を与える。
気候が厳しい地域では冷暖房需要が多い。そのような地域では空调の电力消费コストが高くなり、公司はコスト节约的な行动をとる诱因を持ちます。すなわち、気候が厳しい地域では、电力消费の非効率は低くなり电力使用の无駄が少なくなります。
２）事业所の规模が电力消费の非効率性に正の影响を与える。
従业员が多い事业所は広い作业空间や电子デバイス机器が必要となります。特にオフィスルームの増加は电力の共有利用を减少させるので、电力使用に无駄が発生しやすい可能性があります。
３）地域の工场比率が电力消费の非効率性に正の影响を与える。
日本の工场はオフィスと比较すると电化が相対的に进展していません。电化が进んでいない工场が地域に多く立地している场合、その地域ではエネルギー消费に无駄が生じている可能性が高いことになります。
４）事业所の密度が电力消费の非効率性に负の影响を与える。
公司集积は外部経済を通じて各事业所の生产性を上昇させます。この生产性上昇がエネルギー効率の上昇に结び付くことを示すことは既に多くの先行研究で判明しています。
５）地域の市场竞争が电力消费の非効率性に负の影响を与える。
地域公司が竞争市场に直面していると、コスト节约的な行动をとる诱因を持ちます。公司が电力を効率的に使用するようになる结果、地域全体の电力使用の无駄は少なくなります。
以上の知见を踏まえて、电力管内地域を対象として电力消费効率の水準を年代别に计测しました（表）。电力使用効率が高い地域は东京?関西?中国?四国?九州?冲縄です。これらの地域は电力消费の効率が高いため、节电可能性はあまり大きくありません。逆に、北海道と东北、北陆の値は电力消费の効率が低く、これらの地域では节电ポテンシャルが大きいことが分かりました。
本研究成果は，Elsevierが発行するUtilities Policyに掲載されました。（2023年3月1日オンライン）
研究背景
国际エネルギー机関（滨贰础）は、2040年における世界の一次エネルギー消费量は2018年比で约1.19倍になり、脱炭素政策を全て実行した场合に実现する値を大きく超过すると予测しています。それゆえ、温室効果ガス排出量を軽减するためのエネルギー効率の改善は多くの国で主要な政治目标となっています。日本は2021年にエネルギー基本计画が改订され、2050年にカーボンニュートラルを达成することが目标とされました。その目标达成のために，再生可能エネルギーを主要な电源とし、化石燃料を削减することが决定されました。省エネ达成のための费用対効果の高い戦略を策定するためには、各セクターの省エネポテンシャルを计测することが有効となります。ある部门やある地域に省エネポテンシャルがある场合、どのようにエネルギー効率を高めることができるかが戦略课题となります。つまり、エネルギー消费を最适に削减するための重要なステップは、様々なセクターや地域におけるエネルギー节约の可能性と、その効率性を高めるための最适戦略を検讨することです。
研究内容
本研究は、日本の产业部门における电力消费の非効率性の水準とその决定要因を明らかにすることを目的としたものです。电力消费の非効率性は、确率フロンティア分析（厂贵础）の手法を用いて分析されました。厂贵础とは、电力需要データをもとに、最も効率的な电力需要の水準を特定化するのに役立つ分析ツールです。この手法を活用することで、どういった社会経済的特性が电力消费の効率に影响を与えるのかについての洞察を得ることができます。つまり、本研究の贡献は、电力消费の効率に関する决定要因を特定化することで、政策担当者が、エネルギー効率を改善する方法を検讨することが可能になる点です。政策担当者に対して多くの科学的知见を提供することは、エネルギー政策コスト全般の削减に直结します。
本研究では、こうした问题意识にもとづき、日本の产业部门の电力消费の効率性について、1990年から2015年の地域别部门别パネルデータを活用した実証分析を実施しました。その结果，以下の点が明らかになりました。
１）気候条件が电力消费の非効率性に负の影响を与える。
気候が厳しい地域では冷暖房需要が多い。そのような地域では空调の电力消费コストが高くなり、公司はコスト节约的な行动をとる诱因を持ちます。すなわち、気候が厳しい地域では、电力消费の非効率は低くなり电力使用の无駄が少なくなります。
２）事业所の规模が电力消费の非効率性に正の影响を与える。
従业员が多い事业所は広い作业空间や电子デバイス机器が必要となります。特にオフィスルームの増加は电力の共有利用を减少させるので、电力使用に无駄が発生しやすい可能性があります。
３）地域の工场比率が电力消费の非効率性に正の影响を与える。
日本の工场はオフィスと比较すると电化が相対的に进展していません。电化が进んでいない工场が地域に多く立地している场合、その地域ではエネルギー消费に无駄が生じている可能性が高いことになります。
４）事业所の密度が电力消费の非効率性に负の影响を与える。
公司集积は外部経済を通じて各事业所の生产性を上昇させます。この生产性上昇がエネルギー効率の上昇に结び付くことを示すことは既に多くの先行研究で判明しています。
５）地域の市场竞争が电力消费の非効率性に负の影响を与える。
地域公司が竞争市场に直面していると、コスト节约的な行动をとる诱因を持ちます。公司が电力を効率的に使用するようになる结果、地域全体の电力使用の无駄は少なくなります。
以上の知见を踏まえて、电力管内地域を対象として电力消费効率の水準を年代别に计测しました（表）。电力使用効率が高い地域は东京?関西?中国?四国?九州?冲縄です。これらの地域は电力消费の効率が高いため、节电可能性はあまり大きくありません。逆に、北海道と东北、北陆の値は电力消费の効率が低く、これらの地域では节电ポテンシャルが大きいことが分かりました。
| 电力管内地域 | &苍产蝉辫;全期间 | &苍产蝉辫;1990年代 | &苍产蝉辫;2000年代 | &苍产蝉辫;2010年代 |
| &苍产蝉辫;北海道 | 0.755 | 0.795 | 0.692 | 0.792 |
| 东北 | 0.774 | 0.793 | 0.759 | 0.768 |
| 东京&苍产蝉辫; | 0.995 | 0.993 | 0.996 | 0.997 |
| 中部&苍产蝉辫; | 0.852 | 0.871 | 0.857 | 0.811 |
| 北陆&苍产蝉辫; | 0.782 | 0.797 | 0.788 | 0.746 |
| 関西 | 0.964 | 0.982 | 0.970 | 0.925 |
| 中国 | 0.955 | 0.984 | 0.963 | 0.894 |
| 四国 | 0.943 | 0.965 | 0.958 | 0.884 |
| 九州 | 0.990 | 0.998 | 0.995 | 0.968 |
| 冲縄 | 0.927 | 0.969 | 0.939 | 0.835 |
さらに本研究では、东日本大震灾に伴うエネルギー政策の変更が电力需要の効率性に影响を与えたかどうかを分析しました。分析の结果、エネルギー政策の変更が电力消费効率を改善させたことが明らかになりました。东日本大震灾を契机として日本の原子力発电の大半が稼働を停止し、その结果、电気料金が高腾しました。さらにエネルギー基本计画の変更によって、电力の主力电源を再生可能エネルギーとする方向性が定まったため、今后、电気料金の上昇が継続する可能性が高いことが予想されます。本研究によれば，こうした国のエネルギー政策の変更は公司のコスト意识を高め、电力使用の无駄を少なくする可能性があることが推察されます。
今后の展开
本研究成果は、エネルギー効率向上を目的とした政策の费用対効果を高めるために利用することが可能です。特に、电力消费の効率を高めるためには、いかに公司のコスト意识を刺激するような外部环境を地方政府が整えるか，ということが重要な示唆となります。本研究で用いられた分析手法は产业部门以外の他のセクターに対しても适用することが可能であり、その意味で、他のセクターの电力消费の効率を评価することができます。
论文情报
タイトル： Industrial electricity consumption efficiency and energy policy in Japan
著者： Akihiro Otsuka
掲載雑誌： Utilities Policy
顿翱滨：
今后の展开
本研究成果は、エネルギー効率向上を目的とした政策の费用対効果を高めるために利用することが可能です。特に、电力消费の効率を高めるためには、いかに公司のコスト意识を刺激するような外部环境を地方政府が整えるか，ということが重要な示唆となります。本研究で用いられた分析手法は产业部门以外の他のセクターに対しても适用することが可能であり、その意味で、他のセクターの电力消费の効率を评価することができます。
论文情报
タイトル： Industrial electricity consumption efficiency and energy policy in Japan
著者： Akihiro Otsuka
掲載雑誌： Utilities Policy
顿翱滨：
用语説明
＊1 確率フロンティア分析（Stochastic Frontier Analysis, SFA）：
厂贵础は経済学の生产理论を利用したものであり、フロンティア関数が経済主体によって达成可能な最大のアウトプットレベルもしくは最小のコストレベルを与えるという考え方に基づく。ある生产活动におけるアウトプットを所与とした场合、観测される电力需要量と最小化された需要量の差が电力需要の非効率性として定义される。フロンティアは所与のアウトプットを达成するために生产活动が必要とする电力の最小レベルを与える。すなわち、电力需要フロンティア関数を推定することにより、生产活动におけるエネルギー利用の管理を効率的に行っている地域の电力需要を反映したベースラインの电力需要を推定することが可能になる。そして、厂贵础は、ある地域がフロンティア上にあるかどうかを判定することも可能になる。适用方法のオリジナルな説明は参考论文に记载がある。&苍产蝉辫;
＊1 確率フロンティア分析（Stochastic Frontier Analysis, SFA）：
厂贵础は経済学の生产理论を利用したものであり、フロンティア関数が経済主体によって达成可能な最大のアウトプットレベルもしくは最小のコストレベルを与えるという考え方に基づく。ある生产活动におけるアウトプットを所与とした场合、観测される电力需要量と最小化された需要量の差が电力需要の非効率性として定义される。フロンティアは所与のアウトプットを达成するために生产活动が必要とする电力の最小レベルを与える。すなわち、电力需要フロンティア関数を推定することにより、生产活动におけるエネルギー利用の管理を効率的に行っている地域の电力需要を反映したベースラインの电力需要を推定することが可能になる。そして、厂贵础は、ある地域がフロンティア上にあるかどうかを判定することも可能になる。适用方法のオリジナルな説明は参考论文に记载がある。&苍产蝉辫;
