S-3 Workshop “Toward Low-Carbon Society: Japan Scenarios and Asian Challenge”

(Feb. 13th 2009, Tsukuba)

技術革新と行動変化の組み合わせによる交通部門の二酸化炭素削減

Long-term CO2 reduction strategy of transport sector in view of technological innovation and behavioural change

松橋啓介Keisuke Matsuhashi

Transportation and Urban Environment Section, NIES

1

Contents

1. Facts and trends in Japanese transport（日本の現状）

2. 2020 Scenario（技術中心2020シナリオ）

3. 2050 Scenario（対策組合せ2050シナリオ）

2

3

世界の一人当たり運輸部門CO2 排出量(2002)

OECD Environmental Data COMPENDIUM 2004

OECD諸国は一人当たり排出量が多い

0

50

100

150

200

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

GDP

Total

Energy Industory

Industrial

Commercial & Residential

Transport

Em

iss

ion

In

de

x d

en

om

ina

ted

by

19

73

CO2 emissions had almost the same trend as GDP before the 1st oil crisis

Industrial sector:stay leveling out

Energy Industry, Commercial & Residential sector: level out, then increase recently

Transport sector: continued to increase, then began to decrease

GDP

GDP と部門別CO2 排出量の傾向

運輸部門排出量は1997年ごろまで伸び続けた

自家用車からのCO2排出量増減の要因

（1986年度まではガソリン乗用車のみ。 1986～1987年度の変化分は除く ）

-8,000

-6,000

-4,000

-2,000

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,00019

65-1

966

1966

-196

7

1967

-196

8

1968

-196

9

1969

-197

0

1970

-197

1

1971

-197

2

1972

-197

3

1973

-197

4

1974

-197

5

1975

-197

6

1976

-197

7

1977

-197

8

1978

-197

9

1979

-198

0

1980

-198

1

1981

-198

2

1982

-198

3

1983

-198

4

1984

-198

5

1985

-198

6

1986

-198

7

1987

-198

8

1988

-198

9

1989

-199

0

1990

-199

1

1991

-199

2

1992

-199

3

1993

-199

4

1994

-199

5

1995

-199

6

1996

-199

7

1997

-199

8

1998

-199

9

1999

-200

0

2000

-200

1

2001

-200

2

2002

-200

3

2003

-200

4(Gg-

CO

2)

輸送量要因

輸送効率要因

エネルギー消費効率要因

CO2排出原単位要因

CO2排出量変化

「トップランナーと近距離」要因

「大型化とパーソナル化」要因「脱オイルショック」要因「自動車大衆化」要因

「燃費改善努力」要因第一次オイルショック

第二次オイルショック

Traffic volume

Load factor

Energy efficiency

Carbon intensity

CO2 emission

1980年代までは燃費改善を上回る輸送量の増加

1990年代は自動車の大型化と個人保有の増加による排出量が増加

2000年以降、トップランナー基準制定などによる燃費改善と移動の近距離化により排出量が減少

5

税制改正：1989 普通車優遇 物品税廃止

自動車税低減2000 低燃費車優遇 自動車税低減

普通乗用車普及により平均燃費が下がった

0

10

20

30

40

50

60

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Light passenger cars

Small passenger cars

Regular size passenger

Number of car possesions (Million)

6

Average Fuel economy（1987-2005)

90年代は普通乗用車の普及により平均燃費が悪化した00年代は軽乗用車の普及と燃費改善により戻ったが、実燃費の改善はやや遅れた

１９８７－２００５年の試験モード燃費と実用燃費の関係

8.0

8.2

8.4

8.6

8.8

9.0

9.2

9.4

9.6

9.8

10.0

11.8 12.0 12.2 12.4 12.6 12.8 13.0 13.2 13.4 13.6 13.8保有車両ストックの試験モード燃費の平均(km/l)

実用

燃費

(km

/l)

軽を除く

軽を含む

1999

2005

19901990

2005

Tested FE

Act

ual F

E

税制や規制の影響が大きい

ガソリン価格と一人当たり消費量

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 50 100 150 200 250

Price of Gasoline（value in 2000, Yen/liter ）

Gas

olin

e c

onsu

mpt

ion（ｌit

er/

pers

on）

2006

1991

1975

1999

1983

Price and consumption of gasoline for passenger car

一人当たりガソリン支出金額は1975年から1999年の間は3-4万円で安定しているようにもみえる。 90年代は、安い価格が自動車利用の拡大を支えたともいえる。

中長期的にはガソリン価格の変化に対する反応が大きく出る可能性がある7

ガソリンと車両に対する世帯支出

Car related expenses per household

Vehicle

Gas

olin

e

70年代：ガソリンも車両も支出が増えた80年代：車両支出が増えた90年代：ガソリンの消費量は増えたが支出は増えない。世帯と車両の多様化00年代：ガソリン高騰による支出増加、車両支出は減少傾向

自動車保有率が高くなり、自動車購入費は頭打ちとなっている8

Contents

1. Facts and trends in Japanese transport（日本の現状）

2. 2020 Scenario（技術中心2020シナリオ）

3. 2050 Scenario（対策組合せ2050シナリオ）

9

10

目標年によってアプローチが異なる

2020 20502000

Mid term

goal

Long term goal

Tax reform

Research

period

Green tax

Cohort analysis by fuel, size,infra for fuel supply, etc. Regulation & Incentive

Forecast of technological Efficiency (vehicle, fuel conversion)

Forecasting

Backcasting

ESTEnvironmentally Sustainable Transport

Kyoto protocolBase year 1990

22.8% increase at 2001

BAU

Demand side management

Technological reduction

＋

Lead time needed for

EST Vision, Scenario

Increasing vehicle size

Increasing ownership

Further emission control

Socio-economic impacts

Emission to be reduced

(2)Proposal of long-term emission reduction scenarios by back-casting

(1)Assessment of effectiveness of new technologies and their policy measures taking lead time into account

技術を中心とした2020年シナリオと需要変化を組合せた2050年シナリオ

11Motor drive

fossil fuel supplyEngine drive

combination

Combination of fuel supply and power-train

Hydrogen station

Charging station

CNG station

Construction of energy stations are required

Petrol station

Drive wheel

Fuel cellReformer

engine power generation

Battery

(CNG vehicles)

Fuel tank

or

Fuel cell Hydrogen tank

Long charging time

Fuel cell vehicles

Electric vehicles

Drive wheelElectric power

Parallel hybrid vehicles

Gasoline / Diesel vehicles

Series hybrid vehicles

ガソリン車に代わる自動車技術

Plug-in hybrid vehicles

11

電動に向かう

一次エネルギーから自動車用エネルギーまでの多様な経路

12

On-site water electrolysis

H2

hydrogen

electricity

Liquid fuel（traditional

fuel, synfuel）

gas（consumer）

CNG On site reformer

Automotive energy

biomass

Renewable energyElectric transmission

Power generation

transport Fossil fuel

transport nuclear power

refinery

reformer

transport

Primary energy

pipeline

Water electrolysis

hydrogen station

Charging station

CNG station

Petrol station

harvesting, transport

Construction of energy stations are required

Well to wheel CO2 排出量

13JHFC(2007)

• Although CO2 emissions from FCEV are less than HV, FCEV has got problems to be solved such as FC durability, FCEV cost and the way to produce and supply hydrogen. Therefore, wide spread of HVs is thought to be one of the feasible and effective measures in 2020.

Biomass

排出係数が少ない燃料電池車やバイオ燃料車は、費用と量の確保に課題

14

HEV production capacity

0

100

200

300

400

500

1998

2002

2006

2010

2014

2018

The 20% increase of production capacity forJapan is required every year from 2006 to 2020.

350 = most of the domesticpassenger car production

(ten-thousand vehicles/year)

Toyota HEV world production20(2005)→100(-2015)

primary scenario

Emission(Mt-CO2)

0

50

100

150

200

250

300

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

air/rail/water

LDVs(HEV)

LDVs

Private HDVs

Commercial HDVs

Light freight vehicles

Light passenger cars

Buses

Passenger cars(HEV)

Passenger cars

BAU:+8% Emission(Mt-CO2)

0

50

100

150

200

250

300

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

air/rail/water

LDVs(HEV)

LDVs

Private HDVs

Commercial HDVs

Light freight vehicles

Light passenger cars(BEV)

Light passenger cars

Buses

Passenger cars(HEV)

Passenger cars

HEV:-3%

HEV scenario

-3％

Baseline scenario

CO2 emissions （Mt-CO2）

+8％

2020年ハイブリッド車（HEV）普及シナリオ

ハイブリッド車の大量普及で2020年+8%を-3%に

0

50

100

150

200

250

300

1990 2020(primary) 2020(revised)

Mt-CO2 BaU HV HV+DM研究期間中に2020年シナリオを更新した。BAUの将来交通量は約1割減となり、対策のハイブリッド車普及率を約80→40%に

した。時計が進む一方で達成可能性は向上した。

2020年シナリオの概要Scenario BaselineBaseline HEVHEV +Demand +Demand

ManagementManagementPenetration of HEVs and BEVs

Pass. Car (PC) HEVs 20%Low duty vehicle (LDV) HEVs 10%

PC- HEVs 37%LDV-HEVs 20%Light PC-BEVs 37%

Fuel consumption of HEVs

40% reduction compared with the current fuel consumption of gasoline / diesel vehicles. LDV-HEV reduce 20% of fuel consumption of current LDV’s）

Improvement of fuel consumption（to 2002）

PCs, buses, LDVs reduce 10% of fuel.

PCs 20%, Buses 10%, Mini car 10%, Heavy duty vehicles 5%, LDVs15%

Traffic volume（to 2002）

3% decrease of PCs7% decrease of freight vehicles (FVs)

PCs -13%FVs -16%

Air, rail, marine transport

5% reduction of fuel consumption of air, rail and marine transport. Air transportation increase by 20% compared with current volume.

CO2 emissions(compared to 1990)

+8% -3% -10%

さらに交通需要管理により-10%へ15

16

ハイブリッド車の価格競争力

得になれば大量普及する

• ガソリン高騰、ハイブリッド車の価格差低減等により、ペイバックタイムが3年以下になると、新車購入の大半がハイブリッド車になる可能性が高い

• 電気自動車など他の技術のコストダウンはまだ先の話で、普及には相当の時間がかかる可能性がある

Payback-time of Hybrid Vehicles

17

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 10 20 30

pHEV

HEV

ＨＥＶ走行

ＥＶ走行

走行距離(km)

CO2排

出係

数(g/km)

pHEVの利用によるCO2削減効果の推計例

0

20

40

60

80

100

120

1 11 21 31

電気自動車の利用が可能な日

一日

走行

距離

（km）

BEV航続距離例

走行距離(Km)

pHEV電池走行可能距離例

走り始めの数kmは、駐車場や細い道をゆっくり走るため、排出係数が大きい。ハイブリッド車(HEV)はそうした場面で効果的だが、プラグインハイブリッド車(pHEV)は、電気のみで走行できるため、さらに効果的。この例ではCO2排出量をさらに約30%削減する。バッテリーの価格を考えると、EV走行部分は10km程度で良い。

2006年10月の走行例

電気自動車やプラグインハイブリッド車の利用・航続距離100kmの電気自動車では利用が困難な日がある・途中で急速充電するあるいは公共交通やレンタカーを利用するか

バッテリー価格が安くなればプラグインハイブリッドや電気自動車に移行

Contents

1. Facts and trends in Japanese transport（日本の現状）

2. 2020 Scenario（技術中心2020シナリオ）

3. 2050 Scenario（対策組合せ2050シナリオ）

18

19

地域特性によって対策が異なる

ＣＯ２の少ない乗り物を選ぶ

バイオ燃料、自然エネルギーを利用

する

対策を組み合わせて交通部門のCO2を削減する

交通部門のCO2の計算式

燃費や効率の良い車両を利用する

混雑する場所・時間は使用しない

一台にたくさん乗せる

大きすぎない車両を利用する

徒歩や自転車を活用する

交通手段を使って移動する回数を少

なくする

土地利用をコンパクトにする

一回の移動にかかる距離を短くする

∑ ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×××××=

交通手段 燃料消費量

排出量

走行台キロ

燃料消費量

輸送キロ

走行台キロ分担率

交通サービス

輸送キロ交通サービス 2

2COCO

大幅削減しやすい

20

自動車CO2排出量の地域特性

市区郡別一人あたり乗用車CO2排出量(t-CO2/人)（平成17年度道路交通センサスから計算）

大都市圏とその他で倍半分違う

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 11,000 12,000 13,000

H11貨物

H11乗用

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 11,000 12,000 13,000

H17貨物

H17乗用

21

地域類型別一人当たり自動車CO2排出量の変化

東京都市圏

京阪神都市圏

中京都市圏

その他地方

貨物車

乗用車

（t-CO2/人･年）

累積人口（万人）

地域類型は2005年

の自治体による都市圏内は左から政令指定都市(区部)30～100万人の市10～30万人の市10万人未満の市

郡部

東京・阪神：10万人超、中京・その他：区部で排出減・人口増

2005

1999

Passenger Car

Freight Vehicle

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000Accumulated population [ten - thousand]

Metro Urban

Transport CO2 [t/capita/year]

1990

2050

Metr

o S

ubu

rb

Pro

vincia

l U

rban

Pro

vincia

l R

ura

l

22

地域分類と旅客輸送CO2削減の考え方

Index of the regional categories

Rural

Urban

MetroProvincial

Depopulation & shift from

rural to urban

Technological& behavioural

countermeasures

地域に応じた対策が重要

地方の都市部での対策が一つの鍵

• 巨大都市には長時間通勤などの弊害がある

• 百万人を下回る人口規模の都市は「歩いて暮らせるまち」ではない– 地下鉄やモノレールは、道路混雑を減

らすとして、道路財源から多くの整備補助金が出る

– 日本ではLRTは道路混雑を悪化させ

るとして整備に反対する人がいる

• 数十万人規模の都市ではLRTを軸

とした公共交通ネットワークが必要– 富山市のLRT整備はまちづくりと連動

した好例

Toyama Light Rail(2006.4.26-)

地方中核都市等では都市計画と公共インフラ整備が重要23

24

Residential area

along LRT lines

Intensive land use

Networking of proper modes on each areas

Enhance public transport and walking

LRT

Central area for pedestrians

Car-sharing

Daily living area Agricultural community

Mini EVPersonal mobility

Ring road

Shopping center

Shared taxi

Bicycle

P&R

Farm, green

Farm, green

土地利用と交通の計画が重要

低炭素型の交通まちづくりのイメージ

the Segway Human Transporter

小型軽量の電動パーソナルモビリティ

Toyota i-REAL

電池搭載は小型近距離に適性

Kawamura cycle KE Yamato transport/ Electric bicycle with a cart

個人利用の軽量電動車両にも大きな可能性がある (catalog information) 25

2050年ビジョン：旅客交通Metro

Urban

Metro

Suburb

Provincial

Urban

Provincial

Rural

Total

Compact neighborhood

△Rehabilitation

○Rehabilitation

△Rehabilitation

○Compact

Settlement

Compact city △City center

renewal

△Withdrawal △City center

renewal

×

Enhance public transit

△Pricing △Park &

Ride etc.

○LRT △van pool,

shared taxi

Improve load efficiency

△Utilize small vehicles △Enhance

sharing

×

Improve fuel consumption

◎Urban

mode

○local mode

Low carbon energy

△less room

for improve

○biofuel, Low Carbon Electricity for EV

and PHEV etc.

112->33Mt

To 1990

- 70%Including (Inter-city Passenger：30km-)

Index:

◎: - 30%

○: - 20%

△: - 10%

×: no room

pop(million) 46→40 15→12 27→20 35→23 124→94

t-CO2/capita 0.66→0.27 0.94→0.35 1.03→0.38 1.11→0.51 0.90→0.35

2050年の70%削減に向けたビジョンの例26

2050年ビジョン：貨物交通他Inter-local Freight:

300km-

Inter-city Freight：

30-300km

Inner-city Freight:

-30km

(Inter-city Passenger：30km-)

Total

Supply Chain Management

○SCM △SCM

Compact city ○Short route △～× Enhance modal shift

Enhance public transit

○Marine

transport, Rail

△Rail △Hand cart ◎Rail,

Expressway bus

Improve load efficiency

△Low

delivery frequency

△Cooperative

delivery

○Cooperative

delivery

○Car pooling

Improve fuel consumption

○ITS, Fuel-

efficient truck

◎ITS, Fuel-

efficient truck

○ITS, Fuel-

efficient truck

◎ITS, Fuel-

efficient car

Low carbon energy

△biofuel ○biofuel, PHEV

etc.

106->32Mt

To 1990

- 70%Excluding (Inter-city Passenger: 30km-)

Index:

◎: - 30%

○: - 20%

△: - 10%

×: no room

Mt-CO2 33→10 49→15 24→7 (35→10)2050年の70%削減に向けたビジョンの例

27

中期と長期の関係

0

50

100

150

200

250

300

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

百万

t-C

O2

貨物（除く自動車）

貨物自動車

旅客（除く自動車）

旅客自動車

-14%

-70%

毎年定率削減で2050年に-70%に到達するには2020年に90年比-14%

短中期的にも多様な対策が必要 28

有識者グループインタビュー(2005.3)ビジョンの方向性「2050年の社会と交通の姿は？」

社会(ﾄﾞﾗｲﾋﾞﾝｸﾞﾌｫｰｽ)

都市・交通 脱温暖化のための施策

意見の相違が小さい

(共通する方向性)

少子高齢化

GDP減少

都市基盤の位置は固定的

交通機関や土地利用や地域単位では大きな変化が可能

旅行ニーズの増加

課税によるインセンティブ活用

道路財源による公共交通整備

環境配慮を流行にする

意見の相違が大きい

(異なる方向性)

移民の動向

中国・インドの経済水準

意思決定の仕組み

原油価格

居住の動向

根源的な移動ニーズの増減

速度ニーズの増減

資源循環の規模

燃料電池車の普及可能性

※多種多様な施策

※有識者11名へのグループインタビューの結果を整理したもの2050年ビジョンの不確実性および低炭素化に向けた施策

29

30

LCS2050: a draft vision2050年ビジョン：政策的示唆

2050年70%削減ビジョン達成に向けた政策の例

Metro

Urban

Metro

Suburb

Provincial

Urban

Provincial

Rural

Total

Compact neighborhood

△Rehabilitation

○Rehabilitation

△Rehabilitation

○Compact

Settlement

Compact city △City center

renewal

△Withdrawal △City center

renewal

×

Enhance public transit

△Pricing △Park &

Ride etc.

○LRT △van pool,

shared taxi

Improve load efficiency

△Utilize small vehicles △Enhance

sharing

×

Improve fuel consumption

◎Urban

mode

○local mode

Low carbon energy

△less room

for improve

○biofuel, Low Carbon Electricity for EV

and PHEV etc.

112->33Mt

To 1990

- 70%Including (Inter-city Passenger：30km-)

Index:

◎: - 30%

○: - 20%

△: - 10%

×: no room

pop(million) 46→40 15→12 27→20 35→23 124→94

t-CO2/capita 0.66→0.27 0.94→0.35 1.03→0.38 1.11→0.51 0.90→0.35

Renewal Preferential tax treatments

Redevelopment

Infrastructure, SubsidyApprove

shared taxi

Regulation of fuel consumptionPrefential tax treatments

Setting goals for Engineering developmentsProvision of infrastructures

低炭素交通・物流研究会(2007)

検討テーマ 開催日 テーマ メモの一部

１回

2007.10.152050年の貨物輸

送について貨物鉄道：モノレール、新幹線、第二東名。商取引構造の変化：翌日着、配送費込、～産。

地域間物流

２回

2008.1.18運送企業の環境経営

ハブ積載率80%。台車利用177個所。トラックをなくそう。不在率60-70%。大阪東京間10%鉄道、枠不足。

１回

2007.10.152050年の交通に

ついてリアリティが必要。手段別区間毎道路使い分け。集約化は長期的。市民への働きかけ。海外との協働。

交通物流ルネッサンスについて

産業競争力懇談会。モデル事業。輸送の効率化＋技術：パーソナルコミュータ、自動駐車

２回

2007.11.14持続可能なモビリティプロジェクト（WBCSD）について

mobility2030技術変化が早い：燃料電池車→電気自動車

バイオ燃料車→？

低炭素社会における国土・交通

３回

2008.2.18自動車燃料の将来展望について

資源量はあるが新開発されていない。運輸石油依存80%へ。充電スタンドも。重量車はGtL。ETBEで品質

確保。国産国消。

2050年ビジョンの実現に向けた課題31

Conclusion• Opportunities for low-carbon transport

– Penetrating HEV for 2020 (+ demand management)– Combination of various countermeasures for 2050

• Best practice examples – More hybrid vehicles on the market – Increasing support for public transit (e.g. LRT)

• Policy recommendations– Preferential tax treatments– Regional integrated plan of land-use and transport

• (In Asian countries)– Transit Oriented Development in suburbs– Electric bike and taxi (rickshaw, cyclo, velotaxi etc.)

ハイブリッド自動車を生かしつつ公共交通と軽量なパーソナルモビリティの組合せへ低炭素化に向けた計画と税制誘導による推進が重要 32