3.2　グローバルネットワーク研究

　グローバルネットワーク研究の研究項目は、資源量データ調査とグローバルモデルによるシミュレーション解析であり、第Ｉ期での研究目標は次の３点である。

(1)　資源量の面からのＷＥ−ＮＥＴの実現可能性を確認するため、適用可能な未利用の再生可能エネルギー資源量の調査を行う。

(2)　既存のグローバルエネルギーモデルの改造などにより、地球規模での水素エネルギー導入量予測解析が可能なプログラムを開発する。

(3)　資源量調査からのデータを改造グローバルエネルギーモデルに入力し、各種ケースでのシミュレーション解析を行い、水素エネルギー導入量、導入条件および導入効果についての検討、評価を行う。

　このため、資源量調査については、平成５年度に引き続き、水力と太陽エネルギーについての調査を行った。グローバルエネルギーモデルの改造については、平成５年度に選定したOECDのGREENモデルについて、改造のためのモデル構造の調査を行うとともに、ＷＥ−ＮＥＴの解析に合わせた改造設計と改造作業を行った。

3.2.1 資源量調査

　平成５年度は、水力と太陽エネルギーについての資源量調査を行った。その結果、水力については現在の世界の総発電量と同程度の未開発の包蔵水力資源があることがわかり、水力発電がＷＥ−ＮＥＴ実用化初頭の水素製造資源として十分なことがわかった。太陽エネルギーについては、水素製造資源として砂漢地帯での太陽光発電を想定した場合、現在の世界のエネルギー需要の70倍程度あり、将来の水素エネルギー源として十分なことがわかった。
　平成６年度は、平成５年度に引き続き、水力と太陽エネルギーについての調査を行った。
　水力については、最新の資料にもとづき平成５年度実施した世界の包蔵水力資源量の見直しを行うとともに、GREENモデルの地域分けに合わせた包蔵水力資源量を求めた。さらに、将来の水素製造のための発電原価の目安を得るために、アジア地域での建設中、計画中の水力発電プロジェクトの発電原価データの収集を行い、設備出力および年間発生電力量と発電原価の関係につき調査を行った。その結果、以下のことが確認できた。

(1) 10万kWから30万kW前後の中規模地点でも発電原価の低いものがあるが、多くは0.06US＄/kWh前後に集中している。
(2) 100万kW程度以上の大規模水力については、0.04US＄/kWh程度以下のものが多く、0.02US＄/kWh程度以下のものもかなりある。
(3) 各発電出力レベルでの発電原価の最大値については、400万kW程度までの範囲で右下がりの関係が認められる。

　太陽エネルギーについては、平成８年度以降のグローバルエネルギーモデルによるシミュレーション解析で必要となるGREENモデルヘのインプットデータを検討していくため、太陽光発電の長期的なコスト見通し等の資料収集を行った。

3.2.2 GREENモデルの構造調査

　GREENモデルの改造作業にともない、モデルの各種機能と改造部分の洗い出し、特に生産構造とエネルギー構造について詳細に調査を行った。 　この結果、水素解析能力の追加については、現行モデルのバックストップの考え方をべースとしてモデル化していくこととした。
　また、現行モデルの解析期間は1985年から2050年までの65年間にわたっており、1985年から2010年までは５年間を、それ以降は20年を１期間としている。ＷＥ−ＮＥＴで計画されている水素導入が、2020年以降であることを考慮し、2020年を追加するとともに、10年間隔とすることとした。

3.2.3 GREENモデルの改造

　第Ｉ期でのGREENモデルの改造項目である水素解析能力の追加と計算年追加についての設計と改造作業を実施した。特に水素解析能力の追加については、現行モデルの特徴をうまく生かしながら、ＷＥ−ＮＥＴで供給する水素の特性を踏えた解析が可能となるように改造設計の検討を行った。

(1)　水素供給の考え方
　GREENモデルでの解析における水素製造のエネルギー源としては、未開発の水力発電と砂漠地帯における太陽光発電を想定することとした。
　水力発電からの水素（水力水素）と太陽光発電からの水素（太陽水素）は資源量およびコストについてその特性が以下のように異なることから、プログラム化にあたっては両者を分けた解析が可能となるようにすることとした。

　1. 水力発電からの水素−水力水素

1. 大量の水素供給源は余剰の水力資源であるので、水素供給国（地域）は余剰水力資源国（地域）に限定される。
2. 未開発包蔵水力資源に限りがあることから、資源量として上限がある。
3. 水力発電コストが安いことから、ＷＥ−ＮＥＴ実用化初頭の供給の中心となる。

　2. 太陽発電からの水素−太陽水素

1. 1. 大量の水素供給源として可能性があるのは砂漠地帯であるので、水素供給国（地域）は砂漠地帯（地域）に限定される。
2. 2050年までの解析期間においては資源量として制約がない。
3. 水力発電に比較し、太陽発電コストは高いことから、水力水素の供給量が資源面から限界に近づく頃より供給が増大する。

図3-2-1に、水素供給のイメージ図を示した。ＷＥ−ＮＥＴにおける水素の導入は、ＷＥ−ＮＥＴの実用化の初期はコスト的に優位な水力水素が中心で、水力水素の供給量が資源面から限界となる頃から太陽水素の導入が進んでいくことが予想される。なお、当然のことながら、太陽水素の導入が進んでいくためには、技術革新により当初の割高なコストが水力水素と拮抗する程度に大幅に低下することが必要である。

(2)　水素解析能力追加のモデル化
　GREENモデルは将来実用化されるエネルギーを、バックストップとして次の三つに区分してモデルに組み込んでいる。

1. 炭素性バックストップ（ＣＢＳ）−石炭液化、オイルシェール等
2. 無炭素バックストップ（CFBS）−バイオマス等
3. 電力のバックストップオプション（ElecBS）−太陽、風力、核融合等

　ＷＥ−ＮＥＴの水素は、将来実用化されるエネルギーという意味では同じであり、現行モデルのバックストップの考え方をべースに水素エネルギーをモデルに組み込んでいくこととした。
　具体的には、GREENのエネルギー構造に次の３要素を図3-2-2に示すように追加していく。

1. 水力水素
2. 太陽水素
3. 水素発電

　水素発電は、ＷＥ−ＮＥＴプロジェクトでの水素燃焼タービン開発を考慮したものであり、燃料としての水素は水力水素あるいは太陽水素から供給される。

(3)　今後の課題
　プログラム改造作業における計算年の追加については、現行モデルでは2010年以降の計算年が20年間隔となっているのを、2020年と2040年を追加することにより10年間隔とし、平成６年度で基本作業を終了した。
　平成７年度は、平成６年度に引き続き、水素解析能力追加のためのモデルヘの水素エネルギー組み込み作業を実施し完了する。主要な課題は次の通りである。

1. ＷＥ−ＮＥＴ水素と現行バックストップの考え方と異なる、供給量と供給地域の制限についてのプログラム化。
2. 水力水素・太陽水素インプットデータおよび解析シナリオの検討
3. インプットデータ作成のためのGREENモデルの基本データ調査