スライド 1

世界の長期エネルギー需給展望

と原子力の役割

平成17年11月24日

経営企画部戦略調査室

佐藤

治

戦略調査セミナー

研究会資料

05-1

目 次

Ⅰ．世界のエネルギー需給実績

Ⅱ．経済発展とエネルギー・環境問題

Ⅲ．需給の長期展望

１．世界の一次エネルギー消費量の長期推移

年

出所：IGU (International Gas Union) and IIASA (International Institute for Energy Systems Analysis), 2000

10億トン（石油換算）

原子力

水力

天然ガス

石油（原料用を含む）

石炭

在来型バイオマス

1

Ⅰ．世界のエネルギー需給実績

２．世界のエネルギー源構成の長期推移

石 炭

石 油

天然ガス

バイオマス（非商業的エネルギーを含む）

原子力

水力等

構成比（

％）

（出所：Methane Age and Beyond - The Emergence of New Energy Technologies, Nebojša Nakićenović, IEW-2003）

年

工業化の進展とともにエネル ギー源構成は化石燃料にシフト

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1800

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1900

1950

2000

天然ガス

石油

石炭

年

３．世界の化石燃料生産量の長期推移

10億トン（石油換算）/年

（出所：Historical Database of the Global Environment – HYDE, RIVM , the Netherlands）

１．化石燃料の消費量が本格的に増加 したのは第２次世界大戦後 ２．特に、廉価で利便性の高い石油の 消費量が大幅に増加し、先進国の 経済発展に貢献

3

４．エネルギー源の推移における脱炭素化（米国）

（出所：Methane Age and Beyond - The Emergence of New Energy Technologies, Nebojša Nakićenović, IEW-2003） 15.0 17.5 20.5 22.5 25.0 27.5 30.0 32.5

gC/MJ

1850 1900 1950 2000 2050

木材

= 29.9

石炭

= 25.8

石油

= 20.1

ガス

= 15.3

最終エネルギー

の平均

一次エネルギー

の平均

Source: US DOE EIA (2001): 1960

Source: US DOE EIA (2001): 1960--1999; Gr1999; Grüübler (1998): <1960.bler (1998): <1960.

発熱量当り

炭素排出量

炭化水素燃料は長期にわたって 固体 Î 液体 Î 気体 と推移しており、これは 炭素 Î 水素 のシフトでもある。

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1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

（出所： BP Statistical Review of World Energy 2005 ）

年

５．世界の一次エネルギー消費量の推移

（1965年～2004年）

10億トン（石油換算）/年

石油

石炭

天然ガス

水力

原子力

石油危機後、一時減少した石油消 費は80年代半ばから再び増加 中国での急増の影響 特に欧州で大幅に増大

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1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

（出所： BP Statistical Review of World Energy 2005）

年

６．地域別一次エネルギー消費量の推移

（1965年～2004年）

10億トン（石油換算）/年

中南米

北米

OECD太平洋

アジア

（除日韓）

EU-25

東欧圏

中東・アフリカ

6

１．世界人口の長期推移－実績と展望

出所：The World at Six Billion, Population Division, United Nations (1999)

第二次世界大戦以後 に増加速度が急上昇

実績

展望

年間の

人

口増加数

世界の

総

人口

10億

百万

年間の人口増加数

世界の総人口

Ⅱ．経済発展とエネルギー・環境問題

7

２．世界各国の所得水準と出生率

データ出所：2004 World Population Data Sheet, Population Reference Bureau (http://www.prb.org/ )

1 0 0

1 0 0 0

1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0

0

2

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8

O E CD諸 国 旧 ソ 連 ・ 東 欧 中 南 米 アジア アフ リ カ 米国＄/人

合計特殊出生率

一人当り

国民所得

（2002年）

米国 日本 中国 インド ナイジェリア エチオピア コンゴ民主共和国 タンザニア ウガンダ ニジェール サウジアラビア バングラデシュ パキスタン インドネシア クウェート （注）米国＄換算には購買力平価（PPP）を使用 人口増加を抑制するには 発展途上国の所得と生活 水準の向上が必要

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３．世界の所得分布の現状と将来イメージ

千米国＄/人 （注）米国＄換算には購買力平価（PPP）を使用

高位

所得国

人口 増加 経済成長

人口（2002年）

一人当り国民所得（2002年）

将来のイメージ

（発展途上諸国の経済成 長は世界全体の経済規模 を爆発的に拡大させる）

データ出所：World Development Indicators 2004, World Bank ( http://www.worldbank.org/data/wdi2004/index.htm )

低中位所得国

Korea Thailand Brazil Mexico India China Japan EU Australia US 0 50 100 150 200 250 300 350 0 5 10 15 20 25 30 35 GJ/人 1000米国＄（1997、PPP）

工業化及び人の移

動の開始

＋

5000：

工業化が終了間近

＋10000：

サービス部門の伸

びが増大

＋15000：

エネルギー需要の

増加微少

＋25000：

出所：Energy Needs, Choices and possibilities – Scenarios to 2050, Shell International Ltd. (2001)

４．所得とエネルギー消費の関係

所得

($/人）

所得が増加し、ある段階 （黄色で表示された範囲） に入るとエネルギー消費 は大幅に増加する

10

５．地球の平均地上気温の変動

(a) 過去140年間の変動

赤線は1961～1990年の平均気温からの偏 差、ひげ付きの黒線は信頼度95％の気温 範囲を示す。黒の曲線は10年以内の短期 変動を除去して、長期の傾向を示したもの。

(b) 過去1000年間の変動（北半球）

青線は各年の気温（1961～1990年の平均 気温からの偏差）、黒線はその50年平均の 値を示す。灰色部分は信頼度95％の気温 範囲を示す。（青線は、木の年輪、珊瑚、ア イスコア等から推定した温度を温度計によ る測定気温（赤線）で校正したもの。）

出所： IPCC：Summary for Policymakers, A Report of Working Group I of the Intergovernmental Panel on Climate Change、IPCC事務局ホームページ （http://www.ipcc.ch/）

地球温暖化はすでに 進行しつつある

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1875

1900

1925

1950

1975

2000

Source: Marland, G., T.A. Boden, and R. J. Andres. 2003. Global, Regional, and National Fossil Fuel CO2 Emissions. In Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide

Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tenn., U.S.A.

年

固体燃料

液体燃料

気体燃料

セメント他

６．世界の燃料別二酸化炭素（CO

₂

）排出量

(1875年～2000年)

億トン（炭素換算）

化石燃料の大量消費は、地域的大気 汚染、広域的な酸性雨問題を引き起こ すとともに、二酸化炭素の大量排出を 通じて温暖化問題の原因となっている と考えられている。

12

記号

実施機関

報告書等（年）

時間範囲

IPCC-SRES

気候変動に関する政府間パネ

_{ル（IPCC）}

Special Report on Emission

Scenarios（SRES）（2000）

～2100年

IIASA-WEC

国際応用システム解析研究所

（IIASA）及び世界エネルギー

会議（WEC）

Global Energy Perspectives

（1998）

～2100年

WEO2002

国際エネルギー機関（IEA）

World Energy Outlook 2002 _（2002）

～2030年

EC2003

欧州委員会（EC）

World Energy, Technology and Climate Policy Outlook 2030 （2003）

～2030年

IEO2003

米国エネルギー省（USDOE）

International Energy Outlook

2003 （2003）

～2025年

このうち2100年までの長期検討事例を中心に

横断的、俯瞰的にシナリオの概要を整理

１．エネルギー需給シナリオの検討事例

13

Ⅲ．世界のエネルギー需給の長期展望

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2000

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2100

A1

A2

B1

B2

IIASA-WEC

２．世界人口の長期展望

億人

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2000

2020

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2080

2100

その他アジア アジア計画経済 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米 年 億人 年 A1 A2 B2 IIASA-WEC B1 IPCC - SRES 2050年に 87億～113億 人口増加の大部 分は発展途上国 2100年に 71億～151億 発展途上国の 一人当り所得増加 Î 出生率の低下 Î 世界人口の安定化

［

IIASA-WEC ］

地域別の見通し

（IPCC-SRESシナリオの定義についてはスライドA1とA2を参照）

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2000

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A1

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B1

B2

A

B

C

折れ線 8

３．世界のGDP合計

兆米国ドル/年 年 0 100 200 300 2000 2020 2040 2060 2080 2100 兆米国ドル/年 年

［IIASA-WEC, シナリオB ］

その他アジア アジア計画経済 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米

A1

A2

B2

IIASA

- WEC

B1

IPCC

- SRES

A

B

C

地域別の見通し

SD-Vision

2050年には2000年 の3倍～7倍 （注）米国ドル換算には現在の市場レートが 用いられている。 2100年には途上国 の比率が約6割に 2100年には2000年 の8倍～20倍 （IPCC-SRESシナリオの定義についてはスライドA1とA2を、 IIASA-WECシナリオの定義についてはスライドA3とA4を参照）

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2000

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A1

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B1

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A

B

C

４．一人当たりGDP

万米国ドル/年 年 A1 A2 B2 IIASA - WEC B1 IPCC - SRES A B C 2050年には2000年 の2倍～5倍 2100年には2000年 の4倍～17倍 万米国＄/人 その他アジア アジア計画経済 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米 世界平均 0 2 4 6 8 2000年 2050年 2100年 今世紀末のOECDと 発展途上国の格差 は3～6倍

世界平均値

［IIASA-WEC, シナリオB ］

各地域の平均値

最大42倍の 地域格差 （注）米国ドル換算には現在の市場レートが用いられている。

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A1

A2

B1

B2

A1

B

C1

５．世界の一次エネルギー消費

億トン（石油換算）/年 年

A1

A2

B2

IIASA

- WEC

B1

IPCC

_{- SRES}

A1

B

C1

IPCC-SRESでは、IIASA-WECと同様に原子力を効率 38.6％で一次換算。また1EJ=23.88Mトンで石油換算。 年率1.4%の原単 位改善を想定 2050年には2000 年の2倍～3.5倍 2100年には2000 年の1.7倍～5.4倍 （IPCC-SRESシナリオの定義はスライドA1とA2を、 IIASA-WECシナリオの定義はスライドA3とA4を参照）

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年

総消費量

その他アジア アジア計画経済 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米

６．一次エネルギー消費の地域別見通し

億トン（石油換算）/年 2030年に途上国 の比率が過半に 2100年には途上国 の比率が74％に

0

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2000

2050

2100

年 トン（石油換算）/人

一人当たり消費量

その 他 ア ジア アジ ア計 画 経 済 中東・ ア フ リ カ 中南 米 旧ソ 連 日・ 豪他 欧 州 北 米 世界 平均

［IIASA-WEC, シナリオB ］

北米を除けば 格差はかなり 縮小

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(a) 石油消費量

億トン（石油換算）/年 年 A1 A2 B2 B1 A1 B C1 A2 A3

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2020

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億トン（石油換算）/年 年 A1 A2 B2 B1 A1 B C1 A2 A3

(b) 天然ガス消費量

2020年～2040年頃 にピークになるとの 見方が多い ピークになるのは今 世紀の後半か？

７．石油と天然ガス資源利用の展望

IIASA - WEC IPCC - SRES A1 B C1 A2 A1 A2 B2 B1 A3 IIASA- WEC IPCC - SRES A1 B C1 A2 A1 A2 B2 B1 A3

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(a) 石 油

億トン（石油換算） [在来資源 (確認)] [在来資源 (追加)] [非在来資源 (追加)] 年 A1 C1 C2 エコロジー [非在来資源 (確認)] 高成長 中庸 A2 A3 B

８．IIASA-WECシナリオでの累積消費量と資源量

（注）石油の単位換算： 1兆バレル＝1360億トン

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2100

億トン（石油換算） [在来資源 (確認)] [在来資源 (追加)] 年 A1 C1 C2 エコロジー [非在来資源 (確認)] 高成長 A2 A3 B _中庸

(b) 天然ガス

石油は今世紀半ば頃に、天然ガスは今世紀後半に、在来資源から 非在来資源への転換が必要となる可能性があることが示されている。

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(a) 石炭消費量

億トン（石油換算）/年 年 A1 A2 B2 B1 A1 B C1 A2 A3 多くのシナリオでCO₂ 抑制が考慮されている ため、概して石炭消費 量の伸びは小さい。

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2020

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億トン（石油換算）/年 年 A1 A2 B2 B1 A1 B C1 A2 A3

(b) 再生可能エネルギー利用

（注）実績値でも利用規模が小さいシ ナリオがあるが、これらは非商業的エ ネルギーを含んでいないと思われる。 長期的には大規模 利用を想定するシナ リオが多い。 WEO2002 EC2003 IIASA - WEC IPCC - SRES A1 B C1 A2 A1 A2 B2 B1 A3 IIASA_{- WEC} IPCC - SRES A1 B C1 A2 A1 A2 B2 B1 A3

９．石炭と再生可能エネルギー利用の見通し

21

１０．各シナリオにおける二酸化炭素の排出量

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A1 A2 B1 B2 A1 A2 A3 B C1 W EO2 0 0 2 EC2 0 0 3 億トン（炭素換算）/年 年 A1 A2 B2 B1 A1 B C1 A2 A3 IIASA - WEC IPCC - SRES A1 B C1 A2 A1 A2 B2 B1 A3 WEO2002 EC2003 多くのシナリオでは 2030年に100億トン を超える 2050年以降はエネルギー 選択等に応じて、大きく変 化する 2100年のCO₂濃度 750ppm 650ppm 600ppm 550ppm 450ppm IIASA-WEC シナリオでの

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１１．原子力エネルギー利用の見通し

億トン（石油換算）/年 年 A1 A2 B2 B1 A1 B C1 A2 A3

（一次エネルギー換算）

長期的には現在よりも 大幅な利用拡大を想定 するシナリオが多い。 IIASA - WEC IPCC - SRES A1 B C1 A2 A1 A2 B2 B1 A3

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2030

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A1

A2

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C1

C2

B

年

EC2003

IEO2003-H

WEO2002

IEO2003-L

IIASA-WEC

１２．原子力による発電電力量

（中期見通しを含めた比較）

兆kWh/年

A1

A2

B1

（非化石エ ネルギー）

B2

IPCC-SRES

2030年ごろまでを展望 した「予測型見通し」で は概ね横ばい。

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2000

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A1（高成長社会）

A2（多元化社会）

B2（地域共存型社会）

IPCC-SRESシナリオ

シナリオB1では原子力 と再生可能エネルギー による発電量を合計して 報告しているため、本グ ラフには示していない。 ％ 年

１３．原子力の一次エネルギーに占める比率

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5

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2010

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2100

A1（高成長、石油＋ガス）

A2（高成長、石炭）

A3（高成長、原子力＋ガス＋再生）

B （中庸）

C1（エコロジー、非原子力）

C2（エコロジー、原子力）

％ 年 （効率38.6％で一次換算）

IIASA-WECシナリオ

（効率38.6％で一次換算）

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2070

2100

A1（高成長、石油＋ガス）

A2（高成長、石炭）

A3（高成長、原子力＋ガス＋再生）

B （中庸）

C1（エコロジー、非原子力）

C2（エコロジー、原子力）

兆kWh/年

世界の原子力発電電力量

年

１４．IIASA-WECにおける原子力発電利用規模

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2080

2100

天然ウランの積算消費量

「軽水炉ワンススルー利用」を想定 して左図の発電電力量から計算 万トン （燃焼度４万MWd/t、濃縮テイル0.2% Î 所要量 20.9 tNU/TWh と想定）

A1

A2

A3

C1

C2

B

年

26

◆世界の社会経済展望

人 口 ：2050年に100億前後、その後安定化に（途上国の所得増大を想定）。

ＧＤＰ

：総額では2050年に3~7倍、2100年に8~20倍。

一人当たりGDPの南北格差が縮小していくことを想定。

Î 発展途上国のＧＤＰが大幅増加。（2100年には世界の過半か？）

◆世界の需給シナリオ

総消費量 ：2050年に2~3.5倍、2100年に1.7~5.4倍。増加の大部分は発展途上国。

石 油

：2050年以前にピークの可能性。不確実性が大（楽観論と悲観論）。

天然ガス

：ピークは今世紀の後半？（非在来資源規模が大きいが、需要増大も顕著

で、石油以上に不確実性が大）

石

炭

：グローバルな気候変動政策の動向に大きく依存。

アジア地域にとっては重要なエネルギー源。

再生可能エネルギー

：近未来に主要なエネルギー源となることは困難。

2050年以降に期待 （技術革新によるコスト低減が大規模利用の鍵）。

原子力

：近未来の増加は政策的に困難（2030年頃までの「予測型見通し」では

これを顕著に反映）。

長期的にエネルギー需要が増大した時には依存度が強まる可能性。

（IIASA-WECでは2050年に1700GWe、2100年に5000GWeのケースも）

世界のエネルギー需給展望のまとめ

27

1-1 SRESシナリオの概要

◆1996年～2000年にIPCC第三次評価のために温室効果ガスの排出シナリオを作成。 成果は「排出シナリオに関する特別報告書（Special Report on Emission Scenarios）」

としてまとめられた。そこで、作成されたシナリオは報告書名の頭文字を取って、SRES シナリオと呼ばれている。 ◆シナリオ作成には世界の６つのモデリング・チームが参加し、４種の叙述的シナリオ （Illustrative Scenario ） の下に、40個のシナリオが作成された。この中から、各叙述 的シナリオに対して 、その特徴を最も表していると判断される標識シナリオ（Marker Scenario）が１個ずつ選定された。 ◆４種の叙述的シナリオ、及びその標識シナリオを作成したモデルは下記のとおり。 A1（高成長社会シナリオ） ：AIMモデル（日本、国立環境研究所）

A2（多元化社会シナリオ） ：ASFモデル（米国、 ICF Consulting ）

B1（持続発展型社会シナリオ）： IMAGEモデル（オランダ、RIVM） B2（地域共存型社会シナリオ）： MESSAGEモデル（オーストリア、IIASA） （注） RIVM：国立公衆保健及び環境研究所 IIASA：国際応用システム解析研究所 叙述的シナリオの形容は国立環境研究所森田氏による ◆以下の人口、ＧＤＰ、エネルギー需給見通し、CO2排出量は各叙述的シナリオに おける 標識シナリオのものである。

参考：

エネルギー需給シナリオの前提条件

１．IPCC-SRESの需給シナリオ

A1

0 100 200 300 400 500 2000 2020 2040 2060 2080 2100

世界のGDP合計

（兆米国ドル/年） 年 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2000 2020 2040 2060 2080 2100

世界人口

（億人）

A1

B1

A2

B2

経済志向 環境志向 地域 主義 地球 主義

シナリオの分類

0 10 20 30 40 50 60 70 80 2000 2020 2040 2060 2080 2100

一人当りGDP（世界平均）

（千米国ドル/年） 年 A1 B1 A2 B2 A1 B1 A2 B2 A1 B1 A2 B2

1-2 人口とGDPに関する前提条件

A1, B1はIIASA人口予測（Lutz, 1996）低位ケース、 A2は同高位ケース、B2は国連予測（1998）に基づく

A2

A：高成長

A1 ：石油＋ガス

A2 ：石炭

A3 ：原子力＋ガス＋再生型（バイオマス）

B：中庸

B ：中庸シナリオ

C：エコロジー

C1 ：非原子力依存

C2 ：原子力依存

2-1 シナリオの定義

２．IIASA-WECによる需給シナリオ

計量分析条件： １．化石燃料には低位発熱量（燃焼時の生成する水蒸気の蒸発潜熱を控除したもの）を使用。 ２．原子力と再生可能エネルギーによる電力は効率38.6％で一次エネルギー換算

GWP

（兆米国＄(1990))

エネルギー

原単位改善

率（％/年）

一次エネルギー需要

（億トン（石油換算））

CO

₂

制約

1990

2050 2100

1990 2050 2100

A. 高成長

20

100

300

1.0

90 250 450

_なし

B. 中庸

75

200

0.8

200 350

_なし

C. エコロジ－

75

220

1.4

140 210

_あり

■ シナリオの分類

■ カテゴリー

A3

0

20

40

60

80

100

2000

2020

2040

2060

2080

2100

2-2 地域別人口の見通し

発展途上諸国

先進諸国等

その他

アジア

アジア

計画経済

中東・

アフリカ

中南米

旧ソ連

日・豪他

欧 州

北米

億人

年

（各シナリオ共通）

A4

3-1 国内総生産（GDP）伸び率

1971年～2000年

2000年～2010年

2010年～2030年

そ の 他 アジア

イン ド

中 国

アフリカ

中 東

中 南 米

移 行 経 済

O ECD 太 平 洋

O ECD 欧 州

O ECD 北 米

0 2 4 6 8

0 2 4 6 8

0 2 4 6 8

（％/年）

（％/年）

（％/年）

３．WEO2002の需給シナリオ

A5

0

5

10

15

20

2030

2010

2000

1971

兆米国＄（1995）/年 年

［

国内総生産（GDP） ］

0

5

10

15

20

2030

2010

2000

1971

億人 年

［ 人

口 ］

3-2 主要な地域・国の人口と国内総生産

インドネシア インド 中国 ブラジル 日・豪他 欧 州 北 米 インドネシア インド 中国 ブラジル 日・豪他 欧 州 北 米

A6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1990 2000 2010 2020 2030 億人

4-1 世界の地域別人口

４．EC2003の需給シナリオ

0 20 40 60 80 100 1990 2000 2010 2020 2030 兆米国＄/年 米国＄への換算には購買力平価 （PPP）を使用 アジア 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米 年 アジア 中東・ アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米 年

4-2 地域別の国内総生産（GDP）

A7

-4 -2 0 2 4 6 8 ％/年

4-3 国内総生産（GDP）の伸率

（地域別）

1990年 - 2000年 2000年 - 2010年 2010年 - 2020年 2020年 - 2030年 0 1 2 3 4 5

2030

2020

2010

2000

1990

年

4-4 一人当たりGDP

（地域別）

万米国＄/人 世界平均 アジア 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米 米国＄への換算には購買力 平価（PPP）を使用 世界平均 アジア 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連 日・豪他 欧 州 北 米

A8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 2000 2010 2020 年 その他 アジア 中東・アフリカ 中南米 旧ソ連等 日・豪他 欧州 北米 中 国

5-1 世界の地域別人口

億人

５．IEO2003の需給シナリオ

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2000 2010 2025 兆米国＄/年 L：低位 R：標準 H：高位 L R H L R H その他 アジア 中東・ アフリカ 中南米 旧ソ連等 日・豪 他 欧州 北米 中 国 年

5-2 国内総生産（GDP）

A9

0 50 100 150 200 2000 2010 2025

5-3 一次エネルギー消費量

（燃料別）

年 億トン（石油換算）/年 石炭 石油 天然 ガス 原子力 その他 0 50 100 150 200 2000 2010 2025

5-4 一次エネルギー消費量

（地域別）

億トン（石油換算）/年 L：低位 R：標準 H：高位 L R H L R H _その他 アジア 中東・ アフリカ 中南米 旧ソ連等 日・豪 他 欧州 北米 中 国 年 L：低位 R：標準 H：高位 L R H L R H

A10