はじめに
地球温暖化の原因は人間活動による温室効果ガスの排出であるということがIPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change：気候変動に関する政府間パネル）の30年以上の調査、研究によって明らかにされてきました。温室効果ガスとは二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素などの気体です。産業革命以降の工業化によって化石燃料の消費が加速し、温室効果ガスが大量に排出されたことが原因です。
世界中で排出されている温室効果ガスの9割は二酸化炭素です。エネルギーを使用することは多くの場合、化石燃料を燃焼させることであり、それにより二酸化炭素が排出されてきました。
ガスこんろや石油ストーブ、さらに乗用車を使用すると、これらの燃料である都市ガス、灯油、ガソリンの燃焼によって二酸化炭素が排出されます。また、電気は主として化石燃料を用いて発電されているため、家庭での電気の使用が二酸化炭素排出につながっています。
これらは、エネルギー起源の二酸化炭素排出と言います。家庭では省エネがエネルギー由来の二酸化炭素排出を抑えることにつながります。近年では、太陽電池という再生可能エネルギーも普及しつつあり、屋根に設置した太陽電池による太陽光発電などの創エネも二酸化炭素排出の削減につながります。
一方、あまり報道されていませんが他にも家庭での活動による二酸化炭素の排出原因があります。それは廃棄されたプラスチックの焼却による二酸化炭素の排出です。プラスチックの原料は化石燃料の1種である石油であり、これを焼却することは化石燃料の燃焼と同じことになるのです。
日本ではごみ（家庭から排出される一般廃棄物のうちし尿を除くもの）は焼却されることが一般的で、プラスチックのリサイクル（ケミカルまたはマテリアルリサイクル）はあまり進んでいません。プラスチックは小売店等で買い物をすると大量に家庭に入り込み、それがごみとして収集、焼却されることで二酸化炭素が排出されているのです。
本サイトでは家庭での地球温暖化防止対策として、電気や燃料の使用を削減することで二酸化炭素排出量を減らすことを提案しています。しかし、家庭でのエネルギー使用やプラスチックの廃棄により、どの程度二酸化炭素が排出されるのかをイメージすることは難しいのではないでしょうか。そこで本サイトではこれをイメージできるように、エネルギー使用やプラスチックの廃棄による二酸化炭素排出量の簡便な計算法を紹介します。
エネルギー起源の二酸化炭素排出量の計算法
（１）家庭で使用されるエネルギー
家庭で使用されるエネルギーを分類すると図-1の通りです。使用されるエネルギーは電気、都市ガス、石油、薪（木質類）などです。石油には灯油、軽油、ガソリンなどが含まれます。
電気は化石電源（化石燃料を用いた火力発電）だけでなく、非化石電源からも供給されます。非化石電源は再生可能エネルギーと原子力です。原子力は日本では東日本大震災の原発事故によりその多くが停止・廃止となりました。また、再生可能エネルギーはエネルギー基本計画でその割合を増加させることを目標としていますが、依然として化石電源が多くを占めています。
家庭では、ガスこんろやガス温水器などで都市ガスを使用しています。また、寒冷地では石油ストーブやガスストーブで灯油や都市ガスが使われます。さらに、乗用車を使用するとガソリン、軽油が使用されます。これらは全て化石燃料であるため、燃焼することによりエネルギー起源の二酸化炭素が排出されます。
なお、暖房の燃料には「まき」などの植物（バイオマス）を利用したものがありますが、これはカーボンニュートラルな燃料とされています。バイオマスは化石燃料ではありませんので、燃焼による二酸化炭素は温室効果ガスにはカウントしないことになっています。
（２）エネルギー起源二酸化炭素排出量の計算法
（ａ）燃料の燃焼
まず、燃料の燃焼によるエネルギー起源二酸化炭素排出量の計算法を以下に示します。燃料の使用量に単位使用量当りの発熱量(A)、単位発熱量当りの炭素排出量(B)を乗じることで炭素の排出量が計算されます。そして、これに44/12を乗じることで二酸化炭素排出量が計算されます（44：二酸化炭素の分子量、12：炭素の分子量）。
ただし簡単な計算法としては、これらをまとめた単位使用量当り二酸化炭素排出係数(D)を用いて、これに燃料使用量を乗じることで計算できます。
燃料の燃焼による二酸化炭素排出量＝燃料使用量×単位使用量当り二酸化炭素排出係数(D)
灯油、軽油、ガソリン、都市ガスの発熱量と発熱量当り炭素排出量、二酸化炭素排出係数を表-1に示します1)。発熱量と炭素排出係数は輸入される石油製品の性状の変化によって変更されることはありますが、大きな変動はありません（日本の二酸化炭素排出インベントリでは経年的な数値を公表しています）。
表-1 家庭で使う燃料の発熱量、二酸化炭素排出係数
| 燃 料 | 発熱量（A） | 発熱量当り 炭素排出量（B） | 発熱量当り二酸化炭素 排出量 (C)=(B)×44/12 | 二酸化炭素排出係数 (D)=(A)×(C) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| 値 | 単位 | kg-C/MJ | kg-CO2/MJ | kg-CO2/L, m3 | |
| 灯油 | 36.7 | MJ/L | 0.0185 | 0.067833 | 2.49 |
| 軽油 | 37.7 | MJ/L | 0.0187 | 0.068567 | 2.58 |
| ガソリン | 34.6 | MJ/L | 0.0183 | 0.067100 | 2.32 |
| 都市ガス | 44.8注） | MJ/m3 | 0.0136 | 0.049867 | 2.23 |
| LPガス | 50.8 | MJ/m3 | 0.0161 | 0.059033 | 3.00 |
注）エネルギー起源CO2の排出量算定に用いる発熱量については、省エネルギー法の規定による定期報告において用いた発熱量を用いてもよい。「資源エネルギー庁：エネルギー源別標準発熱量・炭素排出係数（2018年度改訂）エネルギー起源CO2の排出量、2020年1月」では39.96 MJ/m3
【計算例】
一例として以下の燃料を使用している世帯での二酸化炭素排出量を計算します。日本の家計消費2)3)を参考に、表-2のように1年間に灯油150L、都市ガス300m3、ガソリン500Lが使用されると仮定します。表-2の計算より、1年間で約2.2tの二酸化炭素を排出していることが分かります。
表-2 一般的な世帯の1年間の燃料使用量と二酸化炭素排出量
| 燃 料 | 使用量 L・m3 | 二酸化炭素排出係数(D) kg-CO2/L , m3 | 二酸化炭素排出量 kg-CO2 |
|---|---|---|---|
| 灯油 | 150 | 2.49 | 374 |
| 都市ガス | 300 | 2.23 | 669 |
| ガソリン | 500 | 2.32 | 1,160 |
| 合計 | 2,203 |
それぞれの消費量の実態は以下の統計から把握することができます。
燃料の使用量の統計：環境省、家庭部門の二酸化炭素排出実態調査
https://www.env.go.jp/earth/ondanka/ghg/kateiCO2tokei.html
ガソリンの使用量の統計：総理府統計局、家計消費支出、購入数量、2022年
（ｂ）他から供給された電気の使用
電気の使用によるエネルギー起源二酸化炭素排出量の計算法は以下の通りです。電気使用量（kWh）に単位使用量当りの二酸化炭素排出係数（t-CO2/kWh）を乗じて計算します。
電気の使用による二酸化炭素排出量＝電気使用量×単位使用量当りの二酸化炭素排出係数
単位使用量当りの二酸化炭素排出係数は電気事業者によっても、年度によっても変わります。環境省は以下のサイトで実績値を公表しています。
環境省：温室効果ガス排出量 算定・報告・公表制度、公式サイト
https://ghg-santeikohyo.env.go.jp/calc
参考に世界の電気事業者の単位使用量当りの二酸化炭素排出係数と電源構成を付表-2に示します。フランスの値は0.04kg-CO2/kWh、カナダとイギリスは0.1kg-CO2/kWh以下ですが、日本は0.44kg-CO2/kWh、中国は0.64kg-CO2/kWhという値です（2019年時点）。
【計算例】
ここでは電気使用量が4,200kWh/年（月平均350kWh）の世帯での二酸化炭素排出量を計算します。一例として2022年の東京電力エナジーパートナーの単位使用量当りの二酸化炭素排出係数は0.457kg-CO2/kWhですので1)、1年間で約1.9tの二酸化炭素を排出していることが分かります。
電気の使用による二酸化炭素排出量＝4,200×0.457＝1,919 kg-CO2
表-3 電気の使用によるエネルギー起源二酸化炭素排出量の計算例
| 月間電力使用量 kWh/月 | 年間電力使用量 kWh/年 | CO2排出係数 kg-CO2/kWh | CO2排出量 kg-CO2/年 |
|---|---|---|---|
| 350 | 4,200 | 0.4570 | 1,919 |
出所）環境省、温室効果ガス排出量 算定・報告・公表制度、算定・報告・公表制度における算定方法・排出係数一覧、2023年9月14日閲覧
プラスチックの廃棄による二酸化炭素排出量の計算法
（１）プラスチックが含まれる可燃ごみ
家庭で廃棄されるプラスチックを含む可燃ごみ（燃やすことができるごみ）は図-2の通りです。プラスチックはペットボトルなどの一般的なプラスチックと呼ばれるもの以外に、紙くずや繊維くずにも含まれています。
紙くずのうち紙おむつはプラスチックであり、紙の中にプラスチックが含まれるものもあります。さらに、繊維のうちの合成繊維はプラスチックであり、繊維ごみのうちの6割を占めます。これらが焼却されると二酸化炭素を排出します。
（２）プラスチックの焼却による二酸化炭素排出量の実績
日本の二酸化炭素排出インベントリ（2019年）より、一般廃棄物の焼却から排出される二酸化炭素排出量を計算したものを付表-2に示します。付表-2ではごみの種別に排出量、焼却量、固形物量、二酸化炭素排出量が集計されています。
これらのごみ種別の合計値を表-4に示します。表-4より一般廃棄物の可燃ごみは20,831千t/年、その焼却量は14,361千t/年であり、これらの焼却による二酸化炭素排出量は10,121千t-CO2/年です。日本の二酸化炭素排出量は約10億t/年（2021年インベントリ）ですので、その1%に相当します。
固形物と二酸化炭素排出量から逆算される可燃ごみ全体の二酸化炭素排出係数は0.852kg-CO2/kg-ごみとなります。プラスチックそのものの二酸化炭素排出係数は2.3～2.8kg-CO2/tですが、紙ごみなどのごみ種を加えて平均化しているため小さくなっています。
インベントリ5)では焼却の余熱を発電利用しているものは、その電力利用分に相当する二酸化炭素排出量を相殺して公表されていますが、これは相殺前の数値です。脱炭素社会では電力の二酸化炭素排出係数は０になっているはずなので、ここでは相殺前の数値を用います。
表-4 可燃ごみの焼却による二酸化炭素排出量（2019年度、全国値）
| 項 目 | 全国の値 | 人口1人当り |
|---|---|---|
| ごみ処理人口（千人） | 127,150 | － |
| 可燃ごみ排出量（千t/年、kg/人年） | 20,831 | 164 |
| 焼却率（％） | 69 | 69 |
| 可燃ごみ焼却量（千t/年、kg/人年） | 14,361 | 113 |
| 固形物率（％） | 83 | 83 |
| 可燃ごみ固形物量（千t/年、kg/人年） | 11,882 | 93 |
| 二酸化炭素排出係数（kg-CO2/kg-ごみ) | 0.8518 | 0.8518 |
| 二酸化炭素排出量（千t-CO2/年、kg-CO2/人年) | 10,121 | 80 |
焼却率、固形物率、二酸化炭素排出係数：環境省「廃棄物処理部門における温室効果ガス排出抑制等指針マニュアル、2012年3月」
（３）プラスチックの焼却による二酸化炭素排出量の計算法
人口１人当りのプラスチックを含むごみ量に焼却率、固形物、二酸化炭素排出係数を乗じると、焼却による二酸化炭素排出量が計算されます。表-4には人口１人当りの数値も示してあります。世帯の二酸化炭素排出量はこれに世帯の家族数を乗じて計算することができます。
世帯の可燃ごみの焼却による酸化炭素排出量＝
1人当り可燃ごみ排出量×焼却率×固形物率×二酸化炭素排出係数×世帯の家族数
【計算例】
表-4より、上記の計算式における各数量を以下に示します。
・人口1人当り可燃ごみ排出量4)：164 kg/人年
・可燃ごみの焼却率4)6)：69%（現状）、50％（改善）、100％（東京23区）
・可燃ごみの固形物率5)：83％
・二酸化炭素排出係数5)：0.852 kg-CO2/kg-ごみ
・世帯の家族数：4人
日本の各地でペットボトルや白色トレイなどのプラスチックが分別収集され多くはリサイクルされます。リサイクルされずに焼却される焼却率の日本平均は約69％です。一方、東京都23区のようにプラスチックを全く分別収集していない自治体の焼却率は100％です6)。ここでは、焼却率を50、69、100％の3ケースを計算します。
これらの値を前述の計算式に入力すると二酸化炭素排出量は表-5の通りです。可燃ごみの焼却率が50、69、100％の場合の1人当り二酸化炭素排出量はそれぞれ58、80、116kg-CO2/人年です。焼却率100％（東京23区）で世帯の家族数が4人家族の場合はこの数値を4倍して約464 kg-CO2/年となります。
世帯の可燃ごみの焼却による二酸化炭素排出量（東京都23区）＝
164×1.00×0.83×0.852×4＝464 kg-CO2/人年
表-5 プラスチックの焼却による二酸化炭素排出量（世帯の家族数4人）
| 可燃ごみ量 kg/人年 | 焼却率 ％ | 焼却可燃ごみ量 kg/人年 | 固形物率 ％ | CO2排出係数 kg-CO2/kg-ごみ | CO2排出量 kg-CO2/人年 | 世帯のCO2排出量 kg-CO2/世帯・年 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 164 | 50 | 82 | 83 | 0.852 | 58 | 232 |
| 164 | 69 | 113 | 83 | 0.852 | 80 | 320 |
| 164 | 100 | 164 | 83 | 0.852 | 116 | 464 |
出所）
可燃ごみ量、プラ含有ごみ焼却量：環境省「2021年度廃棄物の広域移動対策検討調査及び廃棄物等循環利用量実態調査報告書（廃棄物等循環利用量実態調査編）、2022年３月」
焼却率、固形物率、二酸化炭素排出係数：環境省「廃棄物処理部門における温室効果ガス排出抑制等指針マニュアル、2012年3月」
おわりに
これまでの計算結果を合計すると、以下の通り1年間で約4.6ｔの二酸化炭素が排出されることが分かります。
●燃料の使用：2,203 kg-CO2/年
●電気の使用：1,919 kg-CO2/年
●プラスチックの廃棄（東京都23区、4人家族）：464 kg-CO2/年
●合計：4,586 kg-CO2/年
今回は家庭での活動による二酸化炭素排出量の計算法を解説してきました。普段の何気ない行動でどのくらい二酸化炭素を排出しているのか計算してみると面白いと思います。一例として燃料の使用の場合の計算例を図-3に示します。このような図から二酸化炭素排出をイメージできると、対策が打ちやすいかもしれません。
小型ガソリン車：200km/15(km/L)×2.32kg-CO2/L=30.9kg-CO2
大型ガソリン車：200km/10(km/L)×2.32kg-CO2/L=46.4kg-CO2
EV：200km/5(km/kWh)×0.457kg-CO2/kWh=18.3kg-CO2
図-3 身近な行動による二酸化炭素排出量
図-3では、灯油1缶（18L）分の使用と車種の異なる乗用車で200km走行した時の二酸化炭素排出量を比較しています。乗用車は小型と大型のガソリン車で、燃費を15km/Lと10km/Lを想定しました。また、EV(電気自動車）は電費5km/kWhを想定し、電気の二酸化炭素排出係数は0.457kg-CO2/kWh（東京電力EP、2021年度実績）としています。
1缶分の灯油の使用は、大型のガソリン車の200km走行時の二酸化炭素排出量に等しく、小型のガソリン車の1.5倍、EV車の2.5倍です。EVとガソリン車の差は、電気の二酸化炭素排出係数によって異なりますが、今後電気の脱炭素化が進むとこの差はさらに広がっていきます。
今回はプラスチックの焼却による二酸化炭素排出量の計算方法も示しました。国連環境計画の報告7)では、日本の使い捨て包装プラスチックの1人当り廃棄量は世界第2位であるとされています。日本では廃棄プラスチックの約7割が焼却されます。大量のプラスチックを捨てないこと、過剰の包装をしないことも必要です。
どのようなものにプラスチックが含まれるかも知っておくことが重要です。紙おむつや合成繊維もプラスチックであり、今後も増加していく可能性が高いです。プラスチックのケミカルリサイクル、マテリアルリサイクルを進め、リサイクルしにくいものはバイオマスプラスチックに変えていくことが必要です。
最後に、日本の電気の脱炭素化の状況を世界と比較してみたいと思います。上記のEV200km走行時で各国の電気の二酸化炭素排出係数（IEA2019）を用いて計算した結果が図-4です。フランスが突出して少ないですが、イギリスも日本の半分以下となっており、EVの普及が進んでいく可能性があります。日本にとっては、電気の二酸化炭素排出係数を下げることが課題と言えます。
図-4 EVの200km走行時における二酸化炭素排出量の国際比較
＜参考文献＞
1）環境省：公式Webサイト、温室効果ガス排出量 算定・報告・公表制度、算定・報告・公表制度における算定方法・排出係数一覧、2023年9月14日閲覧、https://ghg-santeikohyo.env.go.jp/
2）環境省：公式Webサイト、家庭部門のCO2排出実態統計調査（家庭CO2統計）、2023年9月14日閲覧
3）総理府：統計局公式Webサイト家計消費支出、購入数量、2022年、2023年9月14日閲覧
4）環境省：2021年度廃棄物の広域移動対策検討調査及び廃棄物等循環利用量実態調査報告書（廃棄物等循環利用量実態調査編）、2022年３月
5）地球環境センター：日本国温室効果ガスインベントリ報告書（温室効果ガスインベントリオフィス編、環境省監修、2023年
6）東京二十三区清掃一部事務組合：公式Webサイト、東京23区のごみ処理、ごみの収集・運搬、閲覧日2023年9月25日
7）United Nations Environment Programme: Single-use plastics, roadmap for sustainability, 2018.
【参考】
付表-1 世界の二酸化炭素排出係数と電源構成
| 国名 | 二酸化炭素排出係数 | 電源構成 （％） | |||
|---|---|---|---|---|---|
| （kg-CO2/kWh） | 新エネルギー | 水力 | 原子力 | 化石燃料等 | |
| フランス | 0.04 | 10 | 11 | 70 | 9 |
| カナダ | 0.13 | 8 | 58 | 15 | 19 |
| イギリス | 0.18 | 37 | 2 | 17 | 44 |
| イタリア | 0.30 | 25 | 16 | 0 | 59 |
| ドイツ | 0.33 | 38 | 4 | 12 | 46 |
| アメリカ | 0.38 | 11 | 7 | 19 | 63 |
| 日本 | 0.44 | 14 | 9 | 6 | 71 |
| 中国 | 0.64 | 10 | 17 | 5 | 68 |
| インド | 0.72 | 9 | 11 | 3 | 77 |
付表-2 可燃ごみの焼却による二酸化炭素排出量（2019年度、全国値）
| プラスチック | 紙くず | 繊維くず | 合計 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ペットボトル | 他のプラスチック | 他の紙くず | 紙おむつ | 繊維 | 合成繊維 | 合計 | |
| 排出量（千ｔ/年） | 672 | 4,091 | 14,722 | 498 | 848 | 20,831 | |
| 焼却量（千ｔ/年） | 336 | 3,083 | 9,887 | 1,055 | 14,361 | ||
| 焼却率（％） | 50 | 75 | 67 | 78 | 69 | ||
| 固形物量（千ｔ/年） | 321 | 2,197 | 8,224 | 564 | 576 | 11,882 | |
| 固形物率（％） | 96 | 71 | 89 | 71 | 83 | ||
| CO2排出係数 （kg-CO2/t） | 2.277 | 2.816 | 0.144 | 1.22 | 2.31 | 0.8518 | |
| CO2排出量 (kg-CO2/年） | 731 | 6,187 | 1,184 | 688 | 1,331 | 10,121 | |
排出量、焼却量：環境省、2021年度廃棄物の広域移動対策検討調査及び廃棄物等循環利用量実態調査報告書（廃棄物等循環利用量実態調査編）、2022年３月
固形物量、排出係数：地球環境センター、日本国温室効果ガスインベントリ報告書（温室効果ガスインベントリオフィス編、環境省監修、2023年