Economic Instruments - Tradeable Permits

二酸化硫黄（SO2）キャップ・アンド・トレード（Cap-and-Trade）プログラム

背景

目標

制度設計

実績

問題点

脚注

文献

役に立つ情報源

情報提供のお願い

英語版最終更新日

 

 

背景

 

二酸化硫黄取引プログラムは、アメリカにおいて先行して行われた排出権取引プログラムの経験に基づいて構築された、排出権取引制度の一つである。この二酸化硫黄取引プログラムは、1990年に成立した改正大気清浄法（CAAA: Clean Air Act Amendments）第4編（Title IV）の中で規定された「酸性雨プログラム（Acid Rain Program）」により確立された。酸性雨プログラムは、酸化沈着物の原因物質の排出を削減するため、二酸化硫黄取引プログラムだけではなく、その他の手法も同時に規定していた（脚注1参照）。酸性雨は、二酸化硫黄と酸化窒素が大気中で反応し、硫酸及び硝酸を生成することにより発生する。アメリカにおける酸性雨の主な原因物質は石炭及び石油火力発電から排出される二酸化硫黄である（前者が大部分を占める）。1980年代に国家酸性雨評価プログラム（NAPAP: National Acid Precipitation Assessment Program）が刊行した報告書では、酸性雨の環境及び健康への影響が詳しく報告された。この報告書以前には、酸化物質の自然システムに与える劣化作用に関して、ほぼ何の対策も取られてこなかった。

 

この酸性雨プログラムにおいて採用されているアプローチは、キャップ・アンド・トレード（cap-and-trade）と呼ばれるものである。これは二酸化硫黄排出量の上限（キャップ）をトータルで設定し、これを排出権として過去の使用熱量に応じて排出者間に分配し、各排出者は他の排出者と排出権を取引する（トレード）か、または後の利用に向けて預け入れ（banking）しなければならない、というものである。排出者に課された義務は、当該年中に排出された二酸化硫黄1トン毎に、「排出割当（allowance）」と呼ばれる有効な排出権を、年末時点で保有、または返上するということのみである。排出に上限を設定し各排出施設に排出権を割り当てたことで、排出施設は二酸化硫黄の環境規制を満たすための最少費用の方法を探ることが可能になった。

 

アメリカにおける発電所からの二酸化硫黄の排出に関して、酸性雨プログラムの規定するキャップ・アンド・トレード制度は、規制中心であったそれまでの酸性雨対策からの大きな脱皮であるといえる。キャップ・アンド・トレード制度以前の規制枠組みは、1970年、1978年の立法により成立し、二酸化硫黄を含む「基準の汚染物質（criteria pollutants）」（脚注2参照）の局地的健康被害及び他の2次的影響を無くすことが目標とされた。これら法律は、排出源別の排出割合の上限を（1970年代初めの時点で）既存の施設に設定し、また新規施設には煙突から排出されるガスの脱硫化を義務付けた。これらはコマンド・アンド・コントロール（命令と管理）手法の典型的なものといえる。

 

 

目標

 

酸性雨プログラムは、湖水や流水の水質改善、大気の質及び公衆健康の改善、視界の改善、森林破壊の減少、建築物の劣化防止などを目標とする（EPA Progress Report, 6ページ）。

 

酸性雨プログラムは発電施設からの酸性雨原因物質、主に二酸化硫黄を1980年レベルから全国的に50％削減することを規定している。酸性雨プログラムの目標を達成するには、2000年までに1980年レベルから1年当たり1千万トンの二酸化硫黄の削減が必要であるとされた。発電施設からの二酸化硫黄排出量の上限は、一年当たり約9百万トンに設定され、2000年より適用される。この排出量削減は二段階方式で達成されることになっている。第一段階（1995-1999年）では、263の大型発電施設において1995年レベルから一年当たり約350万トンの排出削減が義務づけられた。第二段階（2000年以降）では、化石燃料を用いた発電施設のほぼすべてに対して年間二酸化硫黄総排出量規制が課された（アラスカ及びハワイはプログラムの対象外であった）。

 

1990年改正大気清浄法第4編において規定された酸性雨プログラムは、二酸化硫黄だけでなく窒素酸化物（NOX）排出削減戦略も規定した。これも二段階により構成され、第一段階にあたる1996年から1999年の間は一年当たり40万トンを、2000年以降にあたる第二段階では、一年当たり約120万トンを削減する、というものである。

 

 

制度設計

 

対象範囲（参加者）

二酸化硫黄排出削減は二段階方式で実施され、アメリカ大陸48州に位置する化石燃料ベースの火力発電所が対象となる。対象となる発電所からの二酸化硫黄の排出は、アメリカ全土の排出量の70％近くに達する。1995年から99年にかけて実施された第一段階では、電力発電容量が100Mwe以上で、且つ1985年の二酸化硫黄年間平均排出量が熱量投入100万Btu当たり2.5ポンド（以下＃SO2/mmBtu）以上の発電所が対象となり、これらの排出量を平均で2.5＃SO2/mmBtu以下に抑えることが義務づけられた。第二段階は2000年にスタートし、期限無しで実施されることになっている。第二段階では25Mwe以上の化石燃料ベースの火力発電所すべてに対象が広げられた。これにより基本的にはアメリカにある化石燃料ベースの火力発電所すべてが対象となった。

 

取引プログラムの種類

キャップ・アンド・トレード（cap-and-trade）プログラム

 

導入

二酸化硫黄取引プログラムは1995年に発効した。

 

単位

二酸化硫黄取引プログラムの単位は「二酸化硫黄排出割当（SO2 Allowance）」であり、排出割当保有者には特定年に一単位当たり1トンの二酸化硫黄を排出する権利が与えられる。

 

排出割当の割り当て

第一段階において、二酸化硫黄排出割合の高いすべての大規模発電所（脚注3参照）に対して排出割当が発行された。この排出割当は1985年から1987年（ベースライン）の平均熱量投入に目標排出割合である2.5＃SO2/ｍｍBtuを掛けたものに相当する。第二段階においては25Mwe以上の発電規模を持つすべての発電所に排出割当が与えられ、排出割当はベースラインの熱量投入に第二段階の目標排出割合である1.2＃SO2/mmBtuまたはその施設の85年度の実際の排出割合を掛けたものに相当する。第二段階の排出割当の総量は、二酸化硫黄の排出の上限にあたる約890万トンと設定されている。排出割当は取引プログラムに参加するすべての参加者間で自由に取引することができる。

 

新規に建設された施設には排出割当は発行されないため、新規施設は既存の施設から排出割当を購入しなければならない。常時取引されている排出権取引市場での売買に加えて、環境保護省（EPA: Environmental Protection Agency）が年１回のオークションおよび直接売却を行うので、そこから購入することもできる。オークションは排出権市場に価格シグナルを送ることと電力会社やその他市場参加者に排出権購入の追加的な機会を与えることを目的としている。直接売却は排出権を1500ドルの固定価格（インフレ調整あり）で提供し、独立系発電事業者（IPP: Independent Power Producers）が新しい施設を建設したり運営する際に、必要な排出権を購入する優先権を与えるものである。

 

監視と執行

排出権所有者は年末日から30日以内にその前年の二酸化硫黄排出量をカバーするのに充分な量の排出割当を環境保護省に提出しなければならない。排出上限超過分をカバーするための排出権を排出権市場で購入しなかった者には、超過二酸化硫黄1トン毎に2千ドルの罰金が強制的に科され、超過分と同量の削減が次の年の排出削減実績から相殺される。

 

酸性雨プログラムの対象である二酸化硫黄発生源の所有者及び運営者は、排出源におけるすべての関連設備に「継続的排出量監視システム（CEMS: Continuous Emissions Monitoring System）」を導入、認証、稼動することが義務付けられている。継続的排出量監視システムは毎時の排出量を追跡するものであり、各四半期毎にアメリカ環境保護省に報告される。正確、完全で、整合的な排出測定データは、市場ベースの排出権システムと排出削減目標の達成の整合性を保つ上での基本的要件となっている。

 

排出割当取引と排出割当口座の状態は環境保護省の「排出割当追跡システム（ATS: Allowance Tracking System）」により追跡される。排出割当追跡システムのデータを利用して、環境保護省は排出制限が守られているかどうかをチェックする。どんな団体でも排出割当追跡システム上に口座を開設することが可能で、各口座は取引された排出割当のシリアル番号、各施設の口座残高、口座代表者の名前などの情報を含む。排出割当追跡システムは、環境保護省と各発電所間でのデータの流れを早くし、効率的な排出権取引システムの発達を促進するものである。

 

預け入れと借り入れ

未利用の排出割当を将来年における利用のため預け入れることは認められている。しかしながら、現在の遵守義務達成のために将来年から排出割当を借り入れることはできない。

 

追加的な情報

酸性雨プログラムは遵守のための各種の選択肢を認めている。発電所は、よりクリーンな燃料をの利用や、エネルギー生産の一部を二酸化硫黄排出の少ない設備にまわすこと、または電気需要全体を減らすための各種省エネルギーの実施などにより排出を削減することができる。発電所のタイプ、年数、利用燃料はさまざまであるため、1トン当たりの二酸化硫黄排出削減費用には発電所間で大きく異なる。発電所が排出権取引制度の利用により費用節減ができるのも、この排出費用の違いが発電所間に存在するからである。排出削減限界費用の高い発電設備は排出削減活動を排出権の購入で補完することにより、安い費用で排出量削減を達成することができる。また、排出削減限界費用の低い発電設備は、排出量を目標値以下に削減することにより、超過排出割当を売却することができ、追加的な利益を得ることができる。

 

二酸化硫黄プログラムは、アメリカ国内最大の排出権取引システムであるだけではなく、「代替（substitution）」と「加入（opt-in）」プログラムという２つの任意遵守プログラムを採用した最初のプログラムである。代替プログラムは第二段階の対象となる発電所設備に関して、酸性雨プログラムの第一段階に任意で参加することを認めるもので、一方加入プログラムは、非発電設備及び工業排出源に対してプログラムへの参加を認めるものである。これらは、プログラムに参加していない排出者が低費用で排出削減手段を提供できる場合、プログラム参加費用を更に下げる手段として魅力的なものである。

 

 

成果

 

環境効果

一部の人々は、汚染対策のための政策手段としての排出権取引に疑問を抱いており、彼らは、排出権取引は環境改善に効果的ではない、と主張する。しかしながら、今日までの酸性雨プログラムでの経験は、排出権取引の環境改善効果に関する疑念が全く根拠のないものであることを示している。また、その実績は、コマンド･アンド･コントロール（命令と管理）規制を用いていた時よりも優れていると思われる。アメリカ環境省による最新の中間報告書によると、二酸化硫黄プログラムの結果、二酸化硫黄に関するすべての標準的な指標は大幅に低下している。プログラム最大の年間二酸化硫黄排出削減量は、すべての関連設備が排出トン当たりのすべての費用を初めて負担しなければいけなかった年であるプログラム最初の年（1995年）に達成された。将来への預け入れが認められていたこともあって、義務付けられていた以上の排出削減が達成された。1995年の年間排出削減量は390万トンで、2001年には年間排出削減量は630万トンに達した。預け入れの効果で第二段階の最初の数年における排出量は、それらの年に割当てられた排出量の総量を上回っていた。最も適切な指標は年間削減量ではなく、1995年以来の累積削減量であり、累積削減量は337万トンと、2001年までに預け入れがなかった場合義務付けられていた累積削減量261万トンを29パーセント上回るものであった。第一段階末までに、1995年以来の実際の累積排出削減量は義務付けられた削減量の2倍にも達し、その割合は現在1倍に向けて徐々に減ってきている。１倍とは第一段階の預け入れ量がすべて利用され尽くした段階であり、この10年の後半でその段階に達するだろうと考えられる。

 

酸性雨プログラムの環境効果を測る別の側面は、遵守の程度である。いくつかの非常に小規模な新規ガス設備を除いて、すべての参加発電設備が酸性雨プログラムの規定する義務をすべての年において遵守している。遵守率ほぼ100％という記録は、さまざまな形での免除措置により、規制の適用の遅延や時には永久的な緩和がもたらされた、コマンドアンドコントロール（命令と管理）手法の下では達成されなかった。

 

排出権取引においてしばしば重要な問題点となるのが、ホット・スポット（hot spots）の形成である。ホット・スポットとは取引システムにおいて、排出がより大きな損害を与える地域から、排出による損害の小さな地域へ、排出削減が移転してしまう可能性を指す。二酸化硫黄取引における懸念は、中西部における発電所が他の地域に位置する発電所からの排出権を購入することにより、北西部などの排出による影響の小さい地域で削減が進む代わりに、中西部における排出削減が進まない、というものである。しかしながら、この酸性雨プログラムにおいて、こうした現象は見られなかった（Swift, 2000）。中西部に位置する排出源からの排出削減は、酸性雨プログラムの下で達成された総排出削減量の80％に相当する。それでも2000年の排出量の55％を中西部からの排出が占めているため排出量は依然高すぎると言えるかもしれないが、中西部の排出源が排出権取引の利用により排出削減努力を免れたとは言えない。

 

経済効率

二酸化硫黄取引プログラムの経済効率性の高さの第一の証拠として、プログラムが始まる前から既に大規模な排出権取引が始まったことが挙げられる。排出権価格は時間とともに大幅に変動している（1996年初頭の65ドルから1990年および2001年に達成した200ドル強まで）。最も初期に報告された取引で成立した価格は全く様々であったが、それらは1993年3月に実施された環境保護省の第一回オークションでの取引成立価格よりも高値であった。Ellerman（2003）は「第一回環境保護省のオークション時に排出権市場が既に成立していたとは言い難いが、第一段階が実施される約6ヶ月前の1994年半ばまでには、市場はおおよそ形成されており、単一価格の法則（the law of one price）も確立していたのではないか」と述べている。排出権は排出削減を直接代替できるため、単一価格の存在は二酸化硫黄プログラムに参加する排出源保有者に削減を増やすべきか減らすべきかの意思決定を助けるための価格シグナルを与え、排出削減の限界費用の均一化をすすめる。

 

経済効率の高さをさらに示唆する点として、第二段階が始まるにあたり設定された目標排出割合が53％削減された際に（1999年の1.85#SO2/mmBtuから2000年の0.87#SO2/mmBtuへの変更）、実際の平均排出割合は比較的小規模（-10％）でしか変わらなかったことが挙げられる。この変化が比較的小規模であったのは、預け入れ制度が利用できたからであった。1999年には375の参加設備が180万単位の排出権を預け入れていたのに対し、2000年には預けられていた排出権の利用が進んだことから預け入れの額は150万単位に減った。こうした排出権需要の時系列でのパターンは、預け入れを（確実性の下で）最適化した時の特徴である。すなわち、企業は現在の削減計画を立てる上で、将来の削減義務と排出権価格を考慮に入れる。そうすると排出権価格は利子率に応じて上昇し、排出削減量は次第に増加する。Ellermanは第一段階から第二段階への移行期において、両方の段階で対象となっている施設に関してそのような行動パターンを確認している。

 

遵守費用及び二酸化硫黄排出権取引による遵守費用削減

二酸化硫黄取引プログラムの遵守費用の厳密な事後的評価はCarlson et al. （2001）とEllerman et al. （2000）の2例しかない。両研究の酸性雨プログラムにおける遵守費用の推計結果はおおむね一致している。Ellerman et al.は1995年の遵守費用を7億2600万ドル、1996年には7億5000ドルと推計し、一方Carlson et al.は1995年を8億3200万ドル、1996年を9億1000億ドルと推計した（価格はすべて1995年実質価格表示）。これらの推計値は見かけほどはかけ離れていない。推計方法の違いから、両者の完全な比較対照は難しいが、どちらも集塵機の費用を同じ方法で取り扱っている。両者は集塵機の固定費用に関してはおおむね一致している（Ellerman et al.では3億7500万ドル、Carlson et al.では3億8200万ドル）ものの、集塵機の可変費用の推計結果が大きく異なっている（Ellerman et al.では8900万ドル、Carlson et al.では2億7400万ドル）。Carlson et al.の利用しているデータは1995年以前の集塵機の可変費用を反映するデータを用いているものであるが、第一段階で実際に利用された集塵機の性能は、予想されたよりもはるかに高いものであった。この点に関して修正すると、両者の費用推計の差は大幅に狭まる。Ellerman et al.、Carlson et al.ともに現在の市場状況を反映した2010年の遵守費用推計をしている。Carlson et al.は2010年の遵守費用を10億ドルと推計し、一方Ellerman et al.はそれより多少高い14億ドルと推計している。

 

一方、排出権取引による費用削減効果に関して、Ellerman et al.の指摘するように、実際の削減費用は集塵機の大幅な価格低下により予想より大幅に抑えられたが、これが排出権取引により誘発されたものか、それとも情報技術の発達と管理技術の発達という外生的要因によるのか判断するのは難しい。Ellerman et al.によると、コマンドアンドコントロール手法に比べた費用節減効果は、33％から67％に上ると推計した。

 

 

問題点

 

酸性雨プログラムに懐疑的な人々は、第一段階初期において排出権価格が低かったことを排出権市場の不備によるものとしている。例えば環境保護省オークションの設計のミス、割合による取引排出権の取り扱いに関する不確実性、取引障壁などが不備の例として挙げられている（Ellerman et al., 2000）。

 

Ellerman et al.（2000）は排出権価格が低かったことと、排出権価格と実際の排出削減費用の違いについて、次の二つの要素によるものとしている。

 

<!--[if !supportLists]-->1.    <!--[endif]-->1990年以降の石炭火力発電所におけるパウダー・リバー・ベイスン石炭（低硫黄石炭）へのシフトが、酸性雨プログラム遵守のために必要な排出削減義務を予想以上に軽減した。

<!--[if !supportLists]-->2.    <!--[endif]-->遵守のために導入される技術の耐用年数が一般的に長いことと、長期に渡る燃料契約は遵守期限よりはるか前に行われいるため、その時点では将来の排出権価格、燃料価格、削減費用、電力価格などはすべて不確実であったことなどによる。

 

また、排出権取引はすべての環境問題に対応することはできない。もし、ある特定の比較的独立した産業が特に有害で、地域環境を大きなリスクにさらしている場合、規制がより適切な場合もある。

 

 

脚注

 

<!--[if !supportLists]-->1.      <!--[endif]-->1990年の改正大気清浄法は窒素酸化物（NOX）を1980年レベルから200万トン削減する目標を設定し、関連する排出源（石炭火力発電所ボイラー）に年間平均窒素酸化物排出割合の上限を課した。二酸化硫黄排出削減のケースと同様、窒素酸化物プログラムも1996年と2000年に始まる二段階式で実施された。窒素酸化物プログラムで設定された基準を達成するために、各発電所はその管理下にある設備の排出割合を平均化することが認められたが、窒素酸化物排出権を発電所間で取引することは認められなかった。

<!--[if !supportLists]-->2.      <!--[endif]-->基準汚染物質は、二酸化硫黄や炭化水素といった一般的な物質で、高濃度において各種の健康被害をもたらすものである。これらは低濃度でも深刻な健康被害をもたらす、水銀や放射性核種といった危険汚染物質とは異なる。

<!--[if !supportLists]-->3.      <!--[endif]-->ここでの設備とは、改正大気汚染清浄法の402節において「化石燃料を利用した燃焼装置」と定義されているものであり、単一の発電機またはそれに付随するボイラーに相当する。100Mwe以上の発電容量を持つ設備及び二酸化硫黄排出割合が熱量投入100万Btu当たり2.5lbs以上の設備が第一段階の対象に指定された。これは110発電所における263設備に相当する。

 

 

文献

 

上記の二酸化硫黄取引プログラムに関する情報の多くは以下に挙げられた文献から抜粋された。

 

Ellerman,A.D(2003);Ex-Post Evaluation of Tradable Permits: The US SO2 Cap-and-Trade Program.

 

Ellerman, Schmalensee, Bailey, Joskow, Montero,(2000); Markets for Clean Air: The US Acid Rain Program. Cambridge University Press

 

 

役に立つ情報源

 

以下に挙げられたホームページは二酸化硫黄プログラム及びアメリカにおけるその他排出権取引プログラムに関する情報を提供している。

 

アメリカ環境保護省（US EPA）: 酸性雨プログラム（Acid Rain Program）、排出権取引（Allowance Trading）- http://www.epa.gov/docs/acidrain/overview.html#trading

 

アメリカ環境保護省: 酸性雨プログラム、プログラム概要（Program Overview）-http://www.epa.gov/docs/acidrain/overview.html

 

アメリカ環境保護省: 環境保護省における酸性雨プログラム進捗報告書（Progress Report on the EPA Acid Rain Program）, 1990年11月（November 1999） - www.epa.gov/acidrain

 

 

情報提供のお願い

 

このウェブ・サイトは、包括的かつ最新の情報を、できるだけ正確に提供することを目的としている。このトピックに関して、ここで取り上げられていない追加的情報や、研究などがあれば、下記のアドレスまでご連絡いただきたい。

 

Email: louise.dunne@ucd.ie

 

英語版最終更新日

 

2004年2月18日

Written by admin

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英語版最終更新日

 

 

背景

 

二酸化硫黄取引プログラムは、アメリカにおいて先行して行われた排出権取引プログラムの経験に基づいて構築された、排出権取引制度の一つである。この二酸化硫黄取引プログラムは、1990年に成立した改正大気清浄法（CAAA: Clean Air Act Amendments）第4編（Title IV）の中で規定された「酸性雨プログラム（Acid Rain Program）」により確立された。酸性雨プログラムは、酸化沈着物の原因物質の排出を削減するため、二酸化硫黄取引プログラムだけではなく、その他の手法も同時に規定していた（脚注1参照）。酸性雨は、二酸化硫黄と酸化窒素が大気中で反応し、硫酸及び硝酸を生成することにより発生する。アメリカにおける酸性雨の主な原因物質は石炭及び石油火力発電から排出される二酸化硫黄である（前者が大部分を占める）。1980年代に国家酸性雨評価プログラム（NAPAP: National Acid Precipitation Assessment Program）が刊行した報告書では、酸性雨の環境及び健康への影響が詳しく報告された。この報告書以前には、酸化物質の自然システムに与える劣化作用に関して、ほぼ何の対策も取られてこなかった。

 

この酸性雨プログラムにおいて採用されているアプローチは、キャップ・アンド・トレード（cap-and-trade）と呼ばれるものである。これは二酸化硫黄排出量の上限（キャップ）をトータルで設定し、これを排出権として過去の使用熱量に応じて排出者間に分配し、各排出者は他の排出者と排出権を取引する（トレード）か、または後の利用に向けて預け入れ（banking）しなければならない、というものである。排出者に課された義務は、当該年中に排出された二酸化硫黄1トン毎に、「排出割当（allowance）」と呼ばれる有効な排出権を、年末時点で保有、または返上するということのみである。排出に上限を設定し各排出施設に排出権を割り当てたことで、排出施設は二酸化硫黄の環境規制を満たすための最少費用の方法を探ることが可能になった。

 

アメリカにおける発電所からの二酸化硫黄の排出に関して、酸性雨プログラムの規定するキャップ・アンド・トレード制度は、規制中心であったそれまでの酸性雨対策からの大きな脱皮であるといえる。キャップ・アンド・トレード制度以前の規制枠組みは、1970年、1978年の立法により成立し、二酸化硫黄を含む「基準の汚染物質（criteria pollutants）」（脚注2参照）の局地的健康被害及び他の2次的影響を無くすことが目標とされた。これら法律は、排出源別の排出割合の上限を（1970年代初めの時点で）既存の施設に設定し、また新規施設には煙突から排出されるガスの脱硫化を義務付けた。これらはコマンド・アンド・コントロール（命令と管理）手法の典型的なものといえる。

 

 

目標

 

酸性雨プログラムは、湖水や流水の水質改善、大気の質及び公衆健康の改善、視界の改善、森林破壊の減少、建築物の劣化防止などを目標とする（EPA Progress Report, 6ページ）。

 

酸性雨プログラムは発電施設からの酸性雨原因物質、主に二酸化硫黄を1980年レベルから全国的に50％削減することを規定している。酸性雨プログラムの目標を達成するには、2000年までに1980年レベルから1年当たり1千万トンの二酸化硫黄の削減が必要であるとされた。発電施設からの二酸化硫黄排出量の上限は、一年当たり約9百万トンに設定され、2000年より適用される。この排出量削減は二段階方式で達成されることになっている。第一段階（1995-1999年）では、263の大型発電施設において1995年レベルから一年当たり約350万トンの排出削減が義務づけられた。第二段階（2000年以降）では、化石燃料を用いた発電施設のほぼすべてに対して年間二酸化硫黄総排出量規制が課された（アラスカ及びハワイはプログラムの対象外であった）。

 

1990年改正大気清浄法第4編において規定された酸性雨プログラムは、二酸化硫黄だけでなく窒素酸化物（NOX）排出削減戦略も規定した。これも二段階により構成され、第一段階にあたる1996年から1999年の間は一年当たり40万トンを、2000年以降にあたる第二段階では、一年当たり約120万トンを削減する、というものである。

 

 

制度設計

 

対象範囲（参加者）

二酸化硫黄排出削減は二段階方式で実施され、アメリカ大陸48州に位置する化石燃料ベースの火力発電所が対象となる。対象となる発電所からの二酸化硫黄の排出は、アメリカ全土の排出量の70％近くに達する。1995年から99年にかけて実施された第一段階では、電力発電容量が100Mwe以上で、且つ1985年の二酸化硫黄年間平均排出量が熱量投入100万Btu当たり2.5ポンド（以下＃SO2/mmBtu）以上の発電所が対象となり、これらの排出量を平均で2.5＃SO2/mmBtu以下に抑えることが義務づけられた。第二段階は2000年にスタートし、期限無しで実施されることになっている。第二段階では25Mwe以上の化石燃料ベースの火力発電所すべてに対象が広げられた。これにより基本的にはアメリカにある化石燃料ベースの火力発電所すべてが対象となった。

 

取引プログラムの種類

キャップ・アンド・トレード（cap-and-trade）プログラム

 

導入

二酸化硫黄取引プログラムは1995年に発効した。

 

単位

二酸化硫黄取引プログラムの単位は「二酸化硫黄排出割当（SO2 Allowance）」であり、排出割当保有者には特定年に一単位当たり1トンの二酸化硫黄を排出する権利が与えられる。

 

排出割当の割り当て

第一段階において、二酸化硫黄排出割合の高いすべての大規模発電所（脚注3参照）に対して排出割当が発行された。この排出割当は1985年から1987年（ベースライン）の平均熱量投入に目標排出割合である2.5＃SO2/ｍｍBtuを掛けたものに相当する。第二段階においては25Mwe以上の発電規模を持つすべての発電所に排出割当が与えられ、排出割当はベースラインの熱量投入に第二段階の目標排出割合である1.2＃SO2/mmBtuまたはその施設の85年度の実際の排出割合を掛けたものに相当する。第二段階の排出割当の総量は、二酸化硫黄の排出の上限にあたる約890万トンと設定されている。排出割当は取引プログラムに参加するすべての参加者間で自由に取引することができる。

 

新規に建設された施設には排出割当は発行されないため、新規施設は既存の施設から排出割当を購入しなければならない。常時取引されている排出権取引市場での売買に加えて、環境保護省（EPA: Environmental Protection Agency）が年１回のオークションおよび直接売却を行うので、そこから購入することもできる。オークションは排出権市場に価格シグナルを送ることと電力会社やその他市場参加者に排出権購入の追加的な機会を与えることを目的としている。直接売却は排出権を1500ドルの固定価格（インフレ調整あり）で提供し、独立系発電事業者（IPP: Independent Power Producers）が新しい施設を建設したり運営する際に、必要な排出権を購入する優先権を与えるものである。

 

監視と執行

排出権所有者は年末日から30日以内にその前年の二酸化硫黄排出量をカバーするのに充分な量の排出割当を環境保護省に提出しなければならない。排出上限超過分をカバーするための排出権を排出権市場で購入しなかった者には、超過二酸化硫黄1トン毎に2千ドルの罰金が強制的に科され、超過分と同量の削減が次の年の排出削減実績から相殺される。

 

酸性雨プログラムの対象である二酸化硫黄発生源の所有者及び運営者は、排出源におけるすべての関連設備に「継続的排出量監視システム（CEMS: Continuous Emissions Monitoring System）」を導入、認証、稼動することが義務付けられている。継続的排出量監視システムは毎時の排出量を追跡するものであり、各四半期毎にアメリカ環境保護省に報告される。正確、完全で、整合的な排出測定データは、市場ベースの排出権システムと排出削減目標の達成の整合性を保つ上での基本的要件となっている。

 

排出割当取引と排出割当口座の状態は環境保護省の「排出割当追跡システム（ATS: Allowance Tracking System）」により追跡される。排出割当追跡システムのデータを利用して、環境保護省は排出制限が守られているかどうかをチェックする。どんな団体でも排出割当追跡システム上に口座を開設することが可能で、各口座は取引された排出割当のシリアル番号、各施設の口座残高、口座代表者の名前などの情報を含む。排出割当追跡システムは、環境保護省と各発電所間でのデータの流れを早くし、効率的な排出権取引システムの発達を促進するものである。

 

預け入れと借り入れ

未利用の排出割当を将来年における利用のため預け入れることは認められている。しかしながら、現在の遵守義務達成のために将来年から排出割当を借り入れることはできない。

 

追加的な情報

酸性雨プログラムは遵守のための各種の選択肢を認めている。発電所は、よりクリーンな燃料をの利用や、エネルギー生産の一部を二酸化硫黄排出の少ない設備にまわすこと、または電気需要全体を減らすための各種省エネルギーの実施などにより排出を削減することができる。発電所のタイプ、年数、利用燃料はさまざまであるため、1トン当たりの二酸化硫黄排出削減費用には発電所間で大きく異なる。発電所が排出権取引制度の利用により費用節減ができるのも、この排出費用の違いが発電所間に存在するからである。排出削減限界費用の高い発電設備は排出削減活動を排出権の購入で補完することにより、安い費用で排出量削減を達成することができる。また、排出削減限界費用の低い発電設備は、排出量を目標値以下に削減することにより、超過排出割当を売却することができ、追加的な利益を得ることができる。

 

二酸化硫黄プログラムは、アメリカ国内最大の排出権取引システムであるだけではなく、「代替（substitution）」と「加入（opt-in）」プログラムという２つの任意遵守プログラムを採用した最初のプログラムである。代替プログラムは第二段階の対象となる発電所設備に関して、酸性雨プログラムの第一段階に任意で参加することを認めるもので、一方加入プログラムは、非発電設備及び工業排出源に対してプログラムへの参加を認めるものである。これらは、プログラムに参加していない排出者が低費用で排出削減手段を提供できる場合、プログラム参加費用を更に下げる手段として魅力的なものである。

 

 

成果

 

環境効果

一部の人々は、汚染対策のための政策手段としての排出権取引に疑問を抱いており、彼らは、排出権取引は環境改善に効果的ではない、と主張する。しかしながら、今日までの酸性雨プログラムでの経験は、排出権取引の環境改善効果に関する疑念が全く根拠のないものであることを示している。また、その実績は、コマンド･アンド･コントロール（命令と管理）規制を用いていた時よりも優れていると思われる。アメリカ環境省による最新の中間報告書によると、二酸化硫黄プログラムの結果、二酸化硫黄に関するすべての標準的な指標は大幅に低下している。プログラム最大の年間二酸化硫黄排出削減量は、すべての関連設備が排出トン当たりのすべての費用を初めて負担しなければいけなかった年であるプログラム最初の年（1995年）に達成された。将来への預け入れが認められていたこともあって、義務付けられていた以上の排出削減が達成された。1995年の年間排出削減量は390万トンで、2001年には年間排出削減量は630万トンに達した。預け入れの効果で第二段階の最初の数年における排出量は、それらの年に割当てられた排出量の総量を上回っていた。最も適切な指標は年間削減量ではなく、1995年以来の累積削減量であり、累積削減量は337万トンと、2001年までに預け入れがなかった場合義務付けられていた累積削減量261万トンを29パーセント上回るものであった。第一段階末までに、1995年以来の実際の累積排出削減量は義務付けられた削減量の2倍にも達し、その割合は現在1倍に向けて徐々に減ってきている。１倍とは第一段階の預け入れ量がすべて利用され尽くした段階であり、この10年の後半でその段階に達するだろうと考えられる。

 

酸性雨プログラムの環境効果を測る別の側面は、遵守の程度である。いくつかの非常に小規模な新規ガス設備を除いて、すべての参加発電設備が酸性雨プログラムの規定する義務をすべての年において遵守している。遵守率ほぼ100％という記録は、さまざまな形での免除措置により、規制の適用の遅延や時には永久的な緩和がもたらされた、コマンドアンドコントロール（命令と管理）手法の下では達成されなかった。

 

排出権取引においてしばしば重要な問題点となるのが、ホット・スポット（hot spots）の形成である。ホット・スポットとは取引システムにおいて、排出がより大きな損害を与える地域から、排出による損害の小さな地域へ、排出削減が移転してしまう可能性を指す。二酸化硫黄取引における懸念は、中西部における発電所が他の地域に位置する発電所からの排出権を購入することにより、北西部などの排出による影響の小さい地域で削減が進む代わりに、中西部における排出削減が進まない、というものである。しかしながら、この酸性雨プログラムにおいて、こうした現象は見られなかった（Swift, 2000）。中西部に位置する排出源からの排出削減は、酸性雨プログラムの下で達成された総排出削減量の80％に相当する。それでも2000年の排出量の55％を中西部からの排出が占めているため排出量は依然高すぎると言えるかもしれないが、中西部の排出源が排出権取引の利用により排出削減努力を免れたとは言えない。

 

経済効率

二酸化硫黄取引プログラムの経済効率性の高さの第一の証拠として、プログラムが始まる前から既に大規模な排出権取引が始まったことが挙げられる。排出権価格は時間とともに大幅に変動している（1996年初頭の65ドルから1990年および2001年に達成した200ドル強まで）。最も初期に報告された取引で成立した価格は全く様々であったが、それらは1993年3月に実施された環境保護省の第一回オークションでの取引成立価格よりも高値であった。Ellerman（2003）は「第一回環境保護省のオークション時に排出権市場が既に成立していたとは言い難いが、第一段階が実施される約6ヶ月前の1994年半ばまでには、市場はおおよそ形成されており、単一価格の法則（the law of one price）も確立していたのではないか」と述べている。排出権は排出削減を直接代替できるため、単一価格の存在は二酸化硫黄プログラムに参加する排出源保有者に削減を増やすべきか減らすべきかの意思決定を助けるための価格シグナルを与え、排出削減の限界費用の均一化をすすめる。

 

経済効率の高さをさらに示唆する点として、第二段階が始まるにあたり設定された目標排出割合が53％削減された際に（1999年の1.85#SO2/mmBtuから2000年の0.87#SO2/mmBtuへの変更）、実際の平均排出割合は比較的小規模（-10％）でしか変わらなかったことが挙げられる。この変化が比較的小規模であったのは、預け入れ制度が利用できたからであった。1999年には375の参加設備が180万単位の排出権を預け入れていたのに対し、2000年には預けられていた排出権の利用が進んだことから預け入れの額は150万単位に減った。こうした排出権需要の時系列でのパターンは、預け入れを（確実性の下で）最適化した時の特徴である。すなわち、企業は現在の削減計画を立てる上で、将来の削減義務と排出権価格を考慮に入れる。そうすると排出権価格は利子率に応じて上昇し、排出削減量は次第に増加する。Ellermanは第一段階から第二段階への移行期において、両方の段階で対象となっている施設に関してそのような行動パターンを確認している。

 

遵守費用及び二酸化硫黄排出権取引による遵守費用削減

二酸化硫黄取引プログラムの遵守費用の厳密な事後的評価はCarlson et al. （2001）とEllerman et al. （2000）の2例しかない。両研究の酸性雨プログラムにおける遵守費用の推計結果はおおむね一致している。Ellerman et al.は1995年の遵守費用を7億2600万ドル、1996年には7億5000ドルと推計し、一方Carlson et al.は1995年を8億3200万ドル、1996年を9億1000億ドルと推計した（価格はすべて1995年実質価格表示）。これらの推計値は見かけほどはかけ離れていない。推計方法の違いから、両者の完全な比較対照は難しいが、どちらも集塵機の費用を同じ方法で取り扱っている。両者は集塵機の固定費用に関してはおおむね一致している（Ellerman et al.では3億7500万ドル、Carlson et al.では3億8200万ドル）ものの、集塵機の可変費用の推計結果が大きく異なっている（Ellerman et al.では8900万ドル、Carlson et al.では2億7400万ドル）。Carlson et al.の利用しているデータは1995年以前の集塵機の可変費用を反映するデータを用いているものであるが、第一段階で実際に利用された集塵機の性能は、予想されたよりもはるかに高いものであった。この点に関して修正すると、両者の費用推計の差は大幅に狭まる。Ellerman et al.、Carlson et al.ともに現在の市場状況を反映した2010年の遵守費用推計をしている。Carlson et al.は2010年の遵守費用を10億ドルと推計し、一方Ellerman et al.はそれより多少高い14億ドルと推計している。

 

一方、排出権取引による費用削減効果に関して、Ellerman et al.の指摘するように、実際の削減費用は集塵機の大幅な価格低下により予想より大幅に抑えられたが、これが排出権取引により誘発されたものか、それとも情報技術の発達と管理技術の発達という外生的要因によるのか判断するのは難しい。Ellerman et al.によると、コマンドアンドコントロール手法に比べた費用節減効果は、33％から67％に上ると推計した。

 

 

問題点

 

酸性雨プログラムに懐疑的な人々は、第一段階初期において排出権価格が低かったことを排出権市場の不備によるものとしている。例えば環境保護省オークションの設計のミス、割合による取引排出権の取り扱いに関する不確実性、取引障壁などが不備の例として挙げられている（Ellerman et al., 2000）。

 

Ellerman et al.（2000）は排出権価格が低かったことと、排出権価格と実際の排出削減費用の違いについて、次の二つの要素によるものとしている。

 

<!--[if !supportLists]-->1.    <!--[endif]-->1990年以降の石炭火力発電所におけるパウダー・リバー・ベイスン石炭（低硫黄石炭）へのシフトが、酸性雨プログラム遵守のために必要な排出削減義務を予想以上に軽減した。

<!--[if !supportLists]-->2.    <!--[endif]-->遵守のために導入される技術の耐用年数が一般的に長いことと、長期に渡る燃料契約は遵守期限よりはるか前に行われいるため、その時点では将来の排出権価格、燃料価格、削減費用、電力価格などはすべて不確実であったことなどによる。

 

また、排出権取引はすべての環境問題に対応することはできない。もし、ある特定の比較的独立した産業が特に有害で、地域環境を大きなリスクにさらしている場合、規制がより適切な場合もある。

 

 

脚注

 

<!--[if !supportLists]-->1.      <!--[endif]-->1990年の改正大気清浄法は窒素酸化物（NOX）を1980年レベルから200万トン削減する目標を設定し、関連する排出源（石炭火力発電所ボイラー）に年間平均窒素酸化物排出割合の上限を課した。二酸化硫黄排出削減のケースと同様、窒素酸化物プログラムも1996年と2000年に始まる二段階式で実施された。窒素酸化物プログラムで設定された基準を達成するために、各発電所はその管理下にある設備の排出割合を平均化することが認められたが、窒素酸化物排出権を発電所間で取引することは認められなかった。

<!--[if !supportLists]-->2.      <!--[endif]-->基準汚染物質は、二酸化硫黄や炭化水素といった一般的な物質で、高濃度において各種の健康被害をもたらすものである。これらは低濃度でも深刻な健康被害をもたらす、水銀や放射性核種といった危険汚染物質とは異なる。

<!--[if !supportLists]-->3.      <!--[endif]-->ここでの設備とは、改正大気汚染清浄法の402節において「化石燃料を利用した燃焼装置」と定義されているものであり、単一の発電機またはそれに付随するボイラーに相当する。100Mwe以上の発電容量を持つ設備及び二酸化硫黄排出割合が熱量投入100万Btu当たり2.5lbs以上の設備が第一段階の対象に指定された。これは110発電所における263設備に相当する。

 

 

文献

 

上記の二酸化硫黄取引プログラムに関する情報の多くは以下に挙げられた文献から抜粋された。

 

Ellerman,A.D(2003);Ex-Post Evaluation of Tradable Permits: The US SO2 Cap-and-Trade Program.

 

Ellerman, Schmalensee, Bailey, Joskow, Montero,(2000); Markets for Clean Air: The US Acid Rain Program. Cambridge University Press

 

 

役に立つ情報源

 

以下に挙げられたホームページは二酸化硫黄プログラム及びアメリカにおけるその他排出権取引プログラムに関する情報を提供している。

 

アメリカ環境保護省（US EPA）: 酸性雨プログラム（Acid Rain Program）、排出権取引（Allowance Trading）- http://www.epa.gov/docs/acidrain/overview.html#trading

 

アメリカ環境保護省: 酸性雨プログラム、プログラム概要（Program Overview）-http://www.epa.gov/docs/acidrain/overview.html

 

アメリカ環境保護省: 環境保護省における酸性雨プログラム進捗報告書（Progress Report on the EPA Acid Rain Program）, 1990年11月（November 1999） - www.epa.gov/acidrain

 

 

情報提供のお願い

 

このウェブ・サイトは、包括的かつ最新の情報を、できるだけ正確に提供することを目的としている。このトピックに関して、ここで取り上げられていない追加的情報や、研究などがあれば、下記のアドレスまでご連絡いただきたい。

 

Email: louise.dunne@ucd.ie

 

英語版最終更新日

 

2004年2月18日


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