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Hotな地球を救えるか？
〜落ちこぼれでもわかる環境経済
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第八回
11月号 石油はいつ枯渇するか？〜再生不可能資源の経済学
あなたは、都心にマンションを所有しています。立地が好条件のため、現在、不動産会社から1億円で売却してほしいとの提示を受けています。もし、ここであなたがマンションを売却すれば、１億円を手にしてこれを銀行に預けることで利子が付きます。銀行が１０％の利子（現在はこんなに景気の良いことはなく残念ですが、ここでは分かりやすく高利率としましょう。）をつけるとすれば、翌年には、１億1000万円になります。
あなたは、今年はマンションを売却しないことにしました。不動産会社は、翌年、１億1200万の提示をしてきました。銀行に預けておくより、よりよい取引が出来ることになります。もちろん、不動産会社が１億800万の提示であれば、先にマンションを売却しておいた方が、得だった、ということになります。
石油会社はこのような取引を毎日行っているようなものだと言うことが出来ます。｢都心のマンション｣を｢石油１００バレル｣と置き換えると、会社は、石油をいつ採掘するかの決定をしなければなりません。
大昔の木々が化石化してできた石油や石炭は地上に掘り出され、様々な用途のために加工され使用されることにより、私たちの生活を潤しています。これらが、市場に取り出された時点で価格が決定され市場で取引されます。同じ石油１トンをとってみても、今取り出して市場で販売するのと、１年後、５年後に販売するのでは、価値が異なってきます。
おまけに、私たちは、化石燃料はその埋蔵量を知ることが出来ません。さらに現在は、その化石燃料を使用することによって、二酸化炭素を増やし続けています。一体、どれくらいの量をいつ採取し使用するのが最適だと言えるのでしょうか。
今回は、再生不可能資源について詳しく見てみましょう。
● 資源経済学〜再生可能資源と再生不可能資源
経済システムにおいては、自然環境から原材料・エネルギーを取り出し、市場において、生産・消費という過程を経て、最終的には自然環境へ残留物として廃棄されます。
リサイクルという過程では、残留物に再び価値を与え（多くはさらなる原材料・エネルギーを投入して）市場へと戻っていきますが、これは、市場にとどまる時間を長くする手段であり、基本的には、最終的に廃棄物となり、自然環境へ排出されます。
環境経済学においては、市場における生産・消費、そしてその後の廃棄物が自然環境に与える影響について考察し、その情報を市場へと還元していきます。
経済システムにおいては、自然環境から原材料・エネルギーを取り出すという作業も大きな役割を持ち、取り出された資源が最終的には全て再び廃棄物として自然環境へ放出されることを考えると、この部分が非常に大切になってきます。この部分については、特に「資源経済学(natural resource economics)」と呼ばれます。
経済学において、自然資源は特別な生産要素として扱われますが、実際には資本とよく似た特徴を持っています。資本とは、人の手によって作られた生産手段、つまり、機械、施設、道具、倉庫、原材料、運送・配達の機関などを指します。自然資源はそれを利用するためには、自然環境から取り出され、加工されなければなりません。
たとえば、銅はそれ自身では価値を持たず、加工されて銅貨や銅線になって初めて商品になります。木々は木材として切り出され、魚は海で捕獲されることによって商品になります。森林そのものや海にいる魚そのものは市場で商品にはなりません。資本と同様に、労働力のような他の要素を投入してやらなければ消費財にはならないわけです。
時間が重要な要素だという点でも、資本とよく似ています。森林や魚、鉱石などは、長期間にわたって、資源を供給できます。
時間を軸にすれば、自然資源を、再生可能資源(renewable resource)と再生不可能資源(non-renewable resource)とに分けることができます。
再生可能資源とは、魚や森林などのような生物的な資源であり、再生不可能資源とは、一旦利用されると永久的に失われてしまう資源で、石油や石炭、鉱物資源などが挙げられます。しかし、実際には、再生可能資源と再生不可能資源を厳密に分けることは困難です。再生されないけれども常に補充される太陽エネルギーや、補充はされるものの使用に比べて補充時間が長くかかるために再生不可能な状態になる地下水のような資源もあります。
化石燃料においては百万年単位というスケールで考えれば、再生可能ともいえますし、反対に、森林や魚、太陽エネルギー、水・大気などは再生可能とは言え、不適切な管理によって再生不可能になり得ます。何百年、何万年という長期間で考えれば、全てが再生可能資源と言うこともできます。
資源経済学が注目されるのは、自然資源が他の資源と異なっており、一時期の静的状況だけで分析することができない、という理由にもよります。自然資源は、いつ、どれくらいの量を採取するかによって利益が異なってきます。最適な分配が可能になるためには、時間軸を考慮した経済的な動的状況を分析することが必要となります。
● 時間選好（time preference）
ここに１００万円あります。宝くじで大当たりしたあなたに、これを手にする権利があります。換金期間は今日から一年間。今日、このお金を手にするのと、明日、手にするのとでは、どちらが得だと思いますか？
今日だろうが、明日だろうが、大して変わらないとお思いかもしれませんが、これが、今日と１年後の今日、もしくは１０年後の今日と考えてみたらどうでしょう。
楽しみを後に取っておきたい、と思えば１年後、１０年後にもらうのも悪くはないかもしれません。しかし、経済学的には、もらった１００万円を銀行に預けておくことにより、利子が付きます。低金利の今の時代であっても、１００万円が減ることはありません。1円でも２円でも増えるはずです。つまり、今日の１００万円と明日の１００万円では実質的には価値が異なるのです。米国では、通常、半月分の給料２回に分けて振り込まれます。このほうが、サラリーマンにとっては、得だと言えますね。
人にとって、時間とは重要な要素であり、将来よりも現在の便益に興味を持ちます。逆に費用については、現在よりも将来に持ち越すことを好みます。給料日は早いほうがいいが、借金の取立ては遅いほうがいいわけです。これを時間選好（time preference）といいます。
● 割引（discount）
この時間選好は、長期間における経済的な動きを考えたときに、割引（discount）という現象をもたらします。割引とは複利の裏返しと考えると分かりやすいでしょう。
複利とは、元金が利子によって育っていくということです。元金V円、利子率がｒだとすると、１年後の所持金V（１）は、
V（１）＝ V ＋ V×r ＝ （１＋ｒ）V
となります。２年後には、利子にも利子が付きますので、
V（２）＝ （１＋ｒ）V(１) ＝（１＋ｒ）×（１＋ｒ）V ＝ （１＋ｒ）＾２
V
t年後であれば、
V（t）＝（１＋ｒ）＾t V
の価値となります。これは、図２のように示され利子率がｒで不変であれば、元金は指数関数的に増えていきます。
逆にｒ年後のV円の現在における価値（現在価値）は、
V ／ ｛（１＋ｒ）＾t ｝
となります。
冒頭の宝くじの例を見てみましょう。宝くじを即座に換金し、100万円を年５％の利子率で10年間投資をすると163万円になります。１０年後に100万円もらうよりは、はるかに得だといえます。
では、逆に10年後に100万円にするには、現在、いくら手元にあればいいのでしょうか。100万円／｛（1.05）＾10｝ ＝ 61万円を投資すればいいわけです。つまり10年後の100万円の現在価値は61万円となります。このときの年５％は割引率（discount rate）といいます。
また、資本は生産的であり、現在の100万円が投資によって将来に100万円以上の価値の財やサービスを生み出します。このことからも、将来より現在の100万円のほうが価値が高いといえます。
● 割引が環境に与える影響
割引は将来の価値を低く見積もりという意味では、環境に関してはあまり良くない影響を与えます。例えば、環境破壊が将来起こると予想される場合に、その被害額が試算されます。100年後に50億円の被害が起こると試算された場合の現在価値は、割引率が８％だとすると50億円／（1.08）100＝0.023億円 つまりたった230万円となってしまい、かなり低く見積もられてしまうからです。
また、反対に二酸化炭素減少のため森林を増やすことによって100年後に50億円の便益があったとしても、それも現在価値では230万円の便益しかないことになります。
この時間を考慮した場合の割引という現象は、自然資源の利用においても大きく影響してきます。
ちょっと一休み「はやりのリサイクルショップ」
私ごとですが、最近、長年の住まいを移すことになり、古くなった家具や絨毯、電化製品、タイヤなどの不用品を処分することになりました。まだまだ使用に耐えるものでも新しい住まいには不適なものは、リサイクルショップに処分を依頼しました。近年、リサイクルショップが大流行のようで様々なものを取り扱っています。
家具を扱ういくつかの会社もすぐに探し出すことができました。いくつかの家具の中で一番高く売れると踏んでいた大きな下駄箱は、無料でしか引き取れないと言われ、がっかりしましたが、引越しの忙しい最中、電話一本で即、回収に来てもらえたのには非常に助かりました。
リサイクルショップの中でも、私が最近注目しているのは着物です。着物ブームも相まって昭和３０年代から４０年代の着物が、各家庭の桐ダンスの中からリサイクル着物店の店頭へとその場所を移しつつあります。まだ、一度も手の通されていないものも数多くあります。欲しい着物を安価で手に入れられるのは非常に嬉しいことですが、本当にいい着物かどうかは、自分の目を信じるしかありません。
まだまだ使える家具を売却し、欲しい着物を安価で手に入れる。環境にもやさしいリサイクルショップめぐりが新しい週末の楽しみになりました。しぶしぶ手放した下駄箱が、翌日１万円で店頭にて売られているのを見て、｢やられたー！！｣と思うのはまだまだリサイクル初心者だからかもしれません。
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● 再生不可能資源の枯渇
再生不可能資源がどのような速さで採掘され、そのペースがどのように変化して、最終的に枯渇していくのか。どういったシナリオが、社会的に最適な採掘となるのかを、グレイ（L.C.Gray）の例でみてみましょう。
グレイは、単純なモデルで分析するために、いくつかの仮定をしています。まず、市場価格は時間とともに変化しないこと。採掘者は埋蔵量がいくらかが分かっていること。自然資源は、すべて均一な品質であること。そして、採掘費用は、残りの資源の量に由来すること、の４つの仮定です。
ある銅採掘会社を例にとってみましょう。銅採掘会社は、製造業と同様に、銅から得られる利益が最大になるように採掘を行います。採掘量は、売り上げから費用を差し引いた純利益が最大になるように決められます。費用は、資源の量に由来するので、資源がたくさんある場合は、安く済みますが、残りが少なくなるにつれて、多くの費用がかかります。しかし、市場の価格は同じです。
ここで、事例をさらに簡単にするために、今年と翌年の２年で埋蔵している全ての銅を採掘することにします。銅採掘会社は、今年と来年にそれぞれ何トン採掘するかを決定します。
図中の二本の曲線はそれぞれ、限界費用曲線（MC）、平均費用曲線（AC）を示しています。縦軸は価格、横軸は採掘量ｑトンです。市場における銅の価格は横線ｐ円で示されています。今年の採掘量はｑ(0)、来年の採掘量はｑ(T)とします。Tは、採掘が終了することを意味しています。
図中のRはレント（rent）と呼ばれ、銅の価格ｐから限界費用MCを差し引いたもので、地中の資源価格を示します。限界費用曲線と銅の埋蔵量が決まると、今年と来年の最適な採掘量が決定されます。採掘会社は、レントを今年と来年とで常に同じ価値（現在価値）に保つように、採取量を決定すると利益を最大化することができます。つまり、割引率をｒとすると、
R(０) ＝ R(T)／(１＋ｒ) ・・・（式１）
となるように、ｑ(０)を決定すればいいわけです。式１は、書き換えると、
R(T)／R(０) ＝ １＋ｒ ・・・（式２）
になります。もし、レントの上昇率（式２の左辺）が割引率（式２の右辺）より大きかったら、会社は、今年資源を採掘するよりも、来年採掘したほうが価値があがるため、利益を多く得られます。逆に、レントの上昇率が割引率より小さかったら、今年に採掘し尽くしてそれを投資したほうが、利益があがります。２年にわたって効率的に採掘を行おうとするならば、レントの上昇率と利子率が同じになるように、採掘量を決めてやればいいわけです。
● 石油はいつ枯渇するのか？〜再生不可能資源の希少性
石油や石炭、鉱物資源などの再生不可能資源はその量が限られており希少性があります。石油ショックのあった1970年代には、２１世紀までに石油が枯渇するといわれていました。当時、分かっていた埋蔵量と指数関数的な経済の成長を照らし合わせると、当然そうした結果が導かれたはずです。しかし現在でも、今でも石油に頼った生活は変わっていませんし、３０年前より、さらに石油に頼った生活をしています。これは一体どうしてでしょうか。
再生不可能資源の希少性については、地質学的にある程度予測することができますが、これは随時、修正され続けています。地中に資源が埋蔵されていることが確実であっても、これらすべてが利用可能なわけではありません。量的な視点からみれば、採掘の容易な資源を掘り尽くしてしまえば、当然、深い地層部分のような採掘するのに莫大な費用がかかる地域しか残らないことになりますし、質的な視点からみれば、良質な資源を最初に採掘してしまえば、残りの資源の精製に費用がかさむことになります。資源があっても、費用と利益を計算すると採算が合わず、採掘不可能な資源もあります。
さらに、存在してはいるもののまだ発見されていない未知な資源もあります。しかし、採掘の技術の革新や、政治的・経済的事情による資源価格の上昇、新しい資源の発見などにより、絶え間なくその価値は変化していくため、利用可能資源の量が絶えず再評価されるわけです。
結局は、再生不可能資源の希少性については不確実性が高く、資源の採取量は割引率のような経済的事情や世界の政治的事情により大きく変化します。
● 新エネルギーへの投資
資源利用においては、人々はもっと根本的な問題へと視点を移していくでしょう。現在のような石油依存の生活スタイルによって大きな環境問題を引き起こしていることを考えると、無公害のエネルギー利用が注目されることは自然なことです。
風力、地熱発電、太陽光発電など様々なエネルギー候補の中で、最近特に脚光を浴びているのは燃料電池です。これは、天然ガス等からとりだした水素を燃やしてエネルギーにする方法で、燃焼の結果、生成されるのは水のみです。燃料電池はまだまだ高価であるため、広く実用化される段階ではありません。
しかし、多くの投資が行われ次世代のエネルギーとして注目されれば、コストダウンされるでしょう。こういった投資による技術革新が起これば、石油のような再生不可能資源の市場における価値は下がってきます。こういった技術革新もまた、再生不可能資源の利用に大きく影響を与えているわけです。
● 持続可能な資源利用
再生不可能資源の利用においては、埋蔵量・採掘費用・市場における資源価格・割引率など様々な要素が、異なる時間軸、つまり異時点間（intertemporal）で複雑に関係しています。現在の資源利用と、将来における資源利用はトレード・オフの関係にあり、両者を同時に満たすことはできません。将来の世代を支えるためには、異時点間における資源利用の決定は、長期的に効果的にされるべきだということになります。
異時点間の問題は、再生不可能資源だけではなく多くの環境問題にもあてはまります。産業革命以後、化石燃料の燃焼により多量に排出され続けた二酸化炭素は、その濃度を急激に上昇させています。海や大気、地球上の光合成生物が柔軟に対応してきた自然能力を勢いよく超えてしまったのです。二酸化炭素に限らず、人間の経済活動における廃棄物を地球が自然浄化してきたという地球の同化能力は大切な資源です。この資源が今まさに枯渇へと進み始めています。
地球の同化能力は再生不可能資源ではありません。適切な使用により持続可能な再生可能資源です。次回は、この再生可能資源について、持続可能な資源の利用方法についてみてみましょう。
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参考図書
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Field, B.C. and M.K. Field, Environmental Economics; An Introduction. Thied edition ed. 2002: McGraw-Hill Irwin.
(邦訳)バリー・Ｃ・フィールド 『環境経済学入門』，秋田次郎，猪瀬秀博，藤井秀昭訳，日本評論社，2002年．
- Gray, L.C., Rent under the assumption of exhaustibility. Quarterly Journal of Economics, 1914. 28: p. 466-489.
- Hanley, N., J.F. Shogren, and B. White, Environmental Economics in Theory and Practice. 1997: Oxford University Press.
- Hartwick, J.M. and N.D. Olewiler, The Economics of Natural Resource Use. 1986, New York: Harper Collins.
- Hotelling, H., The Economics of Exhaustible Resources. Journal of Political Economy, 1931. 39: p. 137-175.
-
Turner, K., D. Pearce, and I. Bateman, Environmental Ecomics: An Elementary Introduction. First Edition ed. 1994.
(邦訳) Ｒ．Ｋ．ターナー，Ｄ．ピアス，Ｉ．ベイトマン 『環境経済学入門』 大沼あゆみ訳,東洋経済新報社，2001年
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