Local low carbon development initiatives in Fukushima

Gomi Kei National Institute for Environmental Studies, Japan (NIES)2015/Jan/23AIM International Workshop @NIES

Toward Local Society Design

Planning of relatively small municipality

Population decrease and aged society

Employment

Energy

2

Shinchi town (新地町)

A small town in Tohoku

North most of Fukushima’s coastal region.

50km north of Fukushima-daiichi power plant

50km south from Sendai city

3

Tokyo

SendaiShinchi

2011. 3. 11

4

116 were killed

2011.3.11

5

Recovery? 2014. Feb

6

Even without Tsunami,

7

Population decrease Aged society

Employment Agriculture

LNG facility

8

JAPEX (Japan Petroleum Exploration Co. Ltd.)Operation: From 2018Investment: 60Bill. Yen Employment for construction: 1000

Modeling

How much alternative scenarios can enhance its activity level

Describe effects and interaction of : Industry policies Residence policies Transport policies Energy policies Family and welfare policies

Least data requirement9

Family and Welfare PolicyIndustry Policy

Residential and Transport

Policy

Employment Policy

North Hamado-ri Snapshot Model

10

pIndustrial

output

CommutingEmployment

Population

Share of residence

Age composition

Labor participation

Consumption

Labor productivity

Employment(outside)

North Hamado-ri Snapshot Model

11

Age composition

Household size

Household

( )

Vehicle ownership

(household)

Vehicle ownership

of industriesVehicle number

Transport demand Energy service

demand

p gTrip generationpTrip distance g

Energy service demand

generation

( )Value added

(BI) ( )Value added

(NBI)

p yLabor

productivityShare of residence

Commuting matrix

Value added rate of NBI

Employment

Population

p pLabor

participation

( )Employment (commercial)

gEnergy service demand

generation

gEndogenous

gExogenous( )Employment

(outside)

BI: Basic industry NBI: Non-basic industry

Basic Data

Population & Household Commuting pattern Value added Energy demand

12

Commuting from Shinchi (2010)

13

Sendai

Soma

Minami Soma

Sen-nan+

Other Fukushima

Other Miyagi

1860

259

1086

39

436

173

10

Other18

52%commutes to

outside

Shinchi

Commuting to Shinchi (2010)

14

1860

224

782

38

19

23

4 436

41%commutes

from outside

Sendai

Shinchi

Soma

Minami Soma

Sen-nan+

Other Fukushima

Other Miyagi

Other

Four Scenarios

15

BaU

LNG

Industry

Eco-industry

LNG

LNG New Industries

LNG New Industries

Eco-Ind.

Agri. dev.

Agri. dev. 6th Ind.

Local emp.

Local emp.

Local emp. Residence

Residence

Industry Residence Agriculture

New Industries

Agri. dev.Residence

Projection of 4 scenarios

16

0

10

20

30

40

50

60

70

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Bill. Yen

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Popu

latio

nEco-IndustryIndustry

LNGBaU

Popu

latio

nG

RP

Eco-IndustryIndustryLNG

BaU

Caused by recovery from disaster.

Projection of 4 scenarios

17

0

10

20

30

40

50

60

70

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Bill. Yen

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Popu

latio

nEco-IndustryIndustry

LNGBaU

Popu

latio

nG

RP

Eco-IndustryIndustryLNG

BaU

LNG increases GRP, rather than

population

Energy & CO2

18

By Dr. Shiraki (NIES)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

［kt-CO

2］

［TJ］

農林漁業 建設鉱業 家庭

業務 製造業 CO2排出量

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

［kt-CO

2］

[TJ］

農林漁業 建設鉱業 家庭

業務 製造業 CO2排出量

BaU Eco-industry

AGRCOM

CSTMNF

RESCO2 emissions

AGRCOM

CSTMNF

RESCO2 emissions

Energy & CO2

19

By Dr. Shiraki (NIES)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

［kt-CO

2］

［TJ］

農林漁業 建設鉱業 家庭

業務 製造業 CO2排出量

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

［kt-CO

2］

[TJ］

農林漁業 建設鉱業 家庭

業務 製造業 CO2排出量

BaU Eco-industry

AGRCOM

CSTMNF

RESCO2 emissions

AGRCOM

CSTMNF

RESCO2 emissions

From the scenarios to the programs

20

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

Gap

Short term

Long term

Mid term

Appendix

21

North-Hamadori Snapshot Model

22

世帯数車両

保有台数車両

走行距離 内生変数 外生変数エネルギーサービス需要(家庭・業務)

産業生産額

就業者数

,, , / i ri r i rL VA LP

,,

,

,

( )

( )

nb rr aa

i r

b r

P VAP for i nbVA

VA for i b

, ,, , ,i s ri r i s rL RS CM

, ,, , ,,

/ s s r s ai s r s ai r r

CM LPR Lout PC P

人口

通勤者数

純移動

出生率

生残率

移動調整前人口

農業・製造業等

商業・サービス業等

商業・サービス業等

農業・製造業等

町内→町外町内→町内

町外→町内

前期人口

居住人口

350 300 250 200 150 100 50 0 50 100 150 200 250 300

00_0405_0910_1415_1920_2425_2930_3435_3940_4445_4950_5455_5960_6465_6970_7475_7980_84

85_Over

女性 男性

産業の労働需要から雇用を求める

人口に見合う生産額を求める

産業誘致・農業振興施策等から想定する

町外への通勤、町外からの通勤を含む通勤パターンを推計する

雇用と前期の人口、出生・死亡要因から居住人口を求める

NHSMの定式化

23

,, , / i ri r i rL VA LP

,,

,

,

( )

( )

nb rr aa

i r

b r

P VAP for i nbVA

VA for i b

, ,, , ,i s ri r i s rL RS CM

, ,, , ,,

/ s s r s ai s r s ai r r

CM LPR Lout PC P

11

, ,

( 0)

( 0)t-1,s,at-1,s,a

t s a t-1,s,at-1,s,aa

P SVR for aP P BR for a

, , ,s a s a s aP P NM

, / ss a sa

P HS HHD

, ,s ps s pHHD VOW VH

,, ,r fi r r fi

VA VOW VH

,,, ,s cs cs c s cVH TG TD VKT

,

,,

, ,

,

,

( )

( )

( )( )

s res,esvs

s com,esvt sts eds esv

pas s

c s

HHD ESVG for eds res

L ESVG for eds comESVD

VA for eds pasVKT for eds c

内生変数 VAnb,r: 地域 r の非基盤産業 nb の付加価値 [億円] Li,r: 地域 r で産業 i に就業する就業者数 [人] CMi,s,r: 地域 s に住み地域 r で産業 i に就業する就業者数(通勤マトリクス)[人] Ps,a: 地域 s に住む年齢 a の人口[人] Pt-1,s,a-1: 前期に地域 s に住んでいた年齢 a-1 の人口[人] P’s,a: 前期人口から求めた移動考慮前の地域 s に住む年齢 a の人口[人] NMs,a: 当期において地域 s に住む年齢 a の者の前期からの純移動[人] HHDs: 地域 s の世帯数 [世帯] VHs,c: 地域 s の車両 c の保有台数[台] VKTs,c: 地域 s の車両 c の走行距離 [台 km] ESVDs,eds,esv: 地域 s のエネルギー需要部門 edsにおけるエネルギーサービス esvのエネルギーサービス需要 (単位はエネルギーサービスによって異なる) 外生変数

VA______

b,r: 地域 r の基盤産業 b の付加価値 [億円] LP______

i,r: 地域 r の産業 i の付加価値労働生産性 [億円/人] RS______

i,s,r:地域 r で産業 i に就業する就業者のうち地域 s の居住地域構成比[-] Lout_________

s,r: 地域 r に住み域外の地域 s で就業する就業者数[人] VAP_________

nb,r: 地域 r の常住人口一人当たりの非基盤産業 nb の付加価値 [億円/人] LPR________

s: 地域 s に住む者の就業率[-] PC______

s,a: 地域 s に住む者のうち年齢 a の年齢構成比[-] SVR________

t-1,s,a-1: 前期に地域 s に住んでいた年齢 a-1 の者の生残率[-] BR______

t-1,s,a-1: 前期に地域 s に住んでいた年齢 a-1 の者の出生率[-] HS______

s: 地域 s の平均世帯人員[人/世帯] VOW__________

s,p: 地域 s の車両(乗用)p の世帯当たり保有台数[台/世帯] VOW__________

r,f: 地域 r の車両(貨物用)f の全産業付加価値当たり保有台数[台/世帯] TG______

s,c: 地域 s の車両 c の年間トリップ数 [-] TD______

s,c: 地域 s の車両 c の平均トリップ長 [km] ESVG____________

s,eds,esv: 地域 s のエネルギー需要部門 eds におけるエネルギーサービス esv のエネルギーサービス需要原

単位 (単位はエネルギー需要部門およびエネルギーサービスによって異なる) 添え字 t: 年(式(5)を除いて全ての式の全ての変数に添えられる。表記を簡略化するため省略) r, s: 地域 I: 産業の集合 i : 産業 (i∈I) b: 基盤産業(b∈I) nb: 非基盤産業(nb∈I, b∧nb=φ ) com: 業務部門に属する産業(com∈I) pas: 第一次・第二次産業(pas∈I, com∧pas=φ) a: 年齢