TFPがCO₂原単位に与える影響分析

特定研究（第六期：2024〜2028年度）
「サプライチェーンマネジメントと生産性」プロジェクト

1．研究目的

本研究は、日本の製造事業所を対象として、全要素生産性（Total Factor Productivity: TFP）の向上がCO₂排出原単位（CO₂ intensity: CI）をどのような経路を通じて改善するのかを明らかにすることを目的とした研究である。将来的により積極的な低炭素化を目指すうえで、企業や事業所の競争力や成長を捉えたTFPの向上と、CIとの関係性についてのより深い理解は、今後の低炭素化を基調とする持続可能な成長をいかに図るか、政策的、かつ学術的議論に重要なエビデンスとなる。

既存研究では、生産性の高い企業ほどCIが改善（低下）される傾向が示されている。しかし、TFPの向上によるCIの改善が、①生産1単位当たりに必要となるエネルギー量（Energy intensity：以下EI）の改善なのか、②利用するエネルギー単位あたりのCO₂排出量（CO₂ intensity of energy：CIE）の削減によるものなのかは十分に明らかにされていない。そこで本研究では、製造事業所レベルのエネルギー消費量とCO₂排出量を利用し、CI、EI、CIEそれぞれとTFPとの関係性を分析し、これまでの日本の製造業におけるTFP向上がどのような経路でCIを改善してきたのか、明らかにする試みを行った。この分析によって従来一括して扱われてきたTFP向上によるCIの改善効果（Technique effect） を、Energy-efficiency effect（TFP向上によるEIの改善効果を通じたCIの改善）とEnergy-decarbonization effect（TFP向上によるCIEの改善効果を通じたCIの改善）に区別して検証する点が本研究の主要な貢献である。

2．データ

分析には、製造事業所を対象とした複数の政府統計を接合したパネルデータを使用する。TFPは、経済産業省「工業統計調査」および「経済センサス‐活動調査」を用いて推計し、CO₂排出量には環境省「温室効果ガス排出量算定・報告・公表制度」の事業所データを使用する。エネルギー消費量には経済産業省「特定業種石油等消費統計調査」および「エネルギー消費統計調査」を使用する。これら5つの統計データを事業所ベースでマッチングし、2007から2019年間の5,193事業所からなる不均衡パネル（unbalanced panel）データを構築した。

3．主要な推計結果

本研究での主要な推計結果は表1の通りである。各被説明変数は対数変換を行った値を用いており、表1に示されたTFPの各推計係数は、TFPが1%変化した場合に、各被変数が何%変化するかを示した値と解釈できる。そのため、この推計結果からTFPが1%上昇すると、CIが約0.834%低下する傾向が示された。これに対して、CIEの係数は−0.013と極めて小さく、統計的にも有意ではない。つまりTFP向上によるCO₂排出原単位の改善のほぼすべてが、使用するエネルギーの低炭素化ではなく、生産1単位当たりのエネルギー消費量の減少、つまりはエネルギー効率の改善によって説明される。

一方で、TFPが1%向上すると出荷額は約1.004%増加する傾向が示された。そのため、TFP向上による生産規模の拡大（scale effect）がCO₂原単位改善による排出削減効果を上回り、CO₂総排出量は約0.171%増加した可能性を示している。

4．頑健性と追加分析の結果

産業別分析でも、ほとんどの産業でTFPとEIとの間に強い負の関係が確認される一方、TFPとCIEとの関係は多くの産業で統計的に有意ではなく、基本的な結果は産業間で共通した推計結果が得られた。また、内生性への対応としてTFPのラグを用いた分析や、2期ラグTFPを操作変数とするfixed effects 2SLS（Two-stage least squares）を行った。2SLSによる推定結果では、TFPが1%上昇するとCIが約0.760%、EIが約0.629%低下する。この2SLSの推計結果では、TFPとCIEとの関係性も統計的に有意な関係性が示された。しかしTFP1%の向上に対するCIEの改善効果は約−0.13%と推計され、この2SLSの推計結果においても、TFP向上によるCIの改善効果は、EIの向上に依るところが大きい結果が示された。

さらに、事業所の輸出動向、サンプルの時期別に推定した分析、事業所規模・TFP・出荷額・付加価値額による5分位グループ別の分析、バランス・パネル（Balanced panel）分析などの結果も概ね同様の推計結果が得られた。

5．結論と政策的含意

本研究の結果は、日本の製造業における生産性向上がCO₂排出原単位を大幅に改善してきたものの、その中心的なメカニズムは、エネルギー効率の改善（省エネルギーやエネルギー自体の有効活用）にあったことを示している。これは、TFP向上や一般的な生産性政策が経済成長とCO₂原単位改善を同時に実現する可能性を示す一方で、生産性向上だけでは脱炭素化に必要なエネルギー転換やCO₂排出量の削減を十分に促さない可能性も示している。

特に、TFP向上に伴う生産高の向上がCO₂排出を増加させる規模効果が、EIを通じたCO₂削減効果を上回っていることは本研究においても確認された。そのため、これまでの分析結果から製造業の脱炭素化を図りつつ持続可能な成長を実現するためには、これまでのエネルギー効率向上を中心とする低炭素対策だけでなく、燃料転換、低炭素電力の利用、再生可能エネルギー導入など、エネルギーそのものの脱炭素化を促す政策の必要性が示された。

ただし、本研究では分析期間が2007～2019年でありCOVID-19後の急速な脱炭素化が製造事業所に与えた影響を加味していないことなどの、いくつかの分析上の限界や解釈として留意すべき点もあることについては留意されたい。