透视日本开发利用新能源的战略重点

来源 :农业工程技术·新能源产业 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kxy66
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:近年来,节能技术使日本能源利用效率大幅提高,新能源开发利用出现扭亏为盈的倍增趋势,使日本经济抗风险能力大大增强,大幅降低了对传统能源的依赖。在新型能源开发与利用方面,日本主要是开发和利用核能、太阳能、风能、生物能、废弃物能、氢能以及其它一些新型能源。进入21世纪以来,日本为适应世界政治格局、经济结构、社会环境的变化,推出了《能源基本计划》,调整了能源政策方向。
  
  日本,作为世界第二大经济体,是世界上主要能源消耗大国之一,其能源严重依赖进口。但是,近年来节能技术使日本能源利用效率大幅提高,新能源开发利用出现扭亏为盈的倍增趋势,使日本经济抗风险能力大大增强,大幅降低了对传统能源的依赖。
  
  一、日本开发利用新能源的重大意义
  
  日本常规能源极度稀缺,能源供应主要靠进口,目前能源自给率不足17%。在能源供给方面,石油占50%左右,而石油供给几乎全部靠进口;在石油进口量方面,90%来源于局势动荡的中东地区,这为日本的能源安全造成了极大压力。面对这一趋势,日本政府在以能源安全保障为中心制定新的国家能源战略的同时,基于能源问题与环境问题同时解决,确立了可持续发展的新能源战略目标。
  1.日本开发利用新能源,有利于缓解常规能源的压力。日本的矿产资源种类虽然很多,但除了作为化学肥料原料的石灰石矿、水泥之外,其他矿藏的储量和产量都很小。日本本土的石油产量很低,目前已探明的只有新口县和秋田县有少量的石油储量,仅能供给全国石油需求量的0 3%左右。煤炭的产量也不大,只有北海道、本州和九州有少量煤炭储量。煤炭自给率仅为2.8%左右。加之受自然条件的限制,相对经济社会发展对能源需求的不断增加,常规能源日趋变得紧缺。能源价格随之高涨已成为必然趋势。这为日本在追求经济持续稳定增长的同时维护能源安全供应带来了巨大的挑战。目前日本能源供给的主要特点是:核电比重大,核能发电量占发电总量近40%;过分依赖石油;能源电力化突出:水电潜力十分有限等。因此,在能源电力化方面对常规能源的依存度是很高的。而对于常规能源资源十分紧缺的日本来说。要把长期低迷的经济恢复起来,建立一个可持续发展的社会,就必须不断谋求能源的稳定供给,没有安全稳定的能源保障一切都是空谈。面对常规能源供应紧张的现实,日本不断调整自己的能源战略,积极开发新能源,扩大能源种类,如太阳能、风能、生物质能等,更新传统能源结构,研发常规能源的替代品。
  2.日本开发利用新能源,有利于减少温室气体的排放量。近年来,随着经济的持续增长,能源使用量不断增加,导致全球温室效应日趋严重。世界各国特别是经济发达国家对此尤其关注,想方设法调整自己的能源使用战略,尽量减少CO,的排放量。削减碳排放减少温室效应,防止地球变暖,不仅是一般意义上对生活质量的讨论,而且被日本认为是关系到“生死存亡”的战略安全问题。据有关资料显示,温室气体排放的大量增加将导致全球气候急剧恶化。这些气体主要是工业化过程中产生的副产品,它们引起了全球气候变暖,而且还可能给人类赖以生存的气候环境带来灾难性影响。因此,应对地球变暖,采取减少二氧化碳排放等相应的能源政策至关重要。地球变暖对日本的负面影响是严重的,甚至可能是致命的。过去100年地球平均温度上升0.6℃,日本非城市地区温度上升1℃,城市则上升2℃以上,出现了“热岛”现象。日本作为岛国,共有6800多个岛屿,随着气候变暖、海平面上升,一些岛礁可能被海水淹没,影响日本领土的保全和海洋权益。另外,《京都议定书》中规定,日本2012年要比1990年的温室气体排放量削减6%,这一目标也对日本政府形成了外部环境方面的压力。所以,日本正在极力谋求多角度、全方位的能源安全。通过多种措施努力完成环境保护任务。
  
  二、日本开发利用新能源的主要内容
  
  新能源是促进消费、增加投资、稳定出口的一个重要结合点,也是调整结构、提高国际竞争力的一个现实切入点。在新型能源开发方面。日本主要是开发和利用核能、太阳能、风能、生物能、废弃物能、氢能以及其它一些新型能源。
  1.核能。日本于20世纪60年代中期就开始利用核能。尤其是经过两次石油危机之后,为了增加能源的自给率,日本便大力开发核能,陆续在全国建立了多家核电站。目前全日本共建有核电站54座,总装机容量为4712.2万KW,是世界第三核能大国,核能占能源供给总量的15%,核能电化率近40%。但是,日本开发核能主要关注两个问题:核燃料的供应问题和开发安全问题。日本核燃料全部依赖进口,众所周知,由于核燃料的特殊性能,以及核燃料提炼的高难度,国际上对核燃料的开发利用有许多严格的限定,严格限制其使用用途。要想保证核能开发的燃料供应,除了支付巨额经济成本外,还要向本国国民和世界做出政治承诺,保证其使用用途。日本在这方面一直坚守诺言,潜心钻研核能开发,并取得了巨大发展,对本国经济的持续发展,提高本国能源的自给率起到了很大的推动作用。
  2.太阳能。日本是太阳能应用技术强国。日本太阳热能的利用,从1979年第二次石油危机后开始,1990年进入高峰期。太阳能技术日益创新,能量转换率不断提高,成本也是新能源中最低的。日本将太阳能的利用分为太阳光能和热能两种。太阳光能发电,是利用半导体硅等将光转化为电能。从2000年起,日本太阳能发电量一直居世界首位,2003年太阳能发电装机容量约为86~KW,占世界太阳能发电装机容量的49.1%,并计划到2010年达到482万KW,增加约6倍。太阳能电池是日本利用太阳能的主要技术产品之一,其光能转换率已将近20%。从过去20多年来看,其成本随着电力累计产量的成倍提高而降低到原来的82%,如果能够保持这种势头,它就能够与普通电力媲美了。在日本到处可以看到各式各样的太阳光能发电装置。同时日本政府在太阳能开发与应用方面,也不断增加财政支持。
  3.生物能。生物资源作为继风力和太阳能之后的第三种新能源正在受到越来越广泛的关注。由于主要是对自然界生物的循环利用,原材料丰富而廉价,开发成本低,而且利用潜力非常大。近几年日本在这方面进行潜心研究和规划,取得了很好的效果。生物能来源于动植物的有机体,它不会增加CO12排放量,是可再生的环保能源,其原料是垃圾、污水和植物、动物等。日本目前主要采用直接焚烧废物、造纸业排放的黑色液体和农、林、畜产排放物及生活垃圾等获取电力和热能。生物能源虽然具有减少化石燃料使用量的效果,不过能否控制CO,的排放还是个未知数。因此,日本正在将植物培育和节能技术组合在一起,从整体上控制CO,的排放。
  4.风能。目前,日本风力发电能力居世界第9位。由于日本的地理地貌优势,风力资源极其丰富。早在20世纪80年代初,日本在风能开发和利用方面就进行了研究和规 划,开发技术不断升级换代。近年来发展更快,2003年日本共有576座风车,发电量为67.8万KW,2004年发电量接近100万KW。风力发电规模的扩大,促使成本不断降低,风力发电设备的建设目前正在日本全国各地有序进行。由于日本岛国的地理位置关系,风力气流紊乱,造成输出频率不稳,使得发电设备利用率低,仅为20-30%左右。同时风力发电难于蓄存,这是当前风力发电面临的主要技术问题。为此,日本政府投入了大量资金用于技术研发。据估计,到2010年,日本面向家庭的小型风力发电机市场规模约为100亿日元,计划装机容量将增加到200万KW。
  5.废弃物发电。废弃物发电所用的废弃物,主要是城市垃圾等一般废弃物和民间产业排放出来的产业废弃物。一般废弃物的燃烧处理设施虽然在日本全国大约有近2000处之多,但目前拥有发电设备的只有约12%,不过这12%的燃烧处理设备所发电的份额却占日本废弃物发电总量的大约80%。废气物发电的原理主要是用废气物焚烧时产生的高温蒸汽,带动涡轮旋转来产生电力。这种能源具有很大的优势:它不会增加C02排放量;可获得连续稳定的电能;规模小,有利于发展分散性电源系统;发电后的余热还可用于取暖、供热水等。2003年末,日本废气物发电的设备总容量大约为155 4万KW,其中一般废弃物发电约为134.9万KW,产业废弃物发电容量约为20.5万KW,计划到2010年达到41 7万KW。到目前为止废物发电的效率只达到10%,与一般火力发电的40%相比,发电技术提高的任务还十分艰巨。
  6.氢能和燃料电池。目前,以生物制氢为代表的新制备方法也取得了很大进展。氢能主要有两种转化应用的方式,即可以以燃烧的形式在发动机中使用,也可以以化学作用的形式在燃料电池中使用。目前日本在燃料电池方面取得的成果比较显著,利用氢能的燃料电池是氢气与空气中的氧发生反应产生电流,发电效率40~60%,在热电并用系统可高达80%,而这种生电装置没有氮化物及硫化物等破坏环境的排放物,不会产生大气污染,排出的只有水。所以,燃料电池被认为是“21世纪的关键技术”。也是日本开发新能源的重中之重。日本政府为促进氢能实用化和普及,完善了汽车燃料供给制,全国各地建造了不少“加氢站”,近百辆燃料电池车已经取得牌照上路,计划到2030年,发展到1 500万辆。迄今,日本燃料电池的技术开发以及氢的制造、运输、储藏技术已基本成熟。
  7.其它方面的新能源。日本在上述各种新能源开发利用方面取得成就同时,想方设法地开发多种其它新型能源,以更新传统能源结构。比如二甲醚的开发和利用、利用浪力及潮流发电、冰雪能源的开发和利用、利用海洋温差进行发电、地热能源的开发和利用等,日本在利用自然资源开发能源方面,取得了许多创造性的技术成果,也取得了较大的经济效益和社会效益。
  
  三、日本开发利用新能源的战略举措
  
  进入21世纪以来,为适应世界政治格局、经济结构、社会环境的变化,日本于2002年颁布了《能源政策基本法》,从法律上规定政府必须制定长期、综合性的国家能源基本计划;2003年10月,日本政府以此法为依据,推出了《能源基本计划》。日本能源政策方向的调整,不仅将影响其国内能源供求结构的变化趋向,而且将影响日本对外能源战略走向。
  1.加快太阳能开发利用。日本充分利用全球气候变暖这一趋势,凭借其新能源开发技术优势,加快步伐争夺新能源开发的主导权。资源短缺的日本多年来一直积极开发核能、太阳能、风能等新能源,利用垃圾发电、地热发电、生物发电以及制作燃料电池作为新能源,尤其是对太阳能的开发利用寄予厚望。经过多年发展,太阳能在日本已逐渐普及,很多家庭都购买了太阳能发电装置。从2000年起,太阳能光伏发电、太阳能电池产量多年位居世界首位,约占世界总体产量的半壁江山。据有关权威机构透露,全球太阳能生产排名第一的日本夏普公司宣布,扩大在太阳能电池领域内的优势,计划把英国组装厂的产能提高一倍,到201 0年度将把太阳能电池销售额由目前的1600亿日元提高到5000亿日元。日本东京电力和关西电力等10家电力公司日前宣布,在2020年之前,10家电力公司将联手增设30处太阳能发电装置,发电规模为14万千瓦。其中,关西电力和九州电力公司等已经决定在2009年之前,完成发电规模4万千瓦的大规模太阳能发电装置的建设。
  2.新能源开发多样化。一是大力推进利用太阳能发电的“新阳光计划”。日本开始实施“阳光计划”起因于1973年的第一次石油危机,将所有能源与新技术的开发和实用化包括在内。它的主要特点是对技术开发进行财政支援,对新能源消费者实施“直补”政策。从2006年度开始,日本环境省实施“太阳作战”计划,对家庭用户的太阳能发电设备以削减二氧化碳排放为目标,通过发放补贴大规模而有系统地推动太阳能发电产业。二是以政策法规激励新能源发展。日本以前每年家畜排泄物为9100万吨,食品废弃物为2000万吨,给环境带来沉重的负担,根据有关法律到2004年月11月家畜排泄物禁止露天堆放,到2006年排出生鲜垃圾的单位要减少20%,同时对排出的垃圾有义务进行循环利用。在政策法规框定下,生物发电在日本悄然兴起。三是围绕日本的新能源战略正在形成诸多相关产业。仅在太阳能发电产业领域内,就有硅片、太阳能电池制造、光玻璃原材料、变流器以及架台等周边产业,此外还有住宅厂家、一些电器设施店等。每一个产业一方面既从中受益,另一方面又都是整个日本新能源战略的细节支点。
  3.实施能源外交政策。能源战略问题关系到国家安全,日本为了维护自己的长远利益,为了在未来的能源格局中处于主导地位,采取了一系列手段,包括外交策略。日本的对外能源政策包括两个方面:一方面是保障中东地区的石油供给。中东地区在日本实施新能源战略中具有举足轻重的地位,目前日本每年从中东进口的石油占总进口量的88%。日本非常重视同中东产油国的经济合作,在政策取向上基本与美国保持一致。2000年,日本获得了伊朗阿扎德干油田的优先谈判权并于2004年达成了协议,即日本投资15亿美元获得了阿扎德干油田的独立开采权。该油田每年的产油量相当于其原油进口量的10%左右。另一方面是开辟新的能源供给渠道。日本计划把本国公司在海外开采的石油量提高到进口总量的30%。在这一原则的指导下,日本一些石油公司纷纷到国外开采石油。目前,日本已在科威特、阿联酋、印尼等国拥有12个油田的开采权,有力地保证了日本国内的石油和天然气需求
  4.协同搞好能源储备。历届日本政府都非常注重战略物资的储备,而石油储备是重中之重。1975年日本通过了《石油储备法》,正式建立了石油储备制度。法律规定,日本所有从事进口石油提炼、批发的企业必须储备90天所需的石油或石油制品。同时,必须定时向政府有关部门报告石油及制品的储备量情况。相关企业如果没有达到法定储备数量,有关方面就会发布通告,勒令达到最低储备量标准,否则,将采取制裁措施。除要求有关企业必须储备一定量的石油外,日本政府还决定实施以国家储备为主的石油储备战略,设定的石油储备目标为3000万千升。除已建成的国家石油储备基地外,日本政府还从民间租借了21个石油储备设施,共储备石油1 700万千升。加之国家储备,总量超过了5000万千升。2003年底,日本政府拥有的石油储备量可供全国使用92天,民间的石油储备量也可供日本全国使用79天。再加上流通领域的库存,日本全国拥有的石油储备量足够全国使用半年以上。
  5.大力发展核电产业。核能发电是减少火电污染、减少石油依赖、替代燃油燃煤发电、可大规模形成产业化的新能源。核能发电已成为世界上规模越来越庞大的新兴朝阳产业,日本的核发电量已占总发电量的36%。据有关资料显示,2030年后,日本核电的发展目标是核能发电量占总发电量的30%~40%,并将用新型的轻水堆来替代现有的核电站,快堆将在2050年左右实现商业应用。另外,高放废物的处置工作将在2010年后进行。
  总之,贯彻节能政策,是日本能源安全战略的重要组成部分之一。日本政府大力发展节能、高效和高附加值的技术与产品,注重相关政策的完善;积极引进节能设备,以加速节能技术的推广,同时为各部门制订了能效标准;此外,日本政府还利用财税手段引导消费,加深消费者的节能意识。
其他文献