亚搏体育app网站:日本震後促發新能源產業革命

日期:2019-09-06 09:36:24 作者:亚搏体育app网站

日本震後促發新能源產業革命 來源:瞭望東方周刊 更新時間:2011-10-02 20:58:49 [我要投稿]

  核電現在占日本電力供應的約四分之一,福島第一核電站事故發生後,日本不得不重新審視核電,開始向發展可再生能源傾斜。

  8月26日,日本參議院全體會議通過瞭《關於電氣事業者采購可再生能源電氣的特別措施法》(簡稱《可再生能源法》),規定瞭新的“固定價格收購可再生能源的制度”,將在2012年7月1日開始實施。

  日本發展可再生能源具有悠久歷史,但是真正通過一部全面的法律,也是在福島核事故後才得以實現的。為瞭在政治生涯中留下一筆,前首相菅直人也將這部法律的通過作為自己辭職的一個條件。

  太陽能與地熱

  根據《可再生能源法》,電力公司在一定期間內,有義務利用國傢制定的單價(固定價格),購買利用可再生能源發的電,以期鼓勵更多企業或個人進入利用可再生能源發電業,盡快形成一定產業規模。

  該法還規定,除瞭太陽能發電外,電力公司收購的對象擴大到大規模太陽能發電、風力、水力(中小規模)、地熱、生物質發電等。該法還規定可以根據發電的種類、設置方法、規模等,變更收購價格和期限,購買單價和期限半年修改一次。

  此前,對於小規模住宅用太陽能發電系統所發的電,日本政府已從2009年11月開始實施為期10年的《太陽能發電剩餘電力收購制度》,2011年度是每千瓦時42日元。電力公司每月送給市民的電費單,實際上已經包括瞭“太陽光發電促進附加費”。

  除瞭地面太陽能發電外,一些研究機構還提出瞭新思路。9月28日,京都大學宣佈該校已經完成瞭“太空太陽能發電的實驗設施”,目標是將太陽能電池發射到太空後,所發的電轉換成微波,送回地面重新還原為電。

  京都大學希望5至10年後發射攜帶直徑10米的太陽能電池板的衛星,實現輸出功率達到10千瓦的發電能力。如果電池直徑達到2000至3000米,就可以達到相當於一座核反應堆的100萬千瓦的輸出功率,實現商業運作。

  日本是一個島國,風向不穩定,雨雪很多,風力和太陽能發電並非很適宜。  東京大學名譽教授安井至認為現在最可行的是“地熱發電”,接下來是“中小水力發電”、“海上風力發電”。

  地熱發電是利用火山活動帶來的地熱產生的水蒸氣發電的方法,現在日本有18處地熱發電站,年發電量合計達到535兆瓦,相當於半座核電站的發電容量。在作為火山國的日本,這可以說是最適宜的發電方法。

  地熱發電利用地熱能源,不使用化石燃料,排出的二氧化碳很少。產生的硫化氫,幾乎都可以通過設備清除,對環境幾乎沒有影響,也不會污染河流和地下水。生成的硫磺可以生產硫酸,用於制造火柴、煙花、火藥和肥料。發電伴隨的餘熱和溫水,能夠復合利用,例如利用餘熱進行溫室栽培,利用溫水將發電站建造為觀光資源等。

  以前地熱發電的成本很高,但近年來逐漸降低,已有發電試驗顯示每千瓦時為8.3日元。九州電力公司的八丁原發電站則降至每千瓦時7日元。

  日本地熱發電量目前約為53萬千瓦,2010年居於世界第八位。地熱發電對技術要求很高,2010年,世界70%的地熱發電設備是由富士電機公司、東芝公司和三菱重工業公司3傢企業供應的。

  但對於作為經濟大國的日本龐大總發電量來看,地熱發電不過占0.2%。53萬千瓦不過是福島第一核電站或美濱核電站的一座中型反應堆的發電量。九州電力公司雖然利用地熱發電較多,但是也僅占九州地區可生產電力總量的2%。因此日本地熱發電潛力巨大。

  海上風力發電

  日本能源專傢認為,海上風力發電與陸地相比,風向風力非常穩定,因此是一個“能夠指望得上”的電源。日本政府9月正式決定,在福島縣近海,建設世界首個漂浮在海面上的“浮體式”風力發電站,希望以此解決能源問題,並擴大就業,幫助災區早日復興。

  福島縣在離海岸約40公裡的地點,平均風速達到每秒7米以上,風力資源非常豐富,如果建設風力發電站,總輸出功率能夠達到460萬千瓦。作為重建災區的一個核心措施,日本政府準備將福島縣建成開發可再生能源的基地,並將產業技術綜合研究所的一部分研究設施轉移到福島,除風力發電站外,還將在福島縣建設大型太陽能發電站。

  海上風力發電站包括風車、發電機、軸承等,零件數達到約2萬個,涵蓋廣泛的企業。例如,建設和維修保養一座100萬千瓦的海上風力發電站,就可以創造2.2萬人的就業機會。日本政府準備通過優惠政策,吸引零件廠傢到災區生產,從而擴大就業。

  浮體式海上發電站是世界首創,需要應用造船技術。目前,除瞭挪威正在進行一座浮體式海上風車發電站的實驗外,世界上還沒有將浮體式海上風力發電站大規模投入生產的實例。

  在海上風力發電站中,還有將基座設在海底的“著床式”,但是在水深超過50米的地點,建設費用大幅增加,從經濟角度來說很不合算。與歐洲不同,日本平淺的海域很少,因此讓風車漂浮在海面上,利用鎖鏈固定到海底的浮體式是普及海上風力發電的關鍵。

  根據計劃,日本政府將投資約100億至200億日元,從2013年度左右開始建設6座海上風車用於進行實證實驗,每座風車的輸出功率為5000千瓦左右,總輸出功率最大達到3萬千瓦。

  日本政府準備利用5年時間收集數據,進行海底電纜輸電、與原有輸電網的合作等實驗,然後在2020年擴大到40萬千瓦的規模,這相當於一座核反應堆發電量的三分之一。如果實現這一目標,屆時將有60至80座大型風車漂浮在福島海面上。日本政府還設想將來將輸出功率進一步擴大到100萬千瓦。

  日本環境省也準備從2013年春天開始,在長崎縣五島市的椛島附近建設一座實驗用的2000千瓦級浮體式海上風力發電站。

  根據美國調查公司的預測,到2017年,全球的海上風力發電將達到7100萬千瓦,相當於現在的約17倍。日本雖起步較晚,但希望通過發展浮體式海上風力發電站,奮起直追。

  溫泉發電與高溫巖體發電

  地熱發電主要是200攝氏度以上的地熱流體發電,而入浴時溫度過高的溫泉(例如70至120攝氏度),需要降至50攝氏度左右,這時可以利用剩餘的熱量,進行發電。

  溫泉發電能力雖然比較小,但占有面積比較小,隻需要利用熱水的熱交換,可以不用擔心源泉的枯竭、有毒物質導致污染、熱污染等問題。由於不需要在地下挖井,無法進行地熱發電的溫泉也適宜進行溫泉發電。

  在日本,八丁原發電站正在利用以色列的設備進行溫泉發電,發電能力相當於2000千瓦,相當於BWR-4型核電站的四百分之一,可供數百到數千個傢庭的電力需求,設置空間寬16米,縱深24米,隻相當於一個便利店。

  經濟產業省的統計表明,日本國內適宜發展溫泉發電的地域很多,如果在全國普及,相當於8個核反應堆的發電量,而且能夠長期提供電力。

  日本還在開發高溫巖體發電技術。所謂高溫巖體發電,是指在缺乏天然熱水和水蒸氣的情況下,通過水壓破碎地下的高溫巖體,然後註入水,利用獲得的水蒸氣和熱水發電。

  這種技術不利用溫水資源,也不會和溫泉等競爭,據認為日本國內可以利用的資源量達到380億瓦以上,相當於近40座大型發電站。目前,熔巖發電的很多技術課題已經解決,利用現在的技術,已經可以將每千瓦時的成本降至9.0日元。

  作為未來的構想,利用熔巖附近的高熱進行熔巖發電也正在研究。雖然開發需要至少50年時間,但是潛在資源量達到60億千瓦,如果實現的話,能夠達到現在日本全部電力需求的將近3倍。

  “將可再生能源作為第一產業”

  時下,日本學者紛紛著書立說,就發展可再生能源獻計獻策。有的學者主張將發展可再生能源作為又一次促進經濟增長的產業革命,大和綜合研究所研究員河口真理子提出的“可再生能源第一產業論”非常引人註目。

  河口真理子指出,由於東日本大地震和核電站事故,以及此後的計劃停電和節電,日本人對能源的看法正在改變。

  “以前,對很多人來說,電是大型水庫、核電站、火力發電站等大規模基礎設施提供的。如果個人設置太陽能電池,就可以自己提供電力,使發電更加貼近個人生活。”河口真理子指出,“有必要將可再生能源培育為第一產業。”

  她認為,將可再生能源定義為第一產業,將有利於可再生能源的發展。例如,如果將能源也作為農產品,農機具廠傢可以和混合動力車、電氣拖拉機、聯合收割機一起,向個體農戶出售設置在田間小道的風車和設置在渠道旁的水車,向農業合作社出售太陽能發電和帶風車的筒倉、利用生物質的幹燥倉庫、利用沼氣的溫室、利用地熱的冷庫等。

  再如,畜產的糞尿處理造價很高,環境負荷也很高,如果制作成沼氣,將有利於削減處理成本和增加電力收入。利用間伐的木材制造燃料粒,然後用於鍋爐或者火爐,也能夠節約化石燃料,削減二氧化碳排放,並且有利於山林的培育。

  河口真理子提議,還可以將農業和可再生能源的生態觀光業作為觀光資源,還可以考慮銷售帶有綠色證書的農作物。

  農村由於土地廣闊,需求分散,建設輸電網成本很高,如果電力在一定程度上實現自給,可以節約不少成本。特別是人口過少的山區,能夠提高地區的自立能力,產生新的收入來源,從而給農村帶來活力。同時有利於解決日本吃緊的兩個課題,即提高日本很低的糧食自給率和能源自給率。

  她指出,關於發展可再生能源,以前的討論往往集中在提高電費上,實際上,通過多方面的利用方法和關註可再生能源的社會價值,能夠使可再生能源的價值進一步放大。

  (本文來源:瞭望東方周刊文/《瞭望》新聞周刊駐東京記者藍建中)

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