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日本:以石油危机为契机大力发展新能源

日期:2008-07-22    来源:国际技术经济导报  作者:国际技术经济导报

国际新能源网

2008
07/22
17:33
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关键词: 日本 新能源

    1973年和1978年的两次石油危机,使日本这个最大的石油依赖国如梦初醒。从70年代起,日本就开始了新能源的开发和利用。1974年日本制定了《阳光计划》,把发展太阳能和燃料电池技术定为国家战略。1980年建立了管理新能源事业的专门机构“新能源开发机构”(NEDO),制定了《代替能源法》。为普及已经开发出的新能源,2003年4月全面实施《电业系统利用新能源的特别措施法》,简称RPS法(RenewablesPorfoloStan—dard).对其他新能源(通常称可再生能源)的开发,也投入了巨大的人力和物力。从硬件和软件两个方面确保战略目标的实现。目前,重点开发的几种新能源——太阳能(太阳光能、太阳热能)、风能、生物能、垃圾发电、氢能(燃料电池)等都有长足的进步。本文将重点介绍几种新能源的开发状况。    

    新能源发展的状况和措施

    2001年6月,综合资源调查会的报告披露,日本2001年太阳能发电量相当11.0万千升的石油发电量,风能是12.7万千升,垃圾发电125万千升,生物发电4.8万千升,太阳热能利用82万千升,垃圾热能4.5万千升,总量约占一次性能源比率的1.2%。日本能源厅提出8年间增加3.7倍的目标,到2010年新能源发电量要达到122.0亿千瓦。

    为保证上述目标的实现,政府采取了一系列的措施:

    (1)推进政府、社会团体带头利用新能源。为此制定了《关于推进采购环保产品法》。该法从2001年4月开始执行。国家机关、公共设施必须依法带头采购太阳光发电系统和利用太阳能的热水器系统,采购低能耗、低公害汽车等。

    (2)投入大量资金,支持新能源技术的研发。2003年,虽然日本经济尚未脱离长期低迷不振的阴影,但对各项新能源的研发都增加了投入。例如向燃料电池技术拨款307亿日元,成为最大_笔新能源技术投资。对其他新能源的研发投资也都有增加。

    (3)资助企业和地方公共团体发展新能源。政府每年向从事新能源事业的公司发放奖励性补助金,2003年总计发放393亿日元,向非营利组织从事的新能源事业提供1.1亿日元。此外,政府还根据《新能源法》,通过日本新能源振兴协会向地方公共团体发放专项补助金2.33亿日元。

    (4)直接补助使用新能源设备的家庭。为鼓励国民使用太阳光发电系统,利用太阳能热水器系统,除向生产企业发放补贴,令其降低设备价格外,还按1千瓦补助9万日元计算直接补助用户家庭。2003年总计发放了132亿日元。    

    目前各种新能源的进展状况

    (1)太阳能的利用

    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。2002年,全世界利用太阳能发电总计131.2千瓦,其中日本占49%,年发电63.7千瓦,德国为27.3千瓦,美国为21.22千瓦。

    日本太阳能电池组件的生产技术很高,产品30%出口到欧美。太阳能应用最成功的实例是冲绳县丝满市政府的太阳光发电系统,一个195千瓦的设施,解决了市政府12%的用电量。

    当前研究开发的重点是,太阳光发电与天气的关系、太阳光的弥补技术等。企业的研发也得到政府的支持。

    日本太阳热能的利用,从1979年第二次石油危机后开始,1990年形成普及高峰。由于高效太阳能取暖设备技术不断提高,使太阳热能的利用不但能量转换率高,而且成本是新能源中最低的。主要用在热水、空调、暖气等方面。

    1999年12月设立的综合能源调查会强调,当前技术开发的重点是硅膜太阳能电池、化合物太阳能电池。此外,要加强分散电源高密度连接对配电系统影响的研究,这些课题从2001年正式列入《新阳光计划》。2003年,太阳能技术的政府投资是135.52亿日元。

    (2)风力能源

    风力发电的先进国家依次是德国、西班牙和美国。日本排在第10位,但近年来发展很快,1999年后3年间发电量增加了6倍。2003年日本共有576座风车,发电量为46.3千瓦。由于1998年经济产业省公布了《不同系统妁电力连接指导方针》以及2003年4月全面实施《电业系统利用新能源的特别措施法》,风力发电越来越多地被输入电网实际应用。具有良好风力条件的青森县岩屋地区,建设了25座1300千瓦的风车,总发电量达32.5千瓦。随着规模的扩大,成本也不断降低。权威部门认为,应该回避兴建小规模的风力发电站,因为根据资源厅的调查,大规模风力发电站与小规模风力发电站的成本比大约是7:4。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,而且发电设备利用率低,成本高,这是风力发电当前面临的主要技术课题。为此,2003年政府投入23.74亿日元用于研发。

    (3)生物能的利用

    生物能来源于动植物的有机体,它不会增加二氧化碳排放量,是可再生的环保能源。其原料是垃圾、污水和植物、动物等。﹁般采用三种方式转换为电能或热能:①直接燃烧;②发酵进行生物化学反应;③经过气化、炭化进行热化学反应。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、畜产排放物以及生活垃圾等获取电力和热能。作为污水处理的一环,由污泥产生的甲烷转换为电热能的这种装置得到普遍的应用。2003年,生物能技术的研究开发经费是28亿日元,主要解决有机废弃物的收集、运输和转换成甲烷后残留物的处理技术。另外,栽培专门用来作生物能源植物的做法是否可行,也是一个待研究的问题。

    (4)垃圾发电

    这里主要指的是,现有城市垃圾处理厂焚烧时产生的高温蒸汽,带动涡轮旋转发电的技术。这种能源具有很大的优势:它不会增加二氧化碳排放量;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、供热水等等。目前日本共有1680座垃圾焚烧炉,其中只有210座(占12%)配备了发电设备,总装机容量为160万千瓦。计划到2010年达到417万千瓦。政府要求,具有300吨以上垃圾处理能力的工厂尽可能安装发电设备,而且要以大规模连续运转的发电设备为主。

    今后至少要有88%的垃圾处理厂能发电。到目前为止,废物发电的效率只达到10%。与一般火力发电40%相比,发电技术提高的任务还很艰巨。2003年,日本政府投入科研经费达6.38亿日元,目前已经取得了一定成效。经过改进和使用RDF发电技术后,2001年已有63座垃圾处理装置的发电效率超过了10%,其中22座超过了15%。
 
    (5)汽车用绿色能源

    目前,依赖石油能源的大户是汽车,所以石油战略的关键是汽车能源。经过多年努力,2002年日本已开发出使用蓄电池的电动汽车约1800辆、甲烷动力车不到200辆、天然气动力车约17000辆、发展最快的混合动力汽车已达到10万辆。燃料电池汽车实用化已经指日可待,2010年将达到500万辆。汽车用绿色能源面临的主要课题是,解决能源运输、储存和降低成本的问题。2003年政府对绿色汽车能源技术投入了10.53亿日元,这还不包括开发燃料电池技术的经费。

    (6)氢能和燃料电池

    由于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%,而且没有氮化物及硫化物等破坏环境的排放物。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。  

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