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九州天下现金日本谋求能源结构战略性调整日本经济LIST

  梁健

  [在这份“能源相关技术开发路线图”中,宇宙太阳光发电系统格外引人关注。这是一种利用在宇宙空间中接收的太阳光发电,然后以无线方式传回地球的电力系统]

  2014年11月19日,日本经济产业省召开“能源相关技术开发路线图”草案审议会,涉及能源的生产、流通、消费三大环节共36项技术课题,提出了2020年、2030年乃至2050年的开发目标。此前,日本方面曾公布包括19个项目的路线图草案,我们注意到,氢能的相关技术被单独列出,新增的宇宙太阳光发电和核电等也十分引人注目。

  能源自给唯有依靠技术革新

  对资源匮乏的日本而言,能源领域居高不下的对外依存度长期以来如鲠在喉,制约着日本的发展。2012年,日本石油和天然气的对外依存度分别达到99.6%和97.4%。面对如此严峻的形势,日本在能源问题上一直保持着强烈的危机意识。在日本2003年、2007年、2010年、2014年的四次能源基本计划以及2006年的新国家能源战略中,提高能源自给率始终是日本能源战略的重中之重。

  1973年第一次石油危机的时候,日本的能源自给率为9.2%;到2010年,包括核能在内的能源自给率达到19.9%。然而,2011年日本大地震及福岛核泄漏事故之后,核电被迫大幅停产,对化石燃料的依存度随之提高,能源自给率也随之下降。2011年降至11.2%,2012年降至6.0%,在OECD34个成员国中居第33位,仅高于卢森堡(2.9%)。OECD各国的能源自给率平均为70%。电力对化石燃料的依存度从地震前的六成激增至九成。2011年,日本时隔31年之后首次出现贸易赤字,2012年扩大至6.9万亿日元,2013年则达到创纪录的11.5万亿日元。这给日本的宏观经济也带来了巨大影响。

  对日本而言,要想在根本上解决能源自给问题,只有通过技术革新彻底改变其能源结构。同时,以新型绿色能源替代传统化石能源也与日本长期贯彻的环保理念相契合。但众所周知,可再生能源和新能源的开发,尤其是相应的技术进步,需要相对较长的投资与研发周期,具有很大的不确定性和方方面面的限制。同时,随着全球能源价格的整体下降,新能源的开发前景也蒙上了淡淡的阴影。在这样的大背景下,日本仍然提出了目标远大、方向明确的能源技术开发路线图,足见其战略决心、技术实力以及对于长期的运筹帷幄。

  开发“能量之源”

  在这份“能源相关技术开发路线图”中,宇宙太阳光发电系统格外引人关注。这是一种利用在宇宙空间中接收的太阳光发电,然后以无线方式传回地球的电力系统。该技术能够排除昼夜、气候等影响,提供稳定的电力供给,作为未来能源,在世界各国中已展开研究。其核心技术是微波无线输电技术。长距离无线输电所必需的精密方向控制技术、输电效率的提高、送电部件的小型和轻型化等课题,都在该路线图中被提及。以JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)为中心进行地面实验的计划已经展开。未来,在21世纪20年代卫星实验(千瓦级至数百千瓦级)的基础上,21世纪30年代将配备兆瓦级发电单元,2050年之前实现宇宙太阳光发电系统的实用化。

  早在2009年11月,日本政府已推出该系统的相关计划:在距离地球大约36000千米的轨道上建设总面积为4平方公里的太阳能板,在没有天气状况影响的环境中持续产生电能。该计划的第一步是在2015年左右将太阳能利用板发射到预定轨道上,2030年左右开始试运行。在地球上,太阳能受制于太阳能板的低效率及高成本,发电效率并不理想。而在地球空间轨道上的太阳能板利用太阳能的效率将提高至少四倍。据估计,该系统将产生10亿瓦电力,足以向东京30万个家庭供电。

  实际上,在宇宙太阳光发电领域,日本已经有了30年的技术探索经验:1983年的MINIX(MicrowaveIonosphereNonlinearInteractionExperiment,微波电离层非线性相关实验)火箭实验、1992年的MILAX(MIcrowaveLiftedAirplaneexperiment,微波升力飞行器实验)实验、1995年的山崎微波送电实验,2006年的超小型卫星实验、2008年的飞艇实验。到目前为止的实验中,微波频率为2.45GHz左右。今后为了实现小型化,微波频率将达到5.8GHz。

  这份路线图还特别提及了美国和中国在该领域的研究。美国于2011年开始由美国国家航空航天局(NASA)主导研究,此后私人企业加入,而美国海军研究所(NRL)正在研发发送电一体化面板。我国以中国空间技术研究院为中心进行该领域的研究,在国际研讨会等场合已经发表了部分相关研究成果。

  重启核电势在必行

  在新技术之外,日本重启核电的决心也体现在这份路线图中。

  核电方面涉及五大难题,包括提高目前主流的轻水堆发电方式的安全性、发电站的安全废炉、放射性废物的处理、核燃料回收与降低核废料危害、通过国际合作推进第四代核电中的超高温气冷堆等技术的研发。提高核电安全性是这几大难题的核心。

  2011年3月,日本大地震和海啸所引发的福岛核泄漏事故直接导致了日本此后三年的“废核”。为了弥补弃核所带来的能源缺口,日本每年增加了400亿美元用于购买额外的油气。安倍政权上台后,为应对能源供给缺口而重启核电马上进入了日本政府的议程。2014年7月,日本九州电力公司在鹿儿岛的川内核电站有两个核反应堆通过了日本核能安全监管机构的严格审查,成为首个符合新安全标准的核电站,日本的核电重启迈出了实质性的一步。

  目前,在油价大幅下跌的情况下,日本油气进口的贸易赤字压力骤减,全面重启核电也似乎不再急迫。然而,从长期来看,这一基本能源战略不会改变,九州天下现金。1月23日,日本共同社报道,日本政府拟将2030年的电源构成比例中核电比例的目标定为15%~20%(大地震前的2010年度为28.6%)。1月30日,日本经济产业省召开探讨电源构成的专家委员会首次会议,以核电比例15%~25%为方向展开讨论。国际能源署(IEA)前署长田中伸男曾于2014年11月27日表示,核电在日本的能源消费中起着非常重要的作用。虽然从感情上说,日本民众仍不愿接受核电,但核电对日本的意义非比寻常,核电重启势在必行。

  日本的石油进口依赖度在99%以上,其中又有80%来自中东。地缘政治的不安定被日本政府视为能源安全的巨大威胁。因此,长期以来能源来源的多元化和自主化都是日本能源战略的核心,而核电正是实现这一战略至关重要的一环。而且,如果没有核电,寻求其他的清洁能源、进口更多的LNG和启用氢能燃料等措施难以支撑日本的碳排放指标。(2013年3月至2014年3月,因核电站关闭导致化石燃料消耗增加,日本的温室气体排放量达到历史最高。1月30日召开的专家委员会会议将可再生能源的发电比例以20%为目标展开讨论,今年夏天在最终报告书中将确定今后20年削减温室气体的目标。)

  事实上,早在2004年11月,日本原子力产业协会(JAIF)就发布了《2050核电前景和路线图》。该报告提出,2050年日本一次能源消费中核电所占比例要达到33%(2000年为13%),发电量中的核电比例要达到60%(2000年为31%)。

  日本对待核能的态度是十分复杂的。日本遭受了人类历史上仅有的两次原子弹打击,二战后反核情绪在日本民众中非常强烈。然而日本政府和各大财团则一直对核能十分感兴趣。日本漫画大师手冢治虫于1951年创作的阿童木则使核能技术有了更多的人性化元素,必威体育客服。半个多世纪以来,虽然始终有民众的反对声音,日本的核电事业却不断发展,直到2011年的福岛事故。现在,日本核能回归轨道的形势已日趋明朗。

  节能减排再接再厉

  另外值得我们特别注意的是日本对节能减排技术的重视。在这份路线图中,有三分之一的项目涉及提高能源效率、减轻环境负担的技术。事实上,这也是日本长期以来发展战略的延续。1973年第一次石油危机后,日本通过产业调整、节能政策等抑制能源消费增长,2012年的能源消费与1973年相比仅增长30%。而这期间,日本的实际GDP增长1.4倍。以换算为原油计,单位GDP能耗从1973年的133万千升/万亿日元下降到2012年的72万千升/万亿日元,减少了46%。(2012年,中国单位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍、美国的3.3倍、日本的7倍)。

  与此同时,节能并没有影响生活水平,民生部门的能源消费与GDP增长基本保持同步,而产业部门的能源消耗则减少了20%,betway必威体育。日本取得这些成绩与其在节能方面的技术发展密不可分,而这一优良传统仍将继续保持。制图/张逸俊

  (作者系第一财经研究院研究员)

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