美学者为日本能源未来出谋划策

日本福島第一核電站在強烈地震和海嘯破壞下發生重大事故一個多月後,救助人員仍然在努力控制事故核反應堆。近日,日本將核事故的危害級別提高到了最高的七級,與當年切爾諾貝利核電站事故相當。對此,美國地球政策研究所學者 Ĵ ·馬修洛尼表示,日本政府在採取措施迅速減少更多輻射物質洩漏和保護公共健康安全的同時,還應開始考慮其長期的核電站發展計劃。儘管國際媒體普遍認為,如果日本不再使用核能,其電力必須依賴煤炭,燃油和天然氣來供應。然而洛尼認為,日本政府並非只有這種選擇,對日本地熱,風能和太陽能資源潛能的評估報告顯示,其可再生能源資源能夠輕而易舉地滿足日本全國所需的電力。

依靠進口能源無保障

地震和海嘯雙重自然災害的結果凸顯出一個國家依賴進口來滿足自身絕大部分能源需求所存在的弱點。日本核電站提供的電力為日本總能源消費的11%,核電站所需的燃料鈾全部依靠進口。同時,日本還是煤炭和天然氣的頭號進口國家,煤炭和天然氣分別佔總能源消費的21%和17%。佔日本總能源消費比例最大的是石油為 46%。日本每年需花費 1600億美元進口煤炭,鈾,石油和天然氣。

考慮到核電站與生俱來的危險性,某些產油地區長期政局不穩定,氣候波動和繼續使用化石燃料帶來的與污染相關的疾病,日本目前的能源經濟極其沒有安全保障。雖然目前可再生能源在日本總能源消費中所佔的比例只有5%,其中主要為水電站,但是日本地熱,風能和太陽能有潛力徹底改變能源依靠進口的局面。

風能和地熱開發緩慢

位於環太平洋活火山帶的日本擁有近200座火山和大約 2.8萬口溫泉,是全球地熱資源最豐富的國家之一。儘管日本具有豐富的地熱資源,但是自1966年在岩手縣建立首座地熱電站後,至今全國的地熱總發電量僅僅為 536兆瓦,不足全國總發電量的1%。而令人感到驚訝的是,日本富士,東芝和三菱公司為全球提供了2 / 3的地熱汽輪發電機。

同樣,日本豐富的風能潛力也沒有充分得到利用。截至2010年年底,日本的風力發電裝機容量為 2300兆瓦,只能滿足 70萬個家庭的用電。官方設定的2020年和2030年風力發電量分別為 1萬兆瓦和2萬兆瓦,後者僅相當於日本目前發電總量的6%。

大力支持太陽能發電技術

太陽能發電是日本最具雄心的可再生能源發展方向,主要是安裝在屋頂的太陽能電池板。作為全球領先的利用太陽能電池的國家之一,日本在2010年大約將 900兆瓦的太陽能電力併入電網,從而使其太陽能發電總量達到 3500兆瓦。日本計劃在2020年時太陽能發電量達到 2.8萬兆瓦,2030年時達到 5.3萬兆瓦,屆時將可滿足 1800萬日本家庭的電力需求。

日本太陽能發電近年來的迅速增長依賴於強大的政策支持。例如,日本政府提供了35%的家庭太陽能發電系統的安裝費。同時,政府要求電力公司為那些將過剩太陽能電力併入電網的家庭付費,此舉也極大地促進了家庭太陽能發電系統的普及。從 2009年年中開始,日本公司支付給太陽能發電並網的電力價格是家庭支付公司供電價格的兩倍。此外,在全國“ PV2030 +“倡議下,隨著技術的發展和更多太陽能發電系統的安裝,日本政府的目標是將太陽能發電作為最便宜的電力選擇。

阻礙風能和地熱發展的因素

在大力推廣太陽能發電的同時,日本風能和地熱卻遭受到重重障礙。最重要的制約便是,對於不同的能源技術,在研究,開發和演示(路&D)的投資方面存在著比例不協調的現象。自2002年以來,日本在地熱方面的的RD&D投資為零;風能方面每年的投資約為 1000萬美元。而與此形成鮮明對照的是,在核能方面的投資每年高達 23億美元。

此外,地熱和風能的地理位置限制了它們的開發。就風能而言,日本陸地風能資源最豐富的地方是在北部和南部,而電力消費最集中的地方則是中部。因此,要全面收穫風能資源提供電力,日本需要增設電力網和電力傳輸線。至於地熱,日本許多地熱利用潛力較大的資源處於國家公園內,而根據上世紀 70年代通過的法規,人們無法開發和利用這些資源。不過,由於地熱利用工程並不會對環境造成較大的影響,因此日本政府或許將重新審議原有的國家公園保護政策。

採取措施釋放地熱和能源潛力

使用常規技術,日本地熱便可以提供8萬兆瓦的電能,滿足全國 50%的電力需求。而利用現有的先進地熱系統技術,日本的地熱潛能將會更大。以美國為例,美國地質勘探局對美國地熱資源的研究顯示,先進的地熱系統能夠將美國地熱電站的發電量提高13倍。對於風能,2009年“美國國家科學院院刊”發表的研究報告估計,日本陸地上的風力資源可能為日本提供50%的電力。如果外加上近海地區可用的風力資源,那麼風力發電能力將超過日本目前的需求量。

地熱和風能除了能提供數倍於日本目前的電力需求量外,還能節省大量的用於交通運輸用進口石油的費用。與工業化國家相比,日本的鐵軌公共交通運輸給人們留下了深刻印象。現在,關鍵的問題是要將更多的公路運輸轉交給電氣化鐵路運輸,增加城市內輕軌和地鐵的使用,以及加速用插電混合動力汽車和電動汽車取代傳統汽油車的步伐。

在災難性的地震和海嘯後的重建時刻,日本政府將必須決定,是更加依靠天生具有危險性的核能和進口化石燃料,還是開拓新的能源途徑。如果日本政府決定利用可再生能源取代化石燃料和核能,那麼這將是對其民眾在健康,經濟福祉和能源安全方面做出的投資。此舉不僅能避免未來輻射物質污染空氣,水源和作物的危險,而且每年還能節省下那些用於進口能源的上百億美元,此外也能增強日本原本已經具有競爭力的可再生能源製造業。2009年時,日本在太陽能板生產方面僅次於中國,而在地熱發電汽輪機方面處於全球主宰地位。

全面開發風能,太陽能和地熱,日本有望用本國無碳排放的能源驅動整個電網系統。

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