日本新能源产业发展模式_新能源论文

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众所周知,日本是能源极度匮乏的国家,所需石油的99.7%、煤炭的97.7%,以及天然气的96.6%都依赖进口[1]84。为了保障能源供应,日本制定和实施了一系列能源战略,大力发展新能源产业便是其中的重要一环。

一、日本新能源产业现状

1997年,日本颁布了“关于促进新能源利用的特别措施法”,该法定义的新能源包括供给方新能源:太阳能发电与热利用、风力发电、废弃物发电与热利用、生物质能发电与热利用、温度差能;以及需求方新能源:清洁能源车、天然气热电联产、燃料电池。此外,一般也将地热、雪冰热、输出功率在1000KW以下的小水电、波浪能和潮汐能等列为新能源。

(一)太阳能发电与热利用

从1999年起日本太阳能发电量超过美国,至今一直居世界首位。2003年日本太阳能发电量为85.96万KW(见表1),占世界太阳能发电总量175.06KW的49.1%(见表2)。2004年5月,在日本经济产业省(METI)制定的新能源发展计划中,太阳能发电的目标是装机容量2010年达到482万KW(见表3)。

表1 日本太阳能、风力、废弃物发电量统计表单位:万KW

资料来源:日本资源能源厅《面向新能源使用的扩大》,2004年。日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)。日本资源能源厅《日本能源白皮书》,2004年。

表2 2003年世界主要国家太阳能、风力发电量统计表单位:万KW;%

资料来源:IEA“Trends in photovoltaic Applications(2003)”。日本资源能源厅《新能源展望》,2004年。

表3 日本到2010年新能源产业发展目标

注:(1)2002年一次能源总供给量是估算值。(2)未利用能源包括雪冰热利用。(3)黑液、废材是生物能之一,生物能发电中也包括。(4)2010年目标值包括政府和私人投资的总和。

资料来源:于航《日本电力市场的新竞争机制及绿色电力制度》,《华东电力》,2003年第5期,73页。魏全平、童适平等《日本的循环经济》,上海人民出版社,2006年,168—169页。《日本电力工业概况》,《国际电力》,2003年第5期,9页。

日本太阳能的热利用,从1978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,使太阳能的热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。

位于茨城县筑波市的日本产业技术综合研究所,2004年建成了日本最大的太阳能发电系统。太阳能电池板面积共有5600块,6500平方米,采用了单晶硅等4种材料。其发电功率最高可达869KW,和已有的设备一起,发电功率超过1000KW,发电量可供300户家庭使用[2]54。

当前太阳能研究开发的重点是太阳光发电与天气的关系、太阳光弥补技术和太阳能电池等。

(二)风力发电

日本从20世纪90年代后期开始,积极发展风力发电。2003年,日本共有735座风车,风力发电量为67.8万KW,占世界风力发电总量3929.4万KW的1.72%(见表2),2004年发电量接近100万KW[3]64。从地域分布来看,日本的风力发电主要集中在北海道(约占24%)、东北地区(约占41%)、九州(约占16%),而四国只占2.4%[4]172。风力发电的投资主体有基层地方自治体、民间独立风力发电企业。此外,电力公司亦自办风电或公开招标风电上网。日本2004年制定的风力发电目标是到2010年风力发电装机容量达到300万KW,2003年只达到该目标的22.6%(见表3)。

岩手县东北部的葛卷町海拔1000多米,风力资源丰富,人口8700人,共有15台风力发电机,发电能力达2.22万KW,是町内消费电力的一倍,还能向外输送相当多的电力[3]64。

日本的风力发电技术目前在世界上处于领先地位,发展方向是:促进风力发电系统的稳定化;通过电力系统以适当的补助制度促进应用等。

(三)废弃物发电与热利用

早在1965年位于大阪市的西淀工厂便开始利用废弃物发电。1999年末,日本全国大约有1900多处垃圾焚烧炉,但同时拥有发电设备的只有约10%,不过这10%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%[1]84。2003年末,日本废弃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量约为134.9万KW,产业废弃物发电量约为20.5万KW[5]40,计划到2010年达到417万KW(见表3)。

应当说日本的废弃物发电有了一定的发展,但依然受到需要妥善解决地点和技术上的一些问题的制约。到目前为止,废弃物发电效率只达到10%。与一般火力发电的40%相比,提高废弃物发电技术的任务还很艰巨[5]40。

在废弃物利用方面,另一个方法就是将可燃废弃物,如生活垃圾、废塑料、废纸等,经过粉碎、干燥后,和生石灰混合,然后压缩制成碳状固体燃料。这也是衍生燃料的一种,但其规模化利用尚处于探索中。

(四)生物质能发电与热利用

2002年12月,METI、文部科学省、环境省等联合提出了“生物质能源综合战略”。2006年3月,日本对其进行了修改,主要是加速运输部门生物质燃料利用,通过政策强化各个领域的具体落实,并明确了下一步的具体目标。即,全部废弃物的生物质利用在2010年达到80%,未利用生物质的利用率达到25%[6]。

新瀉县鱼川市用废木屑为燃料的生物质发电,于2004年10月投入运行。关于废木屑的供应则在明星水泥公司(东京)的协作下,利用该公司水泥回转窑烧废木屑的回收网点负责收集供应。自2004年8月开始,生物质能日本综合战略推进会议,在日本全国范围内征集“生物质能市镇构想”。2005年初公布的结果是:熊本县的白水村、北海道的留荫市、福冈县的大木町、北海道的濑棚町、青森县的市浦村。在这些市镇提出的生物质能应用构想中,都是充分利用当地的农业废弃物等,进行燃料化,供应当地。

(五)氢能和燃料电池

日本氢能的主要研究方向是燃料电池。日本于1981年对磷酸燃料电池(PAFC)进行基础研究,PAFC在燃料电池领域内始终处于领先地位,先发展成大型电池堆,继而发展成电站,并实现商业化。另外,熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的开发目前正处于“堆电站”阶段;而固体氧化物燃料电池(SOFC)和聚合物电解质燃料电池(PEFC)均处于“部件堆”的阶段。

2002年12月,日本总理府开始使用燃料电池汽车,到2003年12月,购入了8台燃料电池车[4]180。2003年,日本政府和民间企业合作,进行了燃料电池车的试行试验和氢气供给站的运行试验。此后,在全国各地建设了不少“加氢站”,近百辆燃料电池车取得了牌照上路。其战略目标是:到2010年,日本使用的燃料电池车要达到5万辆;2020年达到500万辆[7];2030年,发展到1500万辆[8]。

目前,日本氢的制造、运输、储藏技术和燃料电池技术已基本成熟,重点是进行更高性能的氢技术开发和低成本的燃料电池技术的开发。

(六)其他新能源的开发利用

日本在清洁能源车、天然气热电联产、雪冰热、小水电、波浪能和潮汐能等新能源开发利用方面也取得了一定的实效。

仅以清洁能源车开发利用为例:2000年底,日本总计有62032辆。燃料供应设备中包括54处充电站,556处天然气加气站,38处甲醇添加站。2010年清洁能源车数量有望能达到348万辆[9]。

二、日本新能源产业扶持政策

日本政府2002年制订的“能源政策基本法”,揭示了日本能源政策的基本理念:“供给安定”、“适合环境”及“市场原理”。就新能源产业而言,日本政府主要通过以下政策措施力促其持续发展。

(一)计划引导、法律规范新能源产业发展

日本新能源产业的发展,始终是通过计划与法律手段推进的。

1974年,日本制定并实施了“新能源开发计划”(即“阳光计划”),把发展太阳能和燃料电池技术定为国家战略。1978年,日本又实施了“节能技术开发计划”(即“月光计划”)。1993年,日本把“阳光计划”与“月光计划”合并后推出“能源和环境领域综合技术开发推进计划”(也称“新阳光计划”),目的是促进新能源的开发和商业化。1994年12月,通过了“新能源推广大纲”,成为日本新能源发展的政策基础。1998年,METI公布了“不同系统间电力连接指导方针”。2004年6月,日本出台了“基本能源政策”,该政策强调,为最大地保障能源供应安全,日本将积极发展新能源产业。2006年5月,METI编制了“新国家能源战略”,阐述了八大战略及措施,其中第三条是新能源创新计划,第五条是能源资源综合确保战略。

(二)政府投入大量资金支持新能源产业发展

1996年,日本政府投入新能源产业的资金是479亿日元,此后连年增加,至2004年已达到1613亿日元,增加了236.74%(见表4)。投入的资金主要用于新能源的技术开发、实证实验和资助推广,2004年分别为424亿日元、265亿日元和924亿日元(见表5)。

表4 日本政府扶持新能源产业资金投入表单位:亿日元

资料来源:日本经济产业省资源能源厅网页www.enecho.go.jp.

表5 2004年日本政府发展新能源产业资金投入明细表单位:亿日元

资料来源:魏全平、童适平等《日本的循环经济》,上海人民出版社,2006年,165页。

(三)政府要求电力公司积极开发和采购新能源电力

2003年4月,“关于电力公司利用新能源的特别处置法”,规定了新能源电力的义务购买量:2003年电力公司购入新能源的义务为73.2亿KW,到2010年将扩大到122亿KW,把新能源电力在电力销售中所占的比重从2002年的0.2%提高到2010年的1.35%[10]75。目前,日本国内专家正在探讨是否把实施期限延长并提高相应的比率。

日本政府规定须完成采购新能源电力任务的电力公司是以东京电力公司为首的日本十大电力公司、新成立的电力公司及在规定区域内供电的“特定电气事业者”。电力零售商有义务在下一年的6月1日前,向METI汇报新能源利用情况。如有未完成定额者,且无正当理由而又不服从改进指令,将会被罚款,最高可达100万日元[10]75。

(四)政府通过税收优惠、培育人才等形式,提高新能源产业竞争力

另外,日本政府还积极采取其他扶持政策,主要有: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、公共设施建设必须依法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[11]。②对新型清洁能源发放“清洁证书”,提高品牌形象。③给予新能源企业税收优惠。例如,自2006年至2009年,日本政府对从事燃料电池汽车、燃料电池车用燃料供给设备、燃料电池设备开发的企业,给予税收方面的支持。④大力开展新能源教育,加强新能源人才培养,调动民众开发利用新能源的积极性。

三、日本新能源产业战略目标

日本能源政策的基本目标是:能源安全(Energy Security)、经济增长(Economic Growth)、环境保护(Environment),简称能源“3E”目标。在这一目标指导下逐步形成日本新能源产业发展子目标。

(一)完成《京都议定书》规定的减排温室气体目标

在1997年京都召开的世界环境会议上,日本政府签署了《京都议定书》,承诺在2008~2012年期间,温室气体(GHG)排放量比1990年减少6%[12]43。

为此,许多日本企业明确社会责任,发布“可持续发展报告书”[13],而政府则分别从供应方和需求方采取措施。但是,日本环境省预计,除非国家提出新的解决办法,否则,到2010年,日本的CO[,2]排放量将比1990年增加10%[12]43。为此,环境省于2004年11月提出了日本第一份环境税征收计划草案,拟从2005财政年度开始,对几乎所有的化石燃料和电力的使用,按照碳含量以每吨2400日元的比率征税[12]43。对环境无害的能源,例如风力和太阳能,将大大放宽税收政策。然而,此计划遭到METI、日本经济组织联盟及其他主要工业协会的强烈抗议,他们认为能源税已经过高,再加税不起作用,而且加税会放慢经济复苏。这迫使日本政府必须大力发展新能源产业。

(二)提高能源使用效率

日本是较早重视提高能源效率的国家之一,自20世纪70年代以来,日本的能源效率已经提高了30%[14]。日本节能型家电产品的耗电量,从20世纪70年代开始下降,到90年代末,已降至1973年的一半[15]。但是,2006年5月,METI编制了《新国家能源战略》,提出要大力发展节能技术和新能源产业,争取到2030年前将全国的整体能源使用效率提高30%以上[14]。目前,日本的清洁能源车已经成了节能汽车的代名词,不需要汽油的环保型燃料电池汽车也已进入实用阶段。今后,加强对新能源特性的研究,实现新能源最佳综合利用,无疑是提高能源使用效率的重要途径之一。

(三)实施能源多样化,规避能源风险

1950~1973年,石油在日本一次能源消费结构中的比重从4.2%上升到77.4%,比同期世界平均水平高30.1个百分点,石油成为日本的主导能源[16]55。1973年第一次石油危机后,日本开始推行摆脱依赖石油的政策,增加液化天然气的使用,发展核能和水力发电。作为能源多样化战略的重要一环,更是加强了对风力、太阳能、燃料电池以及其他新能源的开发利用。通过上述种种努力,日本的能源多样化战略取得了显著成果,对石油的依赖程度明显减小,从20世纪80年代中期至今始终在50%左右[16]56。

但日本政府认为,到2030年,应该将能源消费中的石油依存度进一步降低到40%。现在石油发电在日本发电总量中的比例已经降低到了5%,核电占到了25%。而日本政府的目标是,到2030年,将核电在发电量构成中的比例进一步提高到30%至40%。此外,将要面对的是更加严峻的挑战,那就是如何强化在交通运输领域的石油替代和节约。日本政府计划通过大力发展清洁能源车、生物燃料等措施,到2030年,将运输部门的石油依存度降低到80%[14]。

(四)培育新产业竞争力和创造新的劳动就业机会

日本经济在20世纪80年代末90年代初,由于泡沫崩破而陷入了长期衰退和萧条之中。为了使日本经济走出衰退的阴影,1996年日本经济结构改革审议会提出了14个未来有望成长的领域,新能源产业就是其中之一(见表6)。桥本内阁于1997年初推出了包括经济结构改革在内的六大改革,内容之一就是大力发展包括新能源产业在内的15个新兴产业,用这些产业弥补产业转移后的空缺,带动产业结构升级,适应未来社会的需要[17]。此后,小渊内阁和森内阁也都制定了发展新能源产业的政策措施。于2001年4月登上自民党总裁和政府首相宝座的小泉纯一郎,在其推行的结构改革中更是大力发展新能源产业。

表6 日本成长领域市场规模展望 单位:万亿日元

资料来源:日本通产省产业政策局《日本经济结构改革》,《东洋经济新报社》,1997年。

表7 日本节能和再生能源市场规模

资料来源:根据日本环境省《关于日本环保产业市场规模的现状及未来预测的估计》,2003年整理而成。

新能源产业不仅是日本注目的成长领域,而且能维持甚至创造就业机会,给日本经济的调整带来活力。据日本环境省2003年5月发表的统计结果,与新能源有关的再生节能能源设施、节能及能源管理,2000年的市场规模分别为1634亿日元和7274亿日元,就业规模分别为5799人和13061人;预计到2010年市场规模分别为9293亿日元和48829亿日元,就业规模分别为30449人和160806人(见表7)。2003年,日本太阳能、风力、生物质三种新能源的市场规模为4500亿日元,据推算,2030年将扩大到6倍以上,达3万亿日元;燃料电池的市场规模到2010年也将达到1万亿日元,到2020年达到8万亿日元,成为日本的支柱产业[18]。

总之,1973年和1978年的两次石油危机,给日本经济以严重冲击,也迫使日本政府从此大力发展新能源产业。从能源安全、经济发展和生态环境考虑,日本制定了详细而切实可行的新能源产业扶持政策,在官、产、学一体化积极推动下新能源产业取得了巨大发展。新能源在一次能源供给中所占的比例逐年增加,并使日本石油消费量逐步降低,大气污染也相应减少。1999年、2002年日本新能源利用分别达到了相当于6927ML石油和7634ML石油,分别占一次能源供给总量的1.17%和1.21%(见表3)。近年来,日本在新能源开发领域的技术遥遥领先,特别是在太阳能发电技术、环境与节能技术等方面,更是“独树一帜”,成为日本经济复苏的推动力之一,也为日本经济的可持续发展奠定了坚实的基础。展望未来,METI制定的新能源发展计划中,提出了到2010年,新能源在一次能源供给中所占比例将达到3.18%(见表3),到2030年日本使用新能源的比重将上升到20%的目标,这将使日本对石油的依赖程度大大降低,由现在的50%降到40%[2]54。

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