研發(fā)新能源技術(shù)的日本經(jīng)驗
日本在新能源領域擁有諸多世界領先的技術(shù)，為日本發(fā)展低碳經(jīng)濟實現(xiàn)低碳社會奠定了基礎。
日本是石油、煤炭和天然氣等主要能源資源均匱乏的國家，能源自給率僅4%左右，日本所需石油的99.7%、煤炭的97.7%、天然氣的96.6%都依賴進口。
近年來，日本不斷研發(fā)新能源技術(shù)，使能源利用效率大幅度提高，新能源開發(fā)利用展現(xiàn)出扭虧為盈的倍增趨勢，使日本經(jīng)濟抗風險能力不斷增強，大大降低了對傳統(tǒng)能源的依賴程度。目前，日本在新能源領域擁有諸多世界領先的技術(shù)，為日本發(fā)展低碳經(jīng)濟實現(xiàn)低碳社會奠定了基礎。
政府多方推動
日本在新能源技術(shù)開發(fā)利用方面取得的巨大成就，與日本政府的扶持政策密不可分。
確定新能源技術(shù)的開發(fā)利用目標。日本能源政策的基本目標是：能源安全、經(jīng)濟增長和環(huán)境保護，簡稱能源“3E”目標。在這一目標下逐步形成了日本新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的子目標：完成《京都議定書》規(guī)定的減排溫室氣體目標；提高能源使用效率，《新國家能源戰(zhàn)略》提出，爭取到2030年前將日本整體能源使用效率提高30%以上；能源多樣化，開發(fā)利用新能源。日本加強了對太陽能、風能、燃料電池等新能源的開發(fā)利用，使其對石油的依賴程度明顯減小。
制訂推廣新能源技術(shù)的計劃和行動方案。日本新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，始終是通過計劃與法律手段推進的。1974年，日本制訂并實施了“新能源開發(fā)計劃”，把發(fā)展太陽能和燃料電池技術(shù)定為國家戰(zhàn)略。1978年，日本又實施了“節(jié)能技術(shù)開發(fā)計劃”。1993年，日本將這兩個計劃合并后推出“能源和環(huán)境領域綜合技術(shù)開發(fā)推進計劃”，即“新陽光計劃”，目的是促進新能源技術(shù)的開發(fā)利用和商業(yè)化。
1994年12月，日本通過“新能源推廣大綱”，首次正式宣布發(fā)展新能源和可再生能源，成為日本新能源發(fā)展的政策基礎。1997年12月，正式通過“環(huán)境保護與新商業(yè)活動發(fā)展”計劃，作為政府到2010年推動新能源和可再生能源發(fā)展的行動方案。
推動新能源技術(shù)的推廣應用。首先，投入大量資金，支持新能源技術(shù)的研發(fā)，“新陽光計劃”每年撥款570多億日元研究新能源技術(shù)、能源輸送與儲存技術(shù)等；其次，推動政府、社會團體帶頭利用新能源。國家機關(guān)、公共設施必須依法帶頭采購太陽光發(fā)電系統(tǒng)和利用太陽能的熱水器系統(tǒng)，采購低能耗、低公害汽車等，資助企業(yè)和地方公共團體發(fā)展新能源；再有，直接補助使用新能源設備的家庭。除向生產(chǎn)企業(yè)發(fā)放補貼令其降低設備價格外，還按每千瓦9萬日元的標準直接補助用戶家庭。
新能源技術(shù)開發(fā)重點
核能。日本于20世紀60年代中期開始利用核能。1973年和1978年的兩次石油危機給日本經(jīng)濟以嚴重沖擊，迫使日本政府推進新能源開發(fā)利用。為增加能源的自給率，日本大力開發(fā)核能，目前全國共有核電站54座，總裝機容量4712.2萬千瓦，是世界第三核能大國，核能占能源供給總量的15%，核能電化率近40%。由于核電對電力的穩(wěn)定供給和環(huán)境保護都十分有利，根據(jù)最近公布的《國家能源新戰(zhàn)略》，日本計劃進一步發(fā)展核能發(fā)電，將核電比重從現(xiàn)在的15%提高到17%。
在開發(fā)核能過程中，日本主要關(guān)注兩大問題：核燃料的供應和開發(fā)安全問題。日本核燃料全部依賴進口，由于核燃料的特殊性能及其提煉的高難度，國際上對核燃料的開發(fā)利用有許多嚴格的規(guī)定，如嚴格限制其使用范圍，除了支付巨額成本外，還要向本國國民和世界作出政治承諾，保證其用途，日本在這方面一直信守諾言。在核能開發(fā)的安全問題上，日本最大限度地發(fā)揮政府在能源安全中的指導作用，加大對能源安全的投入。
太陽能。日本是世界上太陽能開發(fā)利用第一大國，也是太陽能應用技術(shù)強國。太陽能利用主要分為太陽光能和熱能兩種。日本太陽熱能的利用自1979年開始，1990年進入普及高峰期。太陽能技術(shù)日益創(chuàng)新，能量轉(zhuǎn)換率不斷提高，成本也是新能源中最低的。太陽光能發(fā)電是利用半導體硅等將光能轉(zhuǎn)化為電能。1997～2004年間，日本政府向用于住宅屋頂上的太陽能電池板安裝工程投入了1230億日元的資助金。自2002年以來，日本的太陽能發(fā)電、太陽能電池產(chǎn)量多年位居世界首位，占據(jù)了世界總體產(chǎn)量的半壁江山。
目前，日本太陽能技術(shù)開發(fā)的重點是硅膜太陽能電池、化合物太陽能電池，同時還加強分散電源高密度連接對配電系統(tǒng)影響的研究，這些課題從2001年正式列入“新陽光計劃”。日本的太陽能電池技術(shù)不斷提高，其光能轉(zhuǎn)換率已接近20%。從過去20年來看，其成本隨著電力累計產(chǎn)量的成倍提高而降低到原來的82%，如果能夠保持這種勢頭，它就能夠與普通電力相媲美了。
日本將光伏發(fā)電作為重點領域來推動，并提出在2030年前將太陽能發(fā)電量提高20倍。僅夏普公司的光伏發(fā)電設備就占到世界的1/3。如今，日本已經(jīng)成為全球最大的光伏發(fā)電設備出口國，占據(jù)了市場主導地位。2008年7月，日本內(nèi)閣會議通過了“低碳社會行動計劃”。該計劃闡述了在未來3～5年內(nèi)將家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本減少一半的措施。根據(jù)日本政府2008年9月發(fā)布的數(shù)字，在科學技術(shù)相關(guān)預算中，僅單獨列項的環(huán)境能源技術(shù)的開發(fā)費用就達近100億日元，其中創(chuàng)新性太陽能發(fā)電技術(shù)的預算為35億日元。目前在日本到處可以看到各式各樣的太陽光能發(fā)電裝置。
風能。目前日本風力發(fā)電能力列世界第9位。由于日本的地理地貌優(yōu)勢，風力資源極其豐富，早在20世紀80年代初，日本在風能開發(fā)和利用方面就進行了研究和規(guī)劃，開發(fā)技術(shù)不斷升級換代。近年來發(fā)展更快，1999年后的4年里發(fā)電量增加了8倍多。2003年日本共有576座風車，發(fā)電量為67.8萬千瓦，2004年發(fā)電量接近100萬千瓦。日本對風電設備給予補助，剩余風電可賣給電力公司，這是近年來日本風電急劇增加的原因。風力發(fā)電的快速增長，使日本在2005年就躋身全球十大風能市場。
隨著大型風場建設的增加，日本風電建設成本已下降至每千瓦時850美元左右。但由于日本地理位置關(guān)系，風力氣流紊亂，造成輸出頻率不穩(wěn)，使得發(fā)電設備利用率低，僅為20%～30%左右，成本也很高，同時風力發(fā)電難于蓄存，這是當前風力發(fā)電面臨的主要技術(shù)難題。為此，日本政府投入了大量資金用于技術(shù)研發(fā)。
日本經(jīng)驗的啟示
中國是世界能源消耗大國之一，2003年中國的能源消耗總量就已超過日本躍居世界第二位。面對常規(guī)能源供給日趨緊張，以及發(fā)展低碳經(jīng)濟、應對全球氣候變化的嚴峻形勢，及時調(diào)整國家能源戰(zhàn)略，努力開發(fā)新型能源，已刻不容緩。日本在新能源技術(shù)開發(fā)利用方面的做法和成功經(jīng)驗，對中國有頗多啟示。
加快制定適合國情的低碳能源戰(zhàn)略。
日本對新能源開發(fā)的熱情源于上世紀70年代出現(xiàn)的兩次石油危機。全球氣候變化和世界金融危機警示人們：人類面臨著共同的可持續(xù)發(fā)展問題。世界各國不約而同地把眼光投向新能源，以期為人類創(chuàng)造一個永續(xù)發(fā)展的基礎，并通過大力發(fā)展新能源技術(shù)，把人類社會轉(zhuǎn)型到創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展方式上來。中國人口眾多、人均資源短缺，這個轉(zhuǎn)型更為緊迫，意義也更加重大。
為此，中國需要制定經(jīng)濟和環(huán)境雙贏的低碳能源戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略由3個子戰(zhàn)略為支撐：一是大力節(jié)能，提高能效，控制總量。使實現(xiàn)第三步戰(zhàn)略目標所消耗的能源總量，尤其是煤炭、石油等化石能源總量最小化。二是高效、潔凈化利用化石能源，使這一黑色能源逐步“綠色化”。目前煤炭是主導能源，它在總能源中的比重應逐步下降，2050年可壓至40%以下。三是加快核能和可再生能源的發(fā)展，使其逐步成為國家能源的綠色支柱。核能是公認的可再生能源，目前中國的核電站都是熱堆，已經(jīng)啟動了快堆，下一步將是聚變堆。這是中國核能的三部曲。中國的太陽能和風能資源足夠多，但需要逐步突破技術(shù)、經(jīng)濟瓶頸，發(fā)展新的用能方式。為了適應可再生能源的大規(guī)模發(fā)展，需要構(gòu)建智能電網(wǎng)和發(fā)展儲能技術(shù)。
加強新能源開發(fā)利用的政策扶持。
目前，中國在太陽能和風能的利用方面得到了快速發(fā)展，逐步形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)。但產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與政策的制度保障方面存在一定的差距，相關(guān)政策相對滯后。因此，借鑒日本等國的經(jīng)驗，從國家戰(zhàn)略的高度不斷完善新能源和節(jié)能政策是當務之急。
根據(jù)對日本等國新能源和節(jié)能政策的分析，可以得出如下結(jié)論：在強調(diào)市場力量的前提下，必須重視新能源和節(jié)能政策的制定、修訂和實施；在新能源和節(jié)能政策制定的具體操作中，要發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，使得政策對新能源和節(jié)能產(chǎn)業(yè)的制度保障具有前瞻性、綜合性和戰(zhàn)略性；建立完善的新能源和節(jié)能政策體系。
優(yōu)先開發(fā)具有資源優(yōu)勢的新能源。
中國新能源資源品種齊全、數(shù)量多，資源基礎雄厚。太陽能、風能、生物質(zhì)能資源豐富，還有地熱能和海洋能等，可供大規(guī)模長期開發(fā)利用。
近年來，中國在太陽能和風能的開發(fā)利用方面成果顯著，太陽能溫室、太陽灶、太陽能熱水器和太陽能干燥器等多項技術(shù)，在農(nóng)村和城市得到推廣應用；風力發(fā)電異軍突起，呈現(xiàn)快速增長局面。但是，在新能源開發(fā)上，與日本相比還很落后。應當在堅持自主開發(fā)的同時，積極引進國外的先進技術(shù)，加快提升整體研發(fā)能力。□（作者為中國科學技術(shù)信息研究所戰(zhàn)略研究中心研究員）
