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日本能源政策:宏观层面与挑战

时间:2023-05-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:从宏观层面来看,日本在历史上以第二次电气产业革命为契机跨入了发达国家的行列,但在第三次信息产业革命中被他国超越,未能处于领先地位。这也是同年4月日本政府发布的《新能源基本规划》中关于能源政策的基本原则。地震前核电发电量占日本全国发电总量的30%左右。归根结底,是源于日本人对于掌握一项真正实用的新能源技术、不受制于人的热切渴求。因此,预计日本政府

日本能源政策:宏观层面与挑战

宏观层面来看,日本在历史上以第二次电气产业革命为契机跨入了发达国家的行列,但在第三次信息产业革命中被他国超越,未能处于领先地位。近年来的第四次产业革命是以环境为主题的,而能源是环境的主角。环保节能领域正是日本经济和产业的强项,日本希望借助第四次能源产业革命的契机,动用国家力量,发挥日本企业的竞争优势,以期重新占据世界产业经济的领导地位。

2014年6月,日本政府经济产业省公布了《氢/燃料电池战略路线图:努力加速实现氢能源社会》的政策报告,表明全力打造“氢社会”(日文:水素社会)。根据这个规划,日本将要构建的氢能源社会战略主要是基于“3E+S”为核心的四项基本原则开展,即以使用的安全性(Safety)为前提,以能源供应稳定性(Energy Security)为前提,以提高经济效率性(Economic Efficiency)为手段,扩大低成本能源供应,同时,促进环境友好型(Environment)社会的建设,以期统筹构建一个多层次、多元化的柔性能源供应架构。这也是同年4月日本政府发布的《新能源基本规划》中关于能源政策的基本原则。

《氢/燃料电池战略路线图》预测,2030年日本的氢/燃料电池的国内市场规模将达到1万亿日元(按现汇率约合510亿人民币)、2050年将达到8万亿日元(约合5000亿人民币)的市场规模。同时指出,日本在燃料电池领域的专利申请数量居世界首位,比起第二位以下的欧美各国高出5倍以上,处于遥遥领先的地位,在氢能源利用领域日本的国际竞争力很强。因此,不仅要从能源政策的角度正视氢能源社会的构建,还要从产业政策的高度重新审视利用氢能源的战略意义,需要具有国际视角和促进经济增长的广阔视野。

该报告还指出,制氢原料的可替代性很高,包括可再生能源在内的许多一次能源以及未利用能源都可以用来制氢。由于燃料电池等技术在使用阶段不排放二氧化碳,如果在制氢环节与碳收集及储存(carbon dioxide capture and storage,CCS)技术和能源效率较高的燃料电池技术组合利用,不仅可以削减能源消费量,同时还可以大幅度减轻环境负荷。

日本在全球率先推出FCV,这与政府全力推进氢能源社会的大环境密不可分。交通运输领域大约占日本国内能源消费总量的20%,推广FCV可使日本减少对石油的依赖,对氢能源社会的构建具有重要意义。此外,FCV还可以利用车内的燃料电池对外发电(FCV to H),鉴于日本列岛地震频发的实际情况,在灾害发生时可一定程度缓解家庭生活用电的压力

在可以预见的将来,日本新一代汽车的战略重点将逐渐从EV/PHEV等电动汽车系向FCV倾斜转移,原因有二:

其一,除上述的EV/PHEV等电动汽车存在充电时间长和续航里程短等技术瓶颈外,在2011年“311”东日本大地震引发福岛核泄露危机后,日本关闭了所有的核电站,共54座核反应堆。地震前核电发电量占日本全国发电总量的30%左右。日本国内的电力紧缺让汽车厂商意识到,利用夜间剩余电力为电动汽车充电的计划不太现实。按照目前的火力发电为主的技术路线走下去,到2020年日本国内的电费将十分高昂,生产制造成本将大幅提升,不仅影响日本企业的国际竞争力,而且在二氧化碳减排方面也将面临严峻的挑战。

虽然日本国内使用化石燃料(石油、天然气和煤等)的发电效率很高,居世界先进水平,但依然不能改变每年大量进口化石燃料的事实。近年来,代替发电总量近30%的核电缺口的主要是天然气发电,而天然气的大量进口严重影响了日本的国际收支平衡,致使连续3年陷入贸易赤字,大量国民财富外流,动摇了日本战后的基本国策“贸易立国”的根本。所谓“贸易立国”,即依靠日本优秀的技术和工业制造能力向海外市场出口工业产品,获取贸易顺差,用来进口能源和粮食等国内无法自给自足的资源。因此可以理解为“贸易立国”和“技术立国”互为表里,是日本国策之根本。

如上所述,面对日益扩大的能源缺口,日本开始寻找真正的可替代能源。这和20世纪70年代两次石油危机爆发时,高度依赖石油进口的日本以其擅长节能环保的小汽车跃上世界舞台的时代背景有一脉相承之处,日本民族自幼培养出来的危机感使之然。

其二,日本计划全力打造氢能源社会,从家用热电联产到国民生活用电,最终充分利用氢燃料产生的热和电,这其中最能拉动氢能源社会的当属氢燃料电池汽车。(www.xing528.com)

上述《氢/燃料电池战略路线图》明确阐明了实现氢能源社会的三个发展阶段和主要任务,其出发点是克服技术难关和确保经济可行性等所需要的时间的长短。具体执行步骤和任务如下。

第一阶段:扩大利用氢能源的“飞跃式发展阶段”。主要任务:大力推广固定式燃料电池(stationary fuel cell)和燃料电池汽车的使用,在我国领先于世界的氢/燃料电池领域获取世界市场

第二阶段:真正导入氢燃料发电,完成大规模氢能源供应体系的建设,计划于21世纪20年代后半期实现。主要任务:进一步扩大氢能源需求,将制氢原料扩大到未利用能源领域,构建“电/热”加“氢”的二次能源新结构。

第三阶段:确立综合无二氧化碳排放(CO2 free)的氢能源供应体系,计划于2040年前后实现。主要任务:在制氢环节与碳收集及储存技术组合利用,扩大利用可再生能源制氢,确立综合无二氧化碳排放的氢能源供应体系。

如上所述,可以看出,氢燃料汽车是氢能源社会建设的突破口和重要支柱,没有氢燃料汽车的牵引力,制氢、运输的积极性和商业化都会受到不小的打击。丰田能够一如既往地坚持长达近20年的FCV研发,既有前瞻式的企业战略和创新驱动的因素,同时也离不开日本举国的支持。归根结底,是源于日本人对于掌握一项真正实用的新能源技术、不受制于人的热切渴求。

另外,在可替代能源方面,日本之所以没有大力发展天然气,并非甲烷燃料电池的劣势太多,而是这项能源技术的多数标准都不在日本手里。如果使用天然气类能源,仍需要向海外支付大笔专利费。而氢气不存在这种情况,如前所述,目前日本已经掌握的氢能源方面的专利比起欧美等国家遥遥领先,日本国内的氢能源市场规模在全球或许不是最大的,但其实用效率却是最高的。

因此,预计日本政府对新一代汽车的政策重点将从EV/PHEV等电动汽车系逐渐向FCV倾斜转移,但这种转移趋势也需要一定时间的调整周期。就目前形势来看,尽管FCV在市场表现上比较强劲,但仍无法在短时间内对EV/PHEV构成颠覆性冲击。两大新能源汽车体系将仍在一定时期内具备各自的优势。但是,与EV/PHEV的充电时间和续航里程等技术瓶颈相比,FCV的燃料安全性以及加氢设施成本高昂的问题似乎更容易解决。

新能源汽车技术路线的选择,不仅涉及汽车产业本身,也影响到很多其他相关产业。EV零部件数量较汽油车大幅度减少,对于在传统汽车制造领域实力雄厚、产业链齐全的国家而言,可能带来巨大的产业结构冲击;但对于希望实现弯道超车的国家,以及颠覆一切的互联网企业而言,则又堪称为极佳的机遇。将氢气放到石化副产品的背景下,燃料电池和纯电动的技术路线背后,或许会与电力企业和石油企业产生利益纠葛。

中国强力推动以EV/PHEV为主的新能源战略背后,稀土储量的问题不容忽视;日本企业在FCV领域大力推进的背后,既有日本百年老店田中贵金属公司(TANAKA HOLDINGS Co.,Ltd.)在全球铂供应中占6成份额的事实,也与日本政府建设“氢社会”的构想密不可分。

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