第06版:理论·评论

中国能源报 2025年02月24日 星期一

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日本最新中长期能源规划看点多

■周杰 《中国能源报》(2025年02月24日 第 06 版)

  2月18日,日本政府发布最新版的第7次中长期能源基本规划。这一规划作为日本能源政策的重要纲领性文件,每三年进行一次修订。新规划全面反映了日本在全球能源转型和应对气候变化压力下的战略调整与应对措施,提出了面向2040年的新目标,并对多个关键指标进行修订。该规划的发布,不仅标志着日本在未来能源战略上的重新布局,也进一步明确了其在全球能源转型、气候目标实现及能源安全保障方面的优先方向,为日本在能源领域的可持续发展提供了全新的行动指南。

  ■气候目标与碳中和战略的进展与调整

  在新规划中,日本再次明确了实现2050年碳中和的长期目标。为了配合这一目标,规划重申到2030年将温室气体排放减少约46%(相较于2013年基准年水平),并力争实现50%的减排幅度。同时,规划新增了2035年和2040年的分阶段目标。相较基准年,2035年温室气体排放量将减少60%,2040年减73%。通过设定阶段性目标,日本力图在2030年至2040年间实现减排的显著突破,并强调与《巴黎协定》1.5摄氏度温控目标的一致性。为此,《GX2040愿景》和《全球变暖对策计划》等相关政策计划也同时获得日本内阁批准。

  此次规划首次提出了2040财年的能源供需前景。预计到2040年,日本的发电量将增长至1.1万亿—1.2万亿千瓦时,比2023年增长约10%—20%。这一增长趋势反映了电力需求的持续上升,特别是在工业智能制造和数据中心等高能耗领域的快速扩展背景下。然而,满足这一需求的前提是通过低碳能源供应来实现,因此,电力结构的调整成为关键路径。规划明确提出能源结构多元化的路线图,强调推动可再生能源成为主力电源,同时保持一定比例的核能和火力发电,以确保电力供应的稳定性和安全性。此外,为了提升整体能效,日本计划将最终能源消费量(标油当量)从当前的3.0亿千升降至2.6—2.8亿千升。

  能源自给率的提升也被视为日本长期战略目标的重要组成部分。规划提出,到2040年,日本的能源自给率预计将从2023年的15.2%提升至30%—40%。这一目标将显著减少对外部能源的依赖,尤其是在国际能源市场动荡加剧的背景下。通过提升自给率,日本试图增强国家能源安全,提高应对全球能源挑战的能力。

  ■推动可再生能源发展的目标与路径

  在最新规划中,日本明确提出到2040年将可再生能源在电力供应中占比提升至40%—50%的目标,从而确立了可再生能源在未来能源结构中的核心地位。特别是,太阳能被确定为日本未来最大的电力来源。为了实现这一目标,日本计划大力推动光伏设施建设,并通过推动技术和设备标准化来降低建设和运营成本,从而加速太阳能的普及。到2040年,光伏发电在电力供应中的占比将从当前的9.8%(约74吉瓦装机容量)提升至22%—29%,装机总量增至200吉瓦,是现有规模的2.7—2.9倍。为了实现这一目标,每年需要新增6—10吉瓦的光伏装机容量,增速显著高于近年来的年均新增量。钙钛矿太阳能电池作为新兴技术,因其高转换效率、低成本和轻便性,被视为未来光伏发展的重要方向。新规划明确提出,到2040年,钙钛矿太阳能电池的装机容量将达到20GW,约占太阳能累计装机总量的10%,并贡献新装机容量的20%。

  此外,规划还明确了风力发电的目标。预计到2040年,风力发电在日本电力供应中的占比将达到4%—8%。日本海上风电具有巨大潜力,尤其是在东部海域和北部海域。到2030年,日本海上风电的装机容量预计将提升至10GW,到2040年,预计将达到30—45GW,成为风力发电的重要支柱。水力发电在可再生能源结构中仍将发挥重要作用,到2040年,水力发电的占比目标为8%—10%。地热能在日本具有较高的开发潜力,按照规划,2040年地热能的占比目标为1%—2%。生物质能的占比目标为5%—6%,并通过技术创新和资源整合,进一步提高其利用效率。

  ■核能复兴政策与未来目标

  自福岛核事故发生以来,日本的核能政策经历深刻变化。核能在日本能源结构中的比重大幅下降,从2014年的第4个能源基本规划到2021年的第6个能源基本规划,日本明确提出逐步减少对核能依赖的方针。然而,随着全球气候变化的加剧和实现碳中和目标的压力不断增大,这一表述在新规划中已被删除。到2040年,核能在日本电力结构中的占比将恢复至20%,显著高于2023年的8.5%。这一目标标志着核能在日本能源战略中的重新定位,成为实现碳中和目标、保障能源安全和电力稳定性的重要工具。为了推动核能复兴,日本政府出台了一系列政策支持和技术创新举措。

  日本政府首次在规划中明确提出支持新型核电站建设,计划在“已决定退役的核电站所在地”替换旧有核电机组,引入新一代创新反应堆。其中,小型模块化反应堆(SMR)是新一代核反应堆研发与应用的重点。SMR具有更高的安全性、低建设成本和短建设周期等特点,能够提供灵活的能源供应方案。先进的核反应堆技术(如钠冷却快堆SFR和高温气冷堆HTGR)也被列为研发重点,以提高系统的稳定性和运行效率。此外,核能将在未来与可再生能源和储能技术相结合,形成互补的电力供应体系。

  福岛核事故发生后,核能在公众中面临巨大信任危机。为了重新赢得公众的支持,政府计划实施更为严格的安全监管措施,重点推动现有核电站的高效运营与安全检修,包括延长核电站使用寿命、提升运行效率,并确保其符合最新的安全标准。这一举措旨在充分发挥现有核电设施的价值,同时加强核电的安全性。为了解决核废料问题,日本正在加速推进闭式燃料循环技术,实现核废料的回收再利用。通过“高速增殖反应堆(FBR)”技术,能够将放射性废料转化为可再次使用的燃料,从而降低核废料风险,同时减少对新燃料的需求,提高核资源的利用效率。

  ■火力发电与CCUS技术的脱碳路径

  尽管可再生能源在日本能源结构中的占比逐步提升,但在未来较长一段时间内,火力发电仍将在保障电力供应的稳定性和灵活性方面发挥关键作用。预计到2040年,火力发电在日本能源结构中的占比将降至30%—40%,相较于目前的68.6%,其比例将显著下降。然而,天然气、煤炭等化石燃料仍将是电力供应的重要组成部分。

  煤炭火力发电虽然在日本能源供应中占较大份额,但由于其高碳排放,面临被逐步淘汰的压力。为此,日本一方面淘汰煤电落后产能,提升煤炭火力发电的燃烧效率,减少碳排放;另一方面,积极推广碳捕集、封存与利用技术(CCUS),最大限度地降低现有煤电厂的排放,同时提升天然气发电占比,实现火力发电低碳化的平稳过渡。

  CCUS是实现火力发电脱碳的关键路径之一。日本计划到2030年实现5000万吨二氧化碳的捕集能力,并在2050年将这一能力提升至1亿吨。与此同时,日本还着眼于布局主动去除大气中二氧化碳的CDR技术,以弥补传统减排技术的不足。CDR技术包括直接从大气中捕集二氧化碳并进行永久封存的DAC技术,以及通过生物质能发电并结合CCUS技术实现负排放的BECCS技术等。到2030年,日本计划通过CDR技术移除数百万吨二氧化碳。预计到2050年,这一技术的年移除量将扩大到数千万吨,从而为实现碳中和目标提供强有力的支持。

  此外,日本还计划通过技术创新推动火力发电向低碳化方向发展。一方面,计划引入氢气混燃技术,在火力发电中逐步增加氢气的比例,以替代传统化石燃料。另一方面,发展低碳气体燃料作为替代方案,进一步减少火电的碳排放。此外,尽管石油火力发电在日本能源结构中的占比较低,但日本仍计划通过燃料替代和技术改进减少其排放,同时保留少量石油火电作为备用电源。

  ■推动智能电网、储能技术创新,以及分布式能源整合

  在新规划中,日本明确提出发展智能电网、储能技术和分布式能源系统的目标。这一目标旨在应对可再生能源占比提高后可能引发的波动性问题,同时提升电力系统的灵活性和稳定性。

  为确保电力供应的稳定性,日本将重点推动跨区域电力互联建设。通过加强区域间的电力互联,可以在供应波动时实现电力调配,从而提高整体电网的抗风险能力。互联电网将整合各地区的可再生能源资源,实现更高效的电力分配与利用。智能电网被视为未来电力系统的核心基础设施,日本计划通过智能调度、负荷管理和需求响应技术,帮助实现电力市场的动态平衡,尤其是在可再生能源波动较大的情况下。到2030年,日本计划实现90%的智能电网覆盖率,确保电力网络能够实时采集数据、远程控制并优化调度。这一目标将增强电力系统的适应性,提高对负荷变化和供应波动的快速响应能力,从而减少能源浪费。

  储能技术被视为解决可再生能源不稳定性的关键手段。日本计划到2030年大幅提升储能设施容量。截至2023年,家庭储能系统的安装量已接近50万台,预计到2030年将超过200万台,从而推动电力市场的整合效率。通过推动家庭光伏、微电网和虚拟电厂技术的应用,日本正致力于实现分布式能源系统的大规模整合。分布式能源可以通过VPP技术实现大规模集成和优化调度,从而提升整体电力市场效率,并增强社区能源供应的灵活性和抗风险能力。

  综上所述,日本第7次中长期能源基本规划通过对气候目标、可再生能源、核能、氢能、火力发电、CCUS技术以及智能电网等多个关键领域的详细规划,勾勒了日本未来十几年的能源转型路线图。然而,尽管规划目标清晰,路径明确,实际实施过程中仍可能面临诸多挑战。例如,核能和CCUS、CDR技术的发展需要巨额投资,可再生能源成本仍然较高,SMR、氢能等新兴技术尚未大规模商业化,短期内难以替代传统化石燃料。

  总体来看,在全球气候变化和能源安全挑战加剧的背景下,日本通过新规划明确了低碳化、脱碳化与技术创新的战略方向。规划提出的一系列具有前瞻性和多元化的措施,呈现出务实的政策取向,试图在能源安全、经济竞争力和碳中和目标之间找到平衡。然而,如何真正实现这些政策和技术的落地,并确保其经济可承受性,将是未来数年决定日本能源转型成败的关键。

  【作者系全球碳中和研究院(澳门)院长】