5 以氢能和燃料电池开发利用为尝试
日本氢能的主要研究方向是燃料电池。日本于1981年对磷酸燃料电池进行基础研究,先发展成大型电池堆,继而发展成电站,并实现商业化。至2000年,日本磷酸型燃料电池电站69座,发电装机为11.6MW。其中连续运转超过5 000 h以上的有27座。燃料电池在技术上和可靠性上已达到或接近实用的水平,但相对成本过高。为发展燃料电池,2001年日本经济产业省提出了指导氢能和燃料电池技术发展的国家行动纲领,并明确了燃料电池实用化的目标。日本计划投资110亿美元组织研发,计划到2010年使燃料电池总装机容量达到220万kW,到2030年建成8 500个加氢站,燃料电池汽车达到1 500万辆,占汽车拥有量的20%。
6 以地热发电为特色
日本是由火山构成的国家之一,地热资源丰富。在日本,地热资源的调查始于1950年,第一座地热站于1966年开始运转。到2000年,共有16个地热发电厂,总装机容量为500万kW,占日本总发电装机容量的0.2%,年发电量约34亿kW/h,占日本总发电量的0.3%。日本的地热发电容量占全世界的比例为6%。
7 其他新能源的开发利用
日本在上述各种新能源开发方面取得成就同时,想方设法地开发多种其他新型能源,以更新传统能源结构。比如二甲醚的开发和利用、利用浪力及潮流发电、冰雪能源的开发和利用、利用海洋温差进行发电等等,日本在利用自然资源开发能源方面,取得了许多创造性技术成果。
三、日本新能源开发举措对我国的启示
我国是世界能源消耗大国之一,2003年我国的能源消耗总量已经超过日本跃居世界第二位。面对常规能源供给日趋紧张的形势,适时调整我国的能源战略,努力开发新型能源,已经迫在眉睫。日本在新能源开发利用方面取得的成就,给我国的新能源开发利用以颇多启示。
第一,实施新能源开发利用的后发优势策略。
我国新能源开发利用起步较晚,但可以发挥其后发优势。所谓后发优势,是指发展中国家在实施现代化发展战略时,具有选择使用国外在付出巨大代价才获得的支撑经济增长的一系列科技成果,这样它就可以跳过某些技术发展阶段,直接采用新技术,实现生产力跨越式的发展。因此,我国应从战略高度看待新能源发展的历史性机遇,要勇于和发达国家站在同一起跑线上,主动参与竞争,而不是被动等待技术转让。应该迅速制定应对新形势下新能源开发利用的战略,充分利用后发优势,吸取日本等发达国家在发展新能源中的经验教训,从各个角度跟踪世界新能源方面的最新技术成果,加大自主研发能力,实现高起点跨越式赶超。
实际上,围绕新能源的竞争早已开始。仅仅把眼光盯在油气资源及其运输通道上的做法无疑是短视的,走科技创新之路、积极开发新能源才是明智的选择。在保障自身能源安全方面,西方国家普遍采取了“两手策略”:除谋求油气的稳定供应外,还加紧开发核能、太阳能、风能、生物能、氢能等新能源。与发达国家相比,我国科研实力还相对薄弱,唯有加大科技投入,加强科技交流,发挥联合攻关优势,才有望从容而自信地步入“后油气时代”。
第二,加强新能源开发利用的政策扶持。
新能源技术将成为改变世界政治经济格局的重要因素。如果说,在20世纪谁控制了足够的油气资源,谁就能在地缘政治中占据主动并保证本国经济的独立发展,那么,在不久的将来,谁占领了新能源技术的制高点,谁就能在21世纪的国际经济竞争中赢得先机。
因此,我国必须把新能源的研发摆在基础产业优先发展的战略地位。要以政府名义制定相应的能源研发远景规划,加大政府的财政投入,制定强有力的扶助政策,采取切实可行的各种措施,积极鼓励官产学投入研发行列。对新能源的生产者和消费者可以采取适当的补贴鼓励政策,增强人们的环保和择优用能意识,最终实现人与自然、社会和谐发展的目标。
第三,优先开发利用具有资源优势的新能源。
我国新能源资源品种齐全、数量多,资源基础雄厚。我国陆地每年接受的太阳辐射能相当于24000亿TCE(热胀系数),如果按陆地面积的1%、转换效率平均按20%计,一年可提供的能量达48亿TEE,比2000年全国商品能源消费量(13亿t还多35亿t;我国10M高度层的风能总储量为32亿kW,实际可开发为2.53亿kW,加上近海(1-15m水深1风力资源,共计可装机容量达10亿kW;生物质能资源也十分丰富,秸秆等农业废弃物资源量每年约有3.0亿ICE,薪柴资源为1.3亿ICE,加上城市有机垃圾等,资源总量近7亿TCE。此外,还有地热能和海洋能等,可供大规模长期开发利用。可见,我国在开发太阳能、风能、生物能、氢能以及其他新型能源方面具有巨大的潜力和优势,应该充分发挥这方面的资源优势。
目前我国在新能源的开发与利用方面,已经取得了许多可喜的成果。特别是在太阳能和风能的开发与利用方面成果尤为显著,太阳能温室、太阳灶、被动太阳房、太阳能热水器和太阳能干燥器等多项技术,在农村和城市得到推广应用。风力发电近年异军突起,呈现快速增长局面。尽管如此,由于我国在新型能源开发上与日本这样能源利用技能较先进的国家相比还很落后。我们必须在坚持自主开发的同时,积极引进国外的先进技术,加快推进我们的整体研发能力。
第四,加快发展核能技术。
核能发电是减少火电污染、减少石油依赖、替代燃油燃煤发电、可大规模形成产业化的新能源。在日本、韩国和东南亚国家现有100多个核电反应堆在运转,有10多个核电反应堆在兴建之中。日本的核发电已占总发电量的36%,韩国占38%,美国占29%,英国占28%,法国占77%。但中国还以火力发电为主,燃煤的火电占总发电量的83%,水力发电占16%,核能发电只占1%,核电占总电量比重与发达国家相比落后20多年。因此,我国必须从发展火电为主转变到以发展核电为主轨道上来,加快发展独立自主的核电技术,并快速形成产业化规模。
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