6686体育下载:日本能源:从进口大国到技术出口大国
栏目:行业资讯 发布时间:2024-05-08
 受福岛核泄漏事故影响,日本核能将长期陷入停滞状态,对新一代核能技术的研发投入将会下降。洁净煤技术、太阳能利用技术、海洋能以及氢能方向的投入将会加强。  日本的能源自给率仅有18%,长期严重依赖进口。尤其经历上世纪70年代石油危机的冲击后,日本政府除了对外积极经营其能源外交战略,支持国内企业或企业财团在海外参与能源资源开发外,主要从提高能源使用效率和大力研发新能源技术入手,调整能源结构,重点发展

  受福岛核泄漏事故影响,日本核能将长期陷入停滞状态,对新一代核能技术的研发投入将会下降。洁净煤技术、太阳能利用技术、海洋能以及氢能方向的投入将会加强。

  日本的能源自给率仅有18%,长期严重依赖进口。尤其经历上世纪70年代石油危机的冲击后,日本政府除了对外积极经营其能源外交战略,支持国内企业或企业财团在海外参与能源资源开发外,主要从提高能源使用效率和大力研发新能源技术入手,调整能源结构,重点发展节能技术和核能、可再生能源、氢能与燃料电池等替代能源技术。

  总体来看,日本在能源技术研发上的策略秉承了“技术强国”的整体思路:开发重点放在产业链上游的高端技术,依靠对产业链的掌控和影响使日本的能源产品和企业在世界市场上占据最大份额。政府鼓励企业海外扩张,技术输出,实现从能源进口大国向能源技术出口大国的转变。

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  进入21世纪以来,日本启动了新一轮国家能源战略研究,在2006年出台了《新国家能源战略》,确定了保障能源安全、实现可持续发展以及帮助亚洲及世界各国解决能源问题(即扩大自己的能源技术在他国的占有率)的战略目标,并明确提出了到2030年要实现的一系列量化指标,其中包括将日本公司在海外开发和拥有的石油占进口石油的比例提高到40%。

  同时,日本政府在2008年公布的创新能源技术计划中确定了电力、交通、工业、商业/建筑以及共性领域优先研发的21项能源相关创新技术,这些技术2030年前后能够实际应用和普及,是日本在世界市场上具有较强竞争力的技术。

  2008年金融危机的爆发使得日本政府开始努力引导产业结构调整,并于2010年6月正式推出了《新增长战略》,提倡大力发展可再生能源和节能技术。

  同期出台的《基本计划修订案2010》提出的2030年目标包括:使能源自主率由现在的38%提高到70%;零碳排放电力(核能与可再生能源)比例由现在的34%提高到70%;使日本的能源产品和企业在全球市场占据最高份额等等。

  通过持续30多年的研发,日本的节能和新能源技术已居于世界领先位置。根据国际能源署(IEA)的统计数据,1974~2009年日本能源领域的研发经费投入总额为1312.7亿美元,仅次于美国的1598.6亿美元;其中日本核能领域的投入总额为949.3亿美元,远超过各国。

  从专利数量来看,1988~2007年期间,日本在清洁能源领域的专利数量几乎是第二名美国的2倍。而替代能源技术领域三边专利(美国专利商标局、日本特许厅、欧洲专利局都提交的专利申请)的前100位申请机构中有45家是日本机构,前10位中更是有9家,这反映了日本不仅在国内注重技术商业化,还关注在全球市场掌握技术主导权。

  煤炭在日本一次能源供给中占21%,是仅次于石油的第二大主力能源。但其煤炭供应却全部依赖进口。在技术研发上,日本着力发展洁净煤自主工艺和高端能源装备技术,依靠自主技术占领国际市场。

  日本在高效燃煤发电方向的主要技术路线包括:在超超临界方面拥有600℃级别投入使用的经验;采用自主研发技术和设备运行一座250兆瓦煤基IGCC示范电站;在整体煤气化燃料电池联合循环方面开展了气、液、电煤基多联产计划。目前,日本燃煤电站的热效率已达到世界最高水平,造就了一批掌握关键核心技术的工业企业,如三菱重工制造的重型燃气轮机已在全球40多个国家售出500多台,其研发的全球输出功率最大、热效率最高的燃气轮机进入试运行阶段。

  如果不算核电,日本的能源自给率仅有4%,加上核电之后则上升为18%。因此,即使不发生“311”大地震,日本也不可能放弃核能。

  日本在2006年发布的《核能国家计划》明确提出了到2030年要实现核电比例提高到30%~40%。在技术研发上,提出于2030年开始使用改进型轻水反应堆,并且将以大型反应堆为主。《核能国家计划》的提出,表明日本政府已经将发展核能提升到立国之本的战略高度。

  在世界核电产业刚刚进入复苏发展阶段之时,在政府支持下,以技术实力为武器的日本核电企业迅速调整国际发展战略,通过收购、合并业务以及结成战略联盟等手段,形成了以日本企业为主的国际核电技术市场三足鼎立的局面:日本东芝美国西屋、日本日立美国通用、日本三菱法国阿海珐。可以说,日本企业已抢占了核电市场竞争的制高点。

  日本“311”大地震引发的核泄漏事故,也可能对日本可再生能源的发展起到助推作用。

  日本是世界上最早推行太阳能政策的国家,也是太阳能应用技术强国。虽然目前太阳能电池产量次于中国和欧洲,但日本已占据了太阳能电池产业链条的制高点,在光伏产业利润最丰厚的上游多晶硅原料七大生产厂商中,有3家是日本企业,第一位的美国公司也有两家日本企业持股。日本还拥有全世界前两大电子级多晶硅生产商,两者占据全球市场50%以上的份额。综合来看,日本厂商对光伏产业链的影响举足轻重。

  在技术研发方面,日本目前的研究开发重点放在低成本大规模生产技术的开发方面。2010 年 6月 30 日,NEDO 开始实施为期 5年的“下一代高性能太阳能发电系统技术开发”国家项目。

  早在 20世纪80 年代初,日本在风能开发和利用方面就进行了研究和规划。由于日本岛国的地理位置关系,风力气流紊乱,使得发电设备利用率低,成本也很高。为此,日本政府投入了大量资金用于技术研发,重点是降低风电成本、提高耐久性和性能;此外,海上风电也是一大方向。

  随着风力发电机向大型化方向发展,部件将会越来越多地使用轻质高强度碳纤维等先进复合材料,日本企业在这方面雄厚的技术积淀使得其具有较强的市场竞争力。日本凭借其本土产业优势已经成功创建了具有一定全球竞争实力的风机制造厂商三菱重工。截至2009年底,已出口3000台以上。日本企业也已参与到我国风电项目建设。

  氢能与燃料电池技术是日本重点发展的能源技术之一。据统计,日本企业在该领域的专利申请量远大于其他国家,前10家申请机构中有9家都是日本企业。

  目前研发集中在三个方向:固定式燃料电池系统、燃料电池汽车、氢能基础设施。固定式燃料电池研究项目的重点是质子交换膜燃料电池(PEFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC),目前日本国内已经开始销售1千瓦家庭用PEFC燃料电池热电联供设备,到2010年3月安装了5000台。

  2002年日本启动了国家级氢能和燃料电池示范项目,计划到2015年实现燃料电池汽车商业化。在9年时间里有近30家制造商参与,同时建有15座加氢站。

  日本经产省2010年底启动了氢能社会基础设施开发示范项目,旨在建设更多的加氢站日本主要靠什么发电,并试点为家庭和商用纯氢燃料电池铺设输氢管道,提前为氢能社会作好基础设施布局。

  为增强日本企业的主导权,日本开展的项目包括建立氢经济社会规范标准,希望形成国际性标准。

  (本报记者陈欢欢整理/参考中科院国家科学图书馆武汉分馆《能源与科技参考》)