日本致力开发风光发电设施以实现2025年碳中和目标

为了到2050年实现碳中和目标，日本必须消除来自化石燃料的温室气体排放。幸运的是，日本拥有实现能源自给自足所需的一切，其中包括光伏系统、风力发电设施和抽水蓄能设施。

世界各国目前正在进行能源变革，累计安装的光伏系统和风力发电设施装机容量目前占到全球新增发电量的四分之三(图1)。这是一个令人信服的市场证据，表明光伏发电和风力发电的成本比化石燃料发电更便宜。自从2016年以来，光伏发电一直是市场领先的可再生能源发电技术，到2023年可能达到新增发电量的60%。

图1 全球2019～2023年新增各种能源设施装机容量(GW)

日本的能源市场发展

日本的风力发电和光伏发电的电价如今已经降到86美元/110MWh，这与目前的电力市场价格相比更具竞争力。这包括平衡100%可再生能源电力所需的传输和存储成本。日本在这方面可以树立榜样。

通过利用光伏系统和风力发电设施生产零排放电力，再加上交通、供暖和工业的电气化，日本可以在2050年之前消除大部分碳排放。要实现这一目标，日本安装可再生能源发电设施装机容量需要翻一番。

日本拥有丰富而优质的海上风电资源，利用来自其专属经济区的海上风电，日本可以生产比目前消耗量多50倍的电力。这意味着日本可以精心选择海上风力发电场的位置，以获得更高的风力发电量，并将成本和环境影响降至最低。

日本的光伏发电潜力也很大。通过安装在屋顶上、在内陆水体上安装漂浮式光伏系统以及与农业结合使用的光伏系统，光伏系统总发电量有可能是日本目前能源消费量的四倍。预计到2050年，日本人口将从1.25亿人减少到1.02亿人，降低18%，这也意味着可以释放出18%的农业用地，即8000平方公里的耕地。这些土地能够满足日本安装光伏系统的所有需求。

储能系统可以存储光伏发电和风力发电设施的电力，其主要形式是电池储能系统(持续时间数小时)和抽水蓄能(持续时间更长)。根据澳大利亚国立大学发布的全球抽水蓄能地图，日本有2400个可以建设抽水蓄能发电设施的站点，总储能容量为53TWh.。只需要在几十个地点建设抽水蓄能发电设施就可以存储日本所有可再生能源发电设施的电力。

图2日本有数千个抽水蓄能发电设施

日本在开发可再生能源方面已经落后

日本曾经是全球可再生能源的领导者。遗憾的是，就可再生能源的年人均部署量而言，日本现在远远落后于一些国家。荷兰、瑞典、澳大利亚和芬兰安装光伏系统和风力发电设施的年人均部署量日本的五倍，而中国、西班牙、德国和美国是日本的两倍。

日本政府日前发布的《清洁能源战略中期报告》缺乏对光伏发电和风力发电在全球脱碳起到关键作用的明确认识。与其相反，该国促进了核电、进口氢气和碳捕获与储存(CCS)的发展，这显然不是一个很好的选择。

自从2010年以来，全球核电装机容量一直保持在400GW左右。2022年，全球各地安装的光伏系统装机容量为200GW，并且每年都在快速增长。这是核电无法与光伏发电进行竞争的有力证据。

碳捕获与封存(CCS)在电力行业没有取得任何商业化成功。与没有采用碳捕获与封存(CCS)技术的化石燃料发电设施相比，光伏发电和风力发电已经具有令人信服的成本优势。如果化石燃料发电设施采用碳捕获与封存(CCS)技术，其竞争力将更弱，因为采用碳捕获与封存(CCS)的投资成本很高。

用于能源生产的清洁氢气(例如从澳大利亚进口)成本高昂，因为大约四分之三的氢气在压缩、运输、储存和转换过程中损失，这使有效能源成本增加了两倍。对于日本来说，利用风力发电和光伏发电比进口清洁氢气的成本更低。

2023年，全球电动汽车的销量约为1000万辆，而氢气燃料汽车的销量为2万辆。由于缺乏为蓬勃发展的电动汽车市场开发有竞争力的车型，日本的电动汽车汽车行业面临巨大的竞争压力。

未来的能源市场发展

北欧和澳大利亚等国的能源市场发展表明，通过光伏发电和风力发电使电力系统大量脱碳是直接可行的。为了在2050年实现脱碳目标，日本需要将光伏发电和风力发电设施的部署速度加快10倍。

有了正确的政策，日本可以期待一个不再进口石油、煤炭、天然气或铀的可持续未来。屋顶光伏系统、光伏电站和海上风电可以提供无限的能源。这在面对新冠疫情、地缘冲突或贸易中断时提供了高度的能源独立性和弹性。

工业化学品、氨气、塑料、合成喷气燃料和许多其他材料所需的关键元素是氢、碳、氧、钠、氯和氮，它们在海水和空气中随处可见。日本的化学工业基本上可以自给自足，其采用的能源来自本土的风力发电和光伏发电设施。

日本的大多数建筑都可以安装光伏系统、储能系统和热水系统，并致力采用电动汽车。这消除了温室气体排放、汽车尾气、烟雾、石油泄漏、燃煤电厂尾气、核事故和核废料处理。日本因此可以获得廉价、清洁和高度可靠的能源。

文章作者：编译：新睿