虽然尚不清楚主要电源是什么意思,但最新的能源计划重申可再生能源将占全国总发电量的22%至24%。
该计划强调了在选择能源时必须牢记的三个基本要点:(1)东京电力公司福岛第一核电站2011年灾难的经验,以及对它的反省和教训必须永远不要忘记; (2)自给自足一直是战后日本选择能源的指导原则; (3)根据巴黎气候变化协议,日本必须遵循全球脱碳趋势。
在福岛灾难发生后,2013年9月至2015年8月,日本的所有核电站都被关闭。虽然这导致电价有所上升,但在此期间没有一例大规模停电。人们的日常生活中几乎没有任何不便或不适,并且没有明显的迹象表明电力短缺严重阻碍了工业的发展。
简而言之,一项无意识的社会实验证明了将国家对核电的依赖减少到零的可行性。了解到这一点后,能源计划的核电目标是2030年国家电力供应的20%至22% - 同时表示日本将尽可能地减少对核能的依赖 - 似乎是矛盾的。但事实上可能并非如此。
解决矛盾的关键在于未来对燃煤火电的处理,燃煤火电被认为是核电的基荷电源。2017财年,燃煤电厂占电力供应的30.4%。对于每千瓦时的发电量,燃煤电厂排放的二氧化碳几乎是天然气发电厂的两倍。减少燃煤火力对于减少二氧化碳排放的努力是不可或缺的。
能源计划要求在高效燃煤发电厂继续使用煤炭,这对环境的负面影响较小。同时,节能法要求每个电力公司在2030年之前将其火电厂的平均转换效率提高到至少44.3%。因此,计划表示,必须逐步淘汰效率低下的燃煤热电厂。
目前,提高燃煤火电厂转换效率的技术仍处于发展阶段。虽然目前有两个示范工厂使用综合煤气化联合循环(IGCC),但其转换效率率为42%,低于目标44.3%。综合气化燃料电池循环(IGFC)被认为是燃煤发电的最先进方式,目前仍处于政府补贴的示范阶段,可能至少需要10年才能在商业上使用IGFC。
该计划似乎旨在将燃煤火电的份额降低到总电量的10%左右,这符合促进脱碳的基本政策,同时将煤炭视为重要的基荷电源。为实现这一目标,必须逐步淘汰转换效率低的燃煤电厂,并且必须以更高的效率转向燃煤发电,这将更加昂贵。这将不可避免地将燃煤电力在总电力中的份额从目前的30%降至10%左右。
核能是唯一能够填补煤炭份额减少所造成的差距的动力源。建造一座新核电站或扩建现有核电站以满足最新的安全标准将花费超过1万亿日元。但能源计划没有提及建造新的核电厂。也不会有任何能够负担这些费用的电力公司。如果是这样,剩下的唯一选择就是加快建设目前在建的两座核电站或重新启动闲置的反应堆。
经修订的核反应堆控制法于2013年7月生效,原则上将发电用反应堆的运行时间限制在40年。但它表示,如果在初始期限到期之前获得批准,该期限只能延长一次,并规定延期不得超过20年。
将对扩展的申请进行筛选,并根据具体情况决定扩展的长度。最初认为,一次性延长长达20年将是一个例外。但除非几乎所有现有工厂都允许这样的例外,否则到2030年将不可能将核电的份额提高到20%至22%。
没有核电厂可以使用寿命超过60年。幸运的是,截至2030年,大部分现有核电厂的年龄都不会达到60岁。但到2050年,几乎所有现有核电厂都将退役。放宽安全标准以降低成本将不具有社会可接受性。并鼓励建造新的工厂和反应堆。这将迫使核电在2030年至2050年之间逐步淘汰。那么,在核电不复存在之后,如何供电呢?
首先,除了将可再生能源作为名义和现实的主要动力源之外别无选择。只有当发电可再生能源的份额提高到50%时,日本才能宣称它们是主要的动力源。为了克服可再生能源供电不稳定的问题,日本必须努力开发低成本的蓄电池,并加强可再生能源的区域自给自足。
其次,必须推动天然气和高转换效率的燃煤火力发电,以减少二氧化碳排放并补充可再生能源。如果碳捕集与封存(CCS)技术成为现实,脱碳将不再是梦想。
当谈到2050年的电源组成时,向核能减少迈进将是不可避免的,可再生能源发挥主要作用,低碳火力发电起到补充作用。这种变化只会是核能发电成本上升和可再生能源成本下降的自然结果。
Takamitsu SAWA 国际高等研究院副院长,滋贺大学特聘教授,京都大学名誉教授