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文摘
新的能源计划:展示将核电作为氢气供应源的新视角
文摘
2024-11-20 20:30
日本
日本政府内部已经启动围绕新版能源基本计划的讨论工作,该计划将成为日本中长期能源政策的指针。要在保证电力稳定供应的同时实现零碳目标,需要从新的视角看待核能的利用。
门槛提高的减排目标
2024年5月,经济产业省下属审议会启动了围绕制定《第七次能源基本计划》的审议工作。预定于2025年11月在巴西召开的第30届《联合国气候变化框架公约》缔约方大会(COP30)上,世界各国将带去2035年的温室效应气体(GHG)减排目标。第七次能源计划将2040年定为目标年份,这也是日本将在COP30上提出的数值目标。
让我们来回顾一下日本曾经提出的减排目标。2023年5月广岛七国集团(G7)峰会召开前的同年4月,七国集团气候、能源及环境部长会议在札幌召开。会后发布的联合声明提出,“2035年GHG排放量较2019年削减60%”的目标。作为G7峰会东道国,日本事实上相当于将这一新的减排目标变成了“国际承诺”。顺便提一句,这一目标数值也写入了2023年12月召开的COP28的共识文件。
“2030年GHG排放量较2013年削减46%”。这是日本在2023年4月发布联合声明之前做出的国际承诺。从2013年到2019年,日本好不容易将全年GHG排放量(二氧化碳换算值)从14.08亿吨减少至12.12亿吨,相当于减少了14%。如果现在还要进一步削减60%,可想而知需要付出多大的努力。
“2035年较2019年削减60%”这一新的国际承诺实际上更加严苛。如果按照之前设定的基准年份,“与2013年相较”来进行换算,那就意味着要“削减66%”。虽然期限从2030年延长了5年至2035年,但削减比例却从46%提高到了66%,整整提高了20个百分点。《第七次能源基本计划》中对发电能源构成的预期,就要求必须满足这个“严苛的前提条件”。
2030年发电能源构成预期已经亮起“黄灯”
附表的(1)展示了现行的第6次计划(2021年10月内阁会议决定)提出的2030年发电能源构成预期。但目前甚至就连这个预期能否实现都已经亮起了“黄灯”。
2030年、2040年发电能源构成预期
(1)2030年发电能源构成预期情况
(2)2030年发电能源构成实际情况
(3)2040年发电能源构成预期情况
笔者制作。
(1)是《第六次能源基本计划》中的数值。(2)、(3)是笔者的推算值。
可再生能源中,风力的增幅较大,而2022年末的实际装机容量仅为陆上5.1吉瓦(GW)和海上0.1GW,从交付周期(从着手规划到完工的时间)的长度来看,要达成2030年陆上17.9GW和海上5.7GW的装机容量目标较为困难。要想让核能在发电能源构成中的占比达到20%到22%,必须保证27个反应堆在运转,但现阶段只有12个反应堆得到了重启。到2030年时,恐怕充其量也就只有20个反应堆在运转。在附表(2)中,笔者展示了自行推算的数值。笔者认为,2030年的发电能源构成中,可再生能源和核能分别仅占30%左右和15%左右。即使加上氨氢火力的1%,非化石发电能源的占比也只能达到46%左右。
其实,日本政府也已经意识到了这种状况。《伴随法律义务的能源供给结构高度化法》(高度化法,旨在促使能源供应企业使用非化石能源的法律)的实际运用,便以一种显而易见的形式反映出政府已经意识到问题,由此可以窥见政府试图“瞒天过海”。
如附表(1)所示,既然预期2030年的非化石发电能源占比要达到59%(可再生能源36%到38%+核能20%到22%+氨氢火力1%),那么照理来说,不把高度化法规定的义务化非化石发电能源占比也相应提高到59%就很奇怪。
但即使是在现阶段,该法规定的义务化非化石发电能源占比的下限仍旧被设定为和《第五次能源基本计划》持平的44%。这无非是因为政府自身也预见到了要在2030年前将非化石发电能源占比提高到59%相当困难,充其量也只能达到45%左右。
在2030年发电能源构成预期已经难以实现的现状之上,再附加上更加“严苛的前提条件”,所以在《第七次能源基本计划》中制定2040年的预期可谓是“暴力强攻”。要想满足前提条件,必须提出附表(3)中的发电能源构成预期(笔者推算),但实现的可能性却极低。
(3)展示的预期中,最严重脱离现实的是“核能25%到30%”这个数值。在《第六次能源基本计划》中,政府注意到2030年发电能源构成预期和现实情况差距较大的情况,使用了“雄心勃勃”这样的措辞。而与现实差距进一步扩大的《第七次能源基本计划》中,针对2040年预期,就已经不得不说是“凭空幻想”了。
为了避免零碳目标沦为“空想”
要避免2040年发电能源构成预期沦为“空想”,能有什么妙招呢?唯一的办法就是转变关于核能的想法。不能把核能理解为狭义的发电能源,而应该将之定位为生产过程中不排放二氧化碳的“零碳氢气”供应源,可以帮助实现实质上零排放的碳中和(CN)。
零碳氢气是实现碳中和不可或缺的支柱型原燃料。如果不把天然气火力发电变为氢能火力发电,用氢气和二氧化碳制造合成燃料(e-甲烷、e-fuel、绿色液化天然气等),在钢铁行业推行氢还原炼钢法[冶炼工艺中使用氢气替代焦炭(碳元素)还原铁矿石的方法),就不可能实现碳中和]。“没有零碳氢气就没有碳中和”,这已经成为“全球的常识”。
通常设想的零碳氢气,是用太阳能发电和风力发电产生的电力(绿色电力)对水进行电解后得到的所谓“绿氢”。不过,由于太阳能发电和风力发电受制于天气,所以绿氢存在电解装置运转率低、成本偏高等缺点。
另一方面,核电属于可以不分昼夜低成本稳定发电的“基本负荷发电能源”,可以稳定维持高水平的电解装置运转率。这就可以消除导致零碳氢气成本过高的一个重要因素。
除了绿氢外,在利用CCS技术(二氧化碳捕获和封存技术)生产“蓝氢”的成本方面,其他国家拥有优势。因为其他国家绿色电力的成本,以及将油气田作为封存地点的CCS的成本较低。
话虽如此,但如果从海外进口零碳氢气,日本的能源自给率并不会提高,海上运输费用还会拉高成本,最终得不偿失。要想解决这个问题,可以把国内的核电站作为零碳氢气的供应源,推进国产化。
如果像过去那样,将核电站生产的电力直接供应给市场,需求减退时就会出现供应过剩,不得不控制可再生发电能源的输出。但如果将核电站产生的电力用于氢气供应,这部分电力就不容易出现供应过剩的问题,也无需控制可再生发电能源的输出。拥有零碳这一共同特征的可再生能源和核能将实现共存。
东日本大地震引发东京电力福岛第一核电站事故以来,民众对核能的评价往往偏负面。要想提高核能在第七次计划的发电能源构成预期中的占比,就必须得到民众的支持。如果能够明确展示新的视角,将核能定位为零碳氢气的供应源,而不只是传统的发电能源,那么民众对核电站的态度或许会有所改观。
标题图片:东京电力谋求重启的柏崎刈羽核电站第六和第七号反应堆(由内到外),2015年12月7日,新潟县(时事社)
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