日本风力发电量虽有增加,但仍然远远落后于世界主要国家

环境能源 2017年11月07日

风能作为一种资源,与太阳能一样,属于典型的取之不尽用之不竭的自然能源。风力发电作为可再生能源,在世界各主要国家的开发规模都在不断扩大。在这样的潮流中,日本的风力发电量虽然也在持续增加,但与其他主要国家相比,其占总发电量的比例依然较低。这一情况在平时并不为太多的人所了解。为了避免进一步落后于世界潮流,有必要制定比目前更加具体的开发推进政策。

新能源产业技术综合开发机构(NEDO)于2017年3月末发布的《风力发电设备·开发实绩》中披露了这一事实。报告显示,表示风力发电总发电能力的装机容量约为336万千瓦,与上一年度相比(以年度为单位进行统计),增加了近8%。报告显示,装机容量和装机台数每年都在增加(参考图例)。

日本的风力发电总量约为336万千瓦

NEDO以满足“接入商用电力系统,总输出在20千瓦以上”等若干条件的风力发电设备为调查对象,对“装机台数”、“总输出”、“设立人”、“设立场所(都道府县、市町村)”及“风车制造商”等进行统计,每年发布统计结果。根据此次发布的结果,截止2017年3月末,装机容量约为336万千瓦,较上一年度增长了7.8%,装机台数同比增长了5.0%,达到2203台。2016年度新增装机容量约为24万千瓦,装机台数中新增了105台风力发电设备(以上数据为考虑了设备的废弃、拆除之后的合计值)。

按照装机容量进行排名,第一名为青森县,装机容量约为39万千瓦,装机台数为239台。接下来依次为秋田县、北海道、鹿儿岛县及三重县。大部分都道府县都或多或少安装了风力发电设备。东京都拥有东京临海风力发电所等4个风力发电设施,装机容量为4150千瓦。埼玉县、山梨县、长野县、大阪府、冈山县和香川县尚无风力发电设备。

图1 日本风力发电开发量的变化

图1 日本风力发电开发量的变化(资料提供/NEDO)

PHOTO

照片:设立于东京都中央防波堤内侧填埋地内的东京临海风力发电所,被人们爱称为“东京风车”。其建设和运营管理主体为“J-WIND(曾用名:J-WIND东京)”,这是一家由电能开发公司与丰田通商公司和东京都作为“合作事业”所成立的公司。该项目于2003年启动,所发出的电全部出售给东京电力。(照片提供/电能开发公司)

风力发电是以风的运动所产生的能量推动风车旋转,将其产生的动力传递给发电机从而实现发电。风车的外形多为螺旋桨形。这是由于这种形状之下风能的利用效率较高。风力发电属于绿色能源,是纯国产的自然能源,但其也存在一定的短板。其中,最大的短板就在于“一切由风说了算”。据推动风力发电事业的“电能开发(J-POWER)”(总部位于东京都中央区)称,由于“一切由风说了算”,因此“能源密度”较低,难以对输出电量进行调整。然而,目前相关机构正在努力为克服这一短板而进行各种尝试。例如,采用将风车集中在固定区域内的“风车农场”的方式,将原来散落在各处,受到不稳定风影响的各台风车集中起来,尽量减少其对电压和频率所造成的影响。此外,付出的努力还包括:提升支撑风车的塔的高度,充分利用高空的强大风力,以及扩大风车的直径,增加每台风车的输出电量等等。

风能与风速的三次方成比例。因此,将风力发电设备设立在常年风力较为稳定且强烈的地方至关重要。选址时,需要对特定场所的“风况”即风的吹动方式进行调查。“电能开发”也在展开研究,就地形与风车之间相互影响所造成的风况变动进行模拟分析,这将有助于选址。

日本位列世界第19位,2030年的电能比例仅为1.7%

日本政府在2014年4月11日的内阁会议上决议通过了《能源基本计划》中,公开了加速开发可再生能源的相关方针。关于风力发电,决定加速实施环境评测,以便在更短时间内导入风力发电设备,在推进各项相关制度合理化的同时,推进海上风力发电的实证研究。

然而,纵观全世界的趋势,中美等世界上大多数国家的风力发电总量都处于高速增长中,而日本的数据却低到异常醒目。虽然2012年启动的可再生能源固定价格购买制度使得日本的风力发电设备有所增加,但此次公布的约336万千瓦在国内发电总量中所占的比例为百分之零点几,微乎其微。在政府于2015年7月发布的2030年电能构成比例,即30年阶段比例目标中,占比也仅为1.7%。(参看图2)

由风力发电相关单位组成的日本风力发电协会(位于东京都港区)于去年2月发表了以《面向风力发电的扩大开发》为题的报告。报告中以数据的形式展示了世界主要国家在开发风力发电方面的动向。报告中提到,2014年一年里,各国新开发的风力发电量分别为:中国2320万千瓦,德国530万千瓦,美国490万千瓦,其中中国的累积开发发电量接近1亿2000万千瓦。此外,报告中还引用了国际能源署(IEA)的推测,预计到2040年,全世界的风力发电总量有望增加10亿千瓦以上。在截止2014年的阶段性累计开发发电量的比较之中,日本位列世界第19位,远远落后于中国、印度以及欧美各国(参考图3)。

图2 2030年的电能构成比例。

图2 2030年的电能构成比例。可再生能源占比为22~24%。其中风力发电占比约为1.7%(数据采自2015年5月发布的经济产业省《长期能源供需预测》)(资料提供/经济产业省)

图3 全世界开发风力发电的前10位发达国家。

图3 全世界开发风力发电的前10位发达国家。日本位列第19。(资料提供/日本风力发电协会,该协会报告《面向风力发电的扩大开发》)

据日本环境省等部门称,阻碍日本采用风力发电的原因包括,在适合发展风力发电的北海道和东北地区等输电线路的完善状况落后,除此之外还包括进行环境影响评价(测评)也需要一定的时间、农田等土地利用受到限制的现状等。日本风力发电协会在《面向风力发电的扩大开发》中,列举了为实现扩大开发而需要解决的一系列问题,其中包括:“重新制定宽松的用于扩大适用地区的规定及制度”、“ 持续开发降低成本提高效率的技术”、“ 提升(包括人才培养在内的)项目管理技术”、“国内相关产业的培育”、“推进(包括与项目所在地实现共生在内的)国民的理解”等。

除了在环境方面较为发达的德国等欧洲国家外,中国等国在可再生能源领域的投资也非常活跃。因为对世界能源问题进行分析而广为人知的国际民间调查机构“彭博新能源财经(BNEF)”在6月份发布的预测中称,今后全世界范围内,太阳能和风力发电会快速扩张,到2040年,仅这两项就将占全世界发电总量的38%。作为应对全球变暖的国际组织,巴黎协定提出了把全球平均气温较工业革命之前的水平升高控制在2摄氏度之内的目标,希望各协定国为此目标大胆地制定政策。日本作为巴黎协定的协定国之一,需要更加重视在推进太阳能发电的同时,增加风力发电的具体普及推进政策。

(Science Portal主编 内城喜贵)

相关链接
· NEDO 新闻报道《日本风力发电设备·开发实绩》发布[网页]
·日本风力发电协会 《面向风力发电的扩大开发》[PDF]
·《长期的能源需求预测 平成27年7月 经济产业省》[PDF]

转载自Science Portal
原文

相关阅读