一、日本新能源和节能利用技术的开发现状

日本是一个能源贫乏的国家，但是它的经济高度发达，能源消费量很大，这就使日本人形成了十分珍惜常规能源、循环利用可再生能源的可持续发展观念。日本对能源的集约利用特点可以总结为4 个字：开源节流。开源，即大力开发可再生能源，也就是我们所说的新能源；节流，即节约利用常规能源和不可再生能源，大力发展节能降耗技术，并注重强调节能与环境保护相结合。

（一） 开源―日本的新能源

日本政府认为，新能源作为一种二氧化碳排放量低、环境负荷小、降低对石油的依赖性、资源限制少的可国产能源，对于确保能源稳定长期供给、解决地球环境问题、构筑可持续发展的经济社会、导人新行业解决劳动力就业等方面都具有重大意义。因此，为达到2010 年导入新能源占初级能源供给7 ％的目标（见表l ) ，日本政府遵循法治原则，通过立法为节能降耗提供支撑，并通过政策税收优惠和提供辅助金等措施鼓励企业大力开发新能源。

早在1979 年日本就制定出《节约能源法》，后又进行了数次修订，最近的一次是在2006年4月l日的修订，其节能标准不断提高，适用范围不断扩大。

日本政府于2003年4月开始实施RPS 法令( Renewle Port 11  standard ) ，也称 《新能源法》 ，即可再生能源配额制政策，以配额的形式通过法律对能源行业从业者利用新能源的义务进行规定。

其中规定电力销售业者必须利用一定比率的新能源（如风能、太阳能、生物质能、地热能等）及不超过1万千瓦的小水力进行发电。RPS制度推行后，2003年度日本新能源发电设备供给总量达4014.1万千瓦；其中，太阳能发电1472万千瓦、风力发电989.9万千瓦、中小水力发电838.2万千瓦、生物质能发电2038.8万千瓦。表2为日本对新能源发电占总发电量的使用目标百分率。

2004年6月日本通产省公布了“新能源产业化远景构想”，目标是2030年以前，把太阳能和风能发电等新能源技术扶植成商业产值达3万亿日元的支柱产业之一，从而进一步摆脱对石油的依赖度，提高日本新能源产业的国际竞争力，使新能源产业领先世界。针对这一构想，政府在税制等方面采取优惠制度，促进企业参与新能源开发，并扶持新能源产业及产品向出口创汇方向发展。通产省估计，通过实施这些对策，太阳能、风力、燃料电池领域的市场规模将从2003年的4500亿日元增加到2030年的3万亿日元，该领域的就业规模也将达31万人。

日本对新能源和节能技术的利用主要包括太阳能发电、太阳热利用、风力发电、生物质能源（包括能热利用、生物质能发电和生物质能燃料制造）、废弃物热利用（包括废弃物发电和废弃物燃料制造）、清洁能汽车（如甲醇汽车）、地热发电、天然气混合循环发电、燃料电池、温度差能源、冰雪热利用等。

1 ．太阳能发电

日本认为，地表每1平方米的土地具有1千瓦的太阳能电量。利用太阳能发电是容易取得清洁能源，同时又不会污染环境，不论是从能源安全角度还是环境保护角度都应该大力开发。因此，日本从1974 年以后分别推出了“阳光计划”及“新阳光计划”，并取得了举世瞩目的成绩。1997一2004 年，日本的太阳能普及始终保持着90 ％的增长率。在研究超高效太阳能电池方面，日本已经能够做到在锗和硅片上形成结晶，并使每1 平方厘米单晶上的能量转换率分别达到约31％和18% ，居世界领先水平。

日本的太阳能发电量从2000 年起一直居世界首位，2000 年日本太阳能发电装机容量约为64万千瓦，占世界太阳能发电装机容量的50％。2003 年末日本的太阳能发电量达到了约86.0万千瓦，同时由日本新能源财团（NEF）实施的住宅用太阳能发电导人项目也引人了约59.5 万千瓦的太阳能发电系统。到2010年日本的目标是达到482万千瓦，比2003 年增加约5倍。

2 ．太阳热利用

太阳热利用最早可以追溯到让阳光照进室内取暖，后来出现的是太阳能热水器，现在我们所说的太阳热利用是利用太阳光的热量进行自然循环型乃至高性能的强制循环型太阳热系统，用途包括热水器、暖气和冷气等。如经过1980 年的第二次石油危机后，1981 年，日本的太阳能热水器当年卖出了约80 万台，到2003 年末累计卖出了641 万台。现在的太阳热系统，主要包括将太阳热能集中在一起的集热器、将集到的热量长时间储蓄起来的蓄热槽、热损失少、效率高的热输送系统、热变换器及断热材料等。

3 ．风力发电

日本的风力发电也是从1974年的“阳光计划”开始发展起来的，1981一1986年在日本三宅岛进行了100千瓦级风力发电项目的研究，1990年到1998年进行了大型风力发电系统的技术开发，1999年开始全面推广了风力发电系统的技术开发成果 。日本的风力发电量与世界排名第一的德国和世界排名第二的美国还存在一定差距（见表3 ) ，为大力推进风力发电，日本从1997 年起开始借助一些民间团体的力量进行“促进地区新能源开发事业”的支援行动。现在，日本的风能发电几乎随处可见，山形县立川11 台风车发电量是叮内消费电力的60％。据统计，日本2002 年风力发电装机容量为46 万千瓦，2003 年上升到73 万千瓦，2004 年达到100 万千瓦，并计划到2010 年增加到200 万千瓦（见图1 ）。

先进的风力发电技术使日本的风力发电机企业开始对外扩张。日本风力发电机龙头企业三菱重工2007 年计划扩大面向美洲的市场攻势，在年底之前向墨西哥及日本国内的生产基地进行约70 亿日元的投资；该公司还计划凭借全球最大的风力发电机开拓欧洲市场，该发电机为海上机型，水深30 米以内均可安装， 1 台即可满足4000 户家庭用电需求。在印度南部高原地带拥有较为丰富的风力资源，日本神钢电机就风力发电系统与一家印度环保设备厂商开展了合作。三菱重工还首次涉足中国风力发电市场，目前已与宁夏发电集团旗下的吴忠仪表公司就提供中型风力发电设备的制造技术授权达成了协议。

4 ．生物质能源

生物质能通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物、草根纤维等；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。生物质能作为新能源的概念是基于2001年6月日本综合资源能源调查会新能源部的报告，于2002 年1 月正式被确立， 2002 年3 月在“地球温暖化对策推进大纲”中作为新能源的导人目标之一，在2002 年5 月又将推进利用生物质能正式写人《促进电器事业者利用新能源等的特别措施法》，使开发生物质能具备了法律依据。日本2003 年4 月投资2.2 亿日元在岩手县建成了第一座牛粪发电厂，为300 多家奶牛农户提供电力。2006 年3月，日本对“生物质能源综合战略”进行了修改，主要是要加速运输部门的生物质燃料利用，并通过政策调整强化各个领域的具体落实。目前，经过完善的‘旧本生物质能源综合战略”进一步明确了下一步的具体目标和主要宗旨，即全部废弃物的生物质利用在2010 年要达到80 % ，未利用生物质的利用率达到25％。日本的目标是在2010 年开发的生物质能换算成原油相当于101 万千升，生物质能发电达到33 万千瓦。

5 ．废弃物发电

废弃物发电，即废弃物燃烧所产生的高温燃烧气体在锅炉中变成蒸气，利用蒸气涡轮带动发电机进行发电的系统。其优点有三：一是避免了传统发电所产生的CO等有害气体，不造成环境污染；二是属于新能源中稳定可持续供给的安全能源；三是发电规模小，是可分散在各电力需求地的分散型电力能源。

废弃物一般分为以城市垃圾为主的一般废弃物和工厂等排出的产业废弃物两类。2003 年末日本废弃物发电利用情况是，一般废弃物发电厂257 家，发电总装机容量134.9 万千瓦；产业废弃物发电厂65 家（造纸业除外），发电总装机容量155.3 万千瓦。图2 是1995一2003 年日本废弃物发电量发展变化情况，从中可以看出日本在废弃物发电方面所取得的进展。目前东京正在准备建设国内最大的垃圾发电厂，设计垃圾处理能力每天为110 吨，相当于73 万人排出的垃圾量，可供2420 户用电。日本2010 年废弃物发电的导入目标是417 万千瓦。

日本今后着重解决的技术课题有以下四点：

 ( l ）开发耐腐蚀性更强的超级电炉及优化锅炉结构以提高发电效率；

( 2 ）对垃圾焚烧炉中回收的低温蒸气和化石燃料等再加热，使循环产生高温蒸气，形成高效发电的超级垃圾发电技术；

( 3 ）将废弃物热分解所产生的气体、残渣等在高温下溶化，在抑制有害气体排出的同时，利用排热发电，形成气化溶融发电技术；

 ( 4 ）将废弃物中的水分和杂质除去后固化，开发成便于储藏和运输的固化燃料（RDF) ，形成RDF 固体燃料发电技术。

6 ．清洁能汽车

日本一直在致力于开发清洁能汽车以代替传统的汽油、柴油发动机汽车，如甲醇汽车、太阳能汽车和混合动力汽车等，目前都属于试验阶段，尚未全面推广。

混合动力车属于电动汽车，采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电能两套系统驱动汽车。混合动力系统的最大特点是油、电发动机的互补工作模式。在起步或低速行驶时，车辆仅依靠电力驱动，此时汽油发动机关闭，车辆的燃油消耗量是零；当车辆行驶速度升高（一般达40 公里／小时以上）或者需要紧急加速时，汽油发动机和电机同时启动并开始输出动力；在车辆制动时，混合动力系统能将动能转化为电能，并储存在蓄电池中以备下次低速行驶时使用。由于交通堵塞严重，日本十分重视对混合动力技术的开发，目前其技术水平已领先于欧美，日本的丰田、本田等公司已经垄断了混合动力车的世界市场，每升燃料的行驶里程是欧美车的2一3倍。2005 年日本马自达在全球首次将太阳能电池应用于汽车，在天窗上装有太阳能电池。在玻璃车顶后部和后掀门下部配备了“透光太阳能系统”。日本政府最近制定的有关发展规划表明，2010年将有5万辆燃料电池车在日本国内行驶。日本还宣布，要将双动力引擎汽车和燃料电池汽车的数量从目前的60万辆增至2010年的1000万辆。

7 ．燃料电池

在日本的新产业创造战略中，燃料电池被置于举足轻重的地位。日本发展燃料电池，基本上由政府的计划导向，纳人“阳光计划”，于1981年开始启动。开始时是基础研究，目前已涵盖4 种燃料电池，即PAFC、MCFC、固体氧化物燃料电池（SOFC）和聚合物电解质燃料电池（PEFC）。除了PAFC 已进人电站阶段并实现商业化以外，其余尚在试验阶段。燃料电池属于清洁能源，发电时主要生成物是水，不会污染环境，具备5 项主要优点。目前松下电器等公司已推出家用燃料电池。据日本经济产业省资源能源厅的统计数字，2004年日本燃料电池能相当于1万千瓦，而到2010年将达到220万千瓦。有关专家估计，到2010年，日本燃料电池市场规模约为1万亿日元，到 2020年预计将达到8万亿日元。

8 ．未利用能源

未开发能源主要指河水和地下水的温度差能源、冰雪热，以及工厂等设施排放的热能等一切尚未被开发的能源。日本1997 年将未利用能源作为新能源的一种写入《促进新能源利用特别措施法》，1998 年的税制改革中，将开发未利用能源写入“能源供给结构改革投资促进税制”中，在税制上提供第一年获取利润的30 ％作为特别奖赏，并在 《 新能源法 》 中规定，北海道、东北地区、沿海多雪地区要以地方自治体为中心对冰雪进行必要的保存，以期应用在农作物保冷、公共设施空调的冷热源等方面。

（二）    节流―日本的节能技术

日本在节能诸多方面已经达到世界最高水准。其单位能耗所生产的GDP 相当于美国的2.76 倍、英国的1.95倍、法国的1.58倍、德国的1.38倍，是中国的7.6923 倍。日本主要是通过法律规定、政府政策引导、财政支持、税收优惠等措施，推进节能降耗技术的研发与利用。1998 年，日本修改了《节约能源法》，导入“领先原则”，要求新开发的汽车、家电等的节能性能必须超过现已商品化的同类产品中节能性能最好的产品，使得日本在从1973 年石油危机到2001 年GDP 增长达到100％的情况下，产业部门能源消耗的增长基本为零。

2005 年2 月《京都议定书》正式生效，日本开发了ESCO 业务，即帮助企业（用户）提供全套节能咨询服务，帮助削减其二氧化碳的排放，使受限国通过向发展中国家提供节能技术和资金，削减二氧化碳排放量的同时作为自身的排放权使用。

日本的节能技术应用，首先是在非生产性领域里，重点提高占民用能源消费大约50％的空调、占民用能源消费大约30 ％的照明设备，以及热水等供热设备、家用信息设备等的能源效率。如日本开发的发光二极管的能源消费量约为白炽灯泡的1 / 8 、荧光灯的1 / 2 。其次是在家用汽车方面。通过改进发动机、减轻车体重量、减少行驶阻力，达到节省汽油，削减Nq、PM（漂浮微粒子）的环保作用。

第三是在产业设备方面，特别重视提高各行各业广泛使用的电动机、蒸汽能源等的能源效率，并将产业部门的先进节能技术向民用部门推广。日本研制的非晶变压器目前是世界公认的最高效节能配电变压器产品。

第四是在民用及办公用建筑物方面，日本规定对大型业务用建筑物等必须采用大型工厂的能源管理标准，并且不断开发低成本的高端隔热技术，尤其注重应用在建筑物开口部位，如门、窗等，及建筑物重新装修时。

二、对我国的一些思考

我国是能源消耗大国，单位GDP 增长所消耗的能源是世界平均水平的3.4倍，是日本的9.7倍。实施“十一五”规划纲要以来，我国把节约能源作为一项基本国策，发展循环经济，保护生态环境，建设资源节约型和环境友好型社会已成为当前的社会热点、当务之急。日本通过法律约束、税制优惠、政策引导和观念宣传等手段，30多年来在开发新能源和节能技术领域的不断探索和发展，对我国新能源战略的发展必将起到一定的借鉴作用。

目前，正是日本新能源行业企业开始海外扩张、进行节能技术输出的阶段，我国应抓住这个新能源发展的历史性机遇，一方面通过经贸合作将日本先进的技术引人中国；另一方面，又不能被动地等待技术转让，而是要勇于和发达国家站在同一起跑线上，继续加大新能源和节能技术的开发与应用，主动参与国际竞争。

从世界经济发展的大趋势看，新能源及环保技术的领先程度，对于一个国家、一个企业的核心竞争力必将起到至关重要的作用。因此，我们应该迅速应对新形势下清洁能源动力的战略转换，充分利用后发优势，大胆吸取日本等发达国家在发展新能源过程中的经验教训，从各个角度跟踪世界能源动力方面的最新技术成果，增强自主研发能力，实现高起点跨越式赶超。只有这样，我们才能够在21 世纪世界各国的竞争中占领至高点。

参考文献

[1]Agency for Nat-Ural Resources and Energy , About new energy 日本资源工网站

[2]安徽办驻穗机构日本节能降耗经验对我国的启示

[3]陈晖国外新能源和节能政策及其启示．2007.0518

[4]浙江农村新能源和环境技术考察团．赴日本、韩国考察农村新能源和环境技术报告20060209

[5]中国经济网．耗能大国日本新能源战略分析及对我国的启示20070621