雖然尚不清楚主要電源是什么意思,但最新的能源計劃重申可再生能源將占全國總發電量的22%至24%。
該計劃強調了在選擇能源時必須牢記的三個基本要點:(1)東京電力公司福島第一核電站2011年災難的經驗,以及對它的反省和教訓必須永遠不要忘記; (2)自給自足一直是戰后日本選擇能源的指導原則; (3)根據巴黎氣候變化協議,日本必須遵循全球脫碳趨勢。
在福島災難發生后,2013年9月至2015年8月,日本的所有核電站都被關閉。雖然這導致電價有所上升,但在此期間沒有一例大規模停電。人們的日常生活中幾乎沒有任何不便或不適,并且沒有明顯的跡象表明電力短缺嚴重阻礙了工業的發展。
簡而言之,一項無意識的社會實驗證明了將國家對核電的依賴減少到零的可行性。了解到這一點后,能源計劃的核電目標是2030年國家電力供應的20%至22% - 同時表示日本將盡可能地減少對核能的依賴 - 似乎是矛盾的。但事實上可能并非如此。
解決矛盾的關鍵在于未來對燃煤火電的處理,燃煤火電被認為是核電的基荷電源。2017財年,燃煤電廠占電力供應的30.4%。對于每千瓦時的發電量,燃煤電廠排放的二氧化碳幾乎是天然氣發電廠的兩倍。減少燃煤火力對于減少二氧化碳排放的努力是不可或缺的。
能源計劃要求在高效燃煤發電廠繼續使用煤炭,這對環境的負面影響較小。同時,節能法要求每個電力公司在2030年之前將其火電廠的平均轉換效率提高到至少44.3%。因此,計劃表示,必須逐步淘汰效率低下的燃煤熱電廠。
目前,提高燃煤火電廠轉換效率的技術仍處于發展階段。雖然目前有兩個示范工廠使用綜合煤氣化聯合循環(IGCC),但其轉換效率率為42%,低于目標44.3%。綜合氣化燃料電池循環(IGFC)被認為是燃煤發電的最先進方式,目前仍處于政府補貼的示范階段,可能至少需要10年才能在商業上使用IGFC。
該計劃似乎旨在將燃煤火電的份額降低到總電量的10%左右,這符合促進脫碳的基本政策,同時將煤炭視為重要的基荷電源。為實現這一目標,必須逐步淘汰轉換效率低的燃煤電廠,并且必須以更高的效率轉向燃煤發電,這將更加昂貴。這將不可避免地將燃煤電力在總電力中的份額從目前的30%降至10%左右。
核能是唯一能夠填補煤炭份額減少所造成的差距的動力源。建造一座新核電站或擴建現有核電站以滿足最新的安全標準將花費超過1萬億日元。但能源計劃沒有提及建造新的核電廠。也不會有任何能夠負擔這些費用的電力公司。如果是這樣,剩下的唯一選擇就是加快建設目前在建的兩座核電站或重新啟動閑置的反應堆。
經修訂的核反應堆控制法于2013年7月生效,原則上將發電用反應堆的運行時間限制在40年。但它表示,如果在初始期限到期之前獲得批準,該期限只能延長一次,并規定延期不得超過20年。
將對擴展的申請進行篩選,并根據具體情況決定擴展的長度。最初認為,一次性延長長達20年將是一個例外。但除非幾乎所有現有工廠都允許這樣的例外,否則到2030年將不可能將核電的份額提高到20%至22%。
沒有核電廠可以使用壽命超過60年。幸運的是,截至2030年,大部分現有核電廠的年齡都不會達到60歲。但到2050年,幾乎所有現有核電廠都將退役。放寬安全標準以降低成本將不具有社會可接受性。并鼓勵建造新的工廠和反應堆。這將迫使核電在2030年至2050年之間逐步淘汰。那么,在核電不復存在之后,如何供電呢?
首先,除了將可再生能源作為名義和現實的主要動力源之外別無選擇。只有當發電可再生能源的份額提高到50%時,日本才能宣稱它們是主要的動力源。為了克服可再生能源供電不穩定的問題,日本必須努力開發低成本的蓄電池,并加強可再生能源的區域自給自足。
其次,必須推動天然氣和高轉換效率的燃煤火力發電,以減少二氧化碳排放并補充可再生能源。如果碳捕集與封存(CCS)技術成為現實,脫碳將不再是夢想。
當談到2050年的電源組成時,向核能減少邁進將是不可避免的,可再生能源發揮主要作用,低碳火力發電起到補充作用。這種變化只會是核能發電成本上升和可再生能源成本下降的自然結果。
Takamitsu SAWA 國際高等研究院副院長,滋賀大學特聘教授,京都大學名譽教授