周傑常務理事：【人民數字聯播網】碳中和目標下日本最新能源中長期發展規劃十大看點

 

 

2021年10月22日，在第26屆聯合國氣候變化大會（COP26）召開前夕，日本政府確定了涉及氣候變化與能源轉型的一攬子政策，當日集中出臺了最新的《能源基本計畫》、《2030年度能源供需展望》、《巴黎協定下的長期戰略》（長期溫室氣體低排放發展戰略）、《日本國家自主目標貢獻》、《全球氣候變暖對策計畫》、《適應氣候變化計畫》等政策檔，其中依據《能源基本法》每隔3年修訂一次的《能源基本計畫》是最大的看點，能源基本計畫規定了日本中長期能源政策的指導方針、目標任務以及主要措施等內容。新規劃依據2030年碳減排46%，2050年碳中和的目標，制定了控制能源消費總量和溫室氣體排放總量的“日本版雙控目標”。這是日本政府迄今為止推出的第6個能源中長期發展規劃。

概要

① 氣候政策目標看齊歐美國家，嚴控能源、電力行業的碳排放總量。

② 以深度節能為抓手，控制能源、電力消費總量。

③ 首次提出“最優先”發展可再生能源，“最大限”提高可再生能源占比的方針。

④ 核電占比目標仍維持原定的20%～22%，但首次提出了“作為重要的基荷電源和現實的脫碳化電源，在確保安全性的大前提下保持一定規模發展”的新方針。

⑤ 大幅降低煤電和氣電占比，探索火電低碳化出路。

⑥ 氫-氨燃料首次作為實現碳中和的重要二次能源而列入火電發展規劃。

⑦ 注重供熱脫碳技術開發，推進氫氣與合成燃料替代。

⑧ 優先保障可再生能源發電上網，嚴控電力成本增長。

⑨ 加快新能源汽車普及，推進交通領域的燃料替代。

⑩ 提高能源自給率和強韌性，加強能源、資源安全保障底線不動搖。

第一、氣候政策目標看齊歐美國家，嚴控能源、電力行業的碳排放總量。聯合國呼籲各國提高COP26的雄心，日本此前提出的國家自主貢獻目標是2030年溫室氣體比2013年（基準年）減少26%，因目標設置過低而遭到國際社會的廣泛批評，而此次減排目標一舉提高到了46%，並提出要向50%的更高目標邁進。與歐盟比1990年減少55%，美國比2005年減少50%~52%，英國比1990年減少68%的中期目標相比，儘管仍有不少遜色，但與歐美國家減排水平基本保持相當。日本原先承諾到2050年比2013年減少80%，到本世紀後半世紀中葉實現碳中和，而此次再度明確2050年實現碳中和目標，與歐美國家力爭實現巴黎協定“1.5℃”溫控目標的立場保持一致。2013年度日本溫室氣體排放量為14.8億噸（2019年度為12.12億噸，比基準年減少14%），其中能源領域的碳排放量為12.35億噸（2019年度為10.3億噸），電力領域的碳排放量為5.72億噸（2019年度為4.4億噸）。2030年溫室氣體排放總量控制目標為7.60億噸，其中能源領域排放總量控制目標為6.77億噸，電力領域排放總量控制目標為2.19億噸，與基準年相比分別減少45%和62%。工業、商業、居民、交通等領域的2030年減排目標也分別比基準年減少38%、51%、66%和35%。這對於目前化石能源占比仍高達76%，對碳定價機制仍持消極態度的日本來說確實面臨巨大的挑戰。

第二、以深度節能為抓手，控制能源、電力消費總量。2030年度全國最終能源需求總量控制為3.50億kl（千升標準油），節能量目標由原定的5030萬kl提高到6200萬kl，即實際最終能源需求定為2.8億kl，這是日本根據總人口規模減少0.6%，2020-2030年度GDP年平均增長率為1.7%以及主要工業生產值等預測數據推算出來的。為此，2030年度一次能源總供給計畫由原來4.89億kl減至4.30億kl，非化石能源在一次能源結構中的占比由原來的24%調高為31%。具體來說，石油從33%略降為31%，可再生能源從13～14%升至22-23%、天然氣維持18%，煤炭從25%降至19%，核能從10～11%微調至9-10%，氫-氨燃料實現零的突破占1%。2030年度電力需求計畫則控制在8640億kWh，總發電量預計達到9340億kWh。新規劃比2013年度實際電力需求（9896億kWh）將減少12.69%（1256億kWh），比節能前的計畫發電量（1.092萬億kWh）減少21%（2280億kWh），比原規劃總發電量（1.065萬億kWh）減少了12.3%。非化石能源在電力結構中的占比由過去的44%一舉提升為59%。值得注意的是，新規劃雖然強調通過節能所減少的電力需求將會低於經濟增長所增加的電力需求，但忽視了電力替代本身作為減排手段所帶來的電力增長新需求。實際上，日本2050年度發電量預測為1.3～1.5萬億kWh，比2019年度實際發電量（1.024萬億kWh）反而要增加30%至50%。中期目標若以壓低主要經濟指標預測數據為基礎編制，並不能準確反映能源和電力的實際需求，更無法達到節能的真實預期效果和目的。

 

第三、首次提出“最優先”發展可再生能源，“最大限”提高可再生能源占比的方針。2030年可再生能源占比目標由原來的22％~24%增加到36％~38%，而且上不封頂，其中光伏為14％~16%、風電為5%、水電11%，地熱1%，生物質5%，到2050年可再生能源實現50%~60%的高比例發展目標。儘管與歐美國家2030年中期就平均達到50％～70％占比目標相比仍然偏低，但日本受制於氣象條件、土地價格、人工費用等因素成本仍偏高。光伏是新規劃著眼的主力，目前裝機為55.8GW，到2030年將翻番達到103.5~117.6GW，但日本國內商用光伏成本為8.2~11.8日元/kWh，若加上火電靈活性調節的邊際成本將上升到18.9日元/kWh。而且適合光伏電站建設的土地面積日益趨少，很多地方甚至以嚴禁砍伐森林為由限制商用光伏專案開發。風電是新規劃重要的抓手,海上風電現有裝機0.01GW，2030年目標為5.7GW，陸上風電現有裝機4.2GW，2030年目標為17.9GW。但最為看好的海上風電收購價現仍高達29日元／kWh，而且環評和投資週期較長，短期內難以大規模發展。

第四、核電占比目標仍維持原定的20％～22%，但首次提出了“作為重要的基荷電源和現實的脫碳化電源，在確保安全性的大前提下保持一定規模發展”的新方針。福島核事故之後，日本核電機組先後共有24臺退役，目前實際保有量有36臺（裝機容量3722萬kW）。其中在運核電機組10臺（裝機容量995.6萬kW），經原子能規制委員會核准的6臺機組尚未重啟投運；合規性審查之中的機組有11臺，另還有9臺機組尚未申請重啟。2019年度核電發電量占比為6.2%。若要實現2030年核電占比既定目標，前提條件是在運、已獲准和在審中的27臺機組（裝機容量2731萬kW）全部如期重啟，且全年設備利用率要達到80%以上。因此，此目標完成難度較大，預計只能達到15%左右。特別是在當前國民反核情緒沒有緩解的背景下，新規劃不得不繼續沿用“儘量減少對核電依賴”的方針，避免觸及新建或改造核電計畫的敏感話題。在不新建或無改造的情況下，若全部在役機組服役期從40年延長至60年，到2050年只剩下23臺（包括在建的3臺），2060年將進一步減少至8臺。不過，微堆、小堆、快堆、高溫堆等新一代堆型以及核聚變反應堆已列入新規劃技術開發之列，這些堆型將成為未來新建或改造的主流選擇，以提升未來核電的安全性、經濟性和機動性，滿足與可再生能源耦合提供峰值出力，或用於制氫，或提供熱力等核電的多場景應用。

第五、大幅降低煤電和氣電占比，探索火電低碳化出路。火電作為擴大可再生能源利用的調節電源仍不可或缺，在確保電力穩定供給的前提下，原則上儘量降低整個火電占比。為此，火電占比目標由原來的56%降至41%，其中氣電由原來的27%降至20%，煤電由原來的26%降至19%，燃油發電則由原來的3%降至2%。2019年度氣電、煤電和油電實際占比分別為37%、32%、7%。由此可見，到2030年氣電、煤電將比實際占比減少近一半。氣電規劃較為矛盾，一方面新規劃提出要向天然氣方向轉型，而另一方面則要壓低氣電占比。其理由是避免火電偏重氣電，造成氣源不足。此舉將對國際天然氣市場價格產生影響，預計2030年日本LNG進口量將減少至5500萬噸左右。分歧最大的是煤電，儘管煤電被踢出了基荷電源序列，但基於火電結構優化和兜底保障考慮，日本還將繼續推動煤炭高效利用，而英國、法國和德國等歐洲國家則紛紛推出了去煤化的時間表，對日本形成了不小壓力。而燃油發電對日本來說，更是最後一道防線的“壓艙石”，難以割棄。未來化石能源減碳路徑主要有三條，一是淘汰煤電落後產能，發展IGCC、IGFC等高效煤電機組；二是利用CCUS技術；三是採用氫燃料和氨燃料發電替代化石燃料實現脫碳目標。到2050年，火電與核電合計的占比目標敲定為30％~40%。

第六、氫-氨燃料首次作為實現碳中和的重要二次能源而列入火電發展規劃。氫能的作用不僅僅直接推動電力行業深度脫碳，而且還可將剩餘電力轉換為氫儲存利用，最大限度發揮可再生能源利用的潛力，促進行業耦合發展。2030年氫-氨燃料發電占比目標為1%，其中氣電摻燒氫氣率為30%，煤電摻燒氨氣率為20%，2050年的氫-氨燃料發電占比目標將達到10%。日本是世界上首個制定國家氫能戰略的國家，氫能不僅可以提供熱力與電力，也是生產製造合成氨和合成燃料的燃料，在推動電力、熱力、交通和工業部門實現碳中和目標上將扮演主力軍。國此，日本在供給側將繼續擴大氫-氨燃料的市場供給，其中氫氣市場的供給目標2030年為300萬噸，2050年達到2000萬噸，價格由現在的100日元/Nm³降至2030年的30日元/Nm³，2050年將進一步下降至20日元/Nm³；氨氣市場供給目標2030年為300萬噸，2050年達到3000萬噸，價格約10日元/Nm³左右。

第七、注重供熱脫碳技術開發，推進氫氣與合成燃料替代。日本工業和民生的供熱需求占最終能源需求的60%左右，而且高溫需求行業普遍採用化石燃料燃燒，難以實現電能替代。為此，新規劃提出，一方面要促進氫能、合成甲烷、合成燃料替代。氫能煉鋼就是利用氫氣替代焦炭燃燒產生的一氧化碳做還原劑。若此項技術全面推廣，日本到2050年可望獲得全球5億噸綠色鋼鐵市場。另一方面要擴大天然氣消費，推動天然氣自身的低碳化。為此，重點開發甲烷化技術，利用合成甲烷替代天然氣。甲烷化技術是利用氫氣與CO2合成甲烷的製備技術，氫氣利用可再生能源電解水制氫，CO2則從發電廠或生產工廠捕集，也可採用空氣直接捕集（DAC）技術。日本能源技術開發高度重視既有基礎設施的利用，合成甲烷與直接利用氫氣相比能效並不佔優勢，但卻省去了重新建設氫氣管網的投資成本，合成甲烷使用時排放的CO2與製造時利用的CO2相抵而實現碳迴圈，成為城市燃氣脫碳化的日本方案。到2030年，日本計畫在天然氣管道加注1%的合成甲烷，此舉可減少5%碳排放。到2050年加注90%，可全面實現燃氣碳中和，屆時合成甲烷生產規模將達到2500噸/年，價格與現有天然氣相同。

第八、優先保障可再生能源發電上網，嚴控電力成本增長。高比例可再生能源對電網穩定性和電力成本都形成了很大的挑戰。為此，一方面要優化電網運行。加快構建新一代電網，推動電網擴容改造以保證可再生能源優先接入，同時充分利用輸電線路容量閒置，提高輸電通道的利用率；確保新的電力投資，防止火電裝機容量過度退出而造成電力供給能力下降；加強需求側管理，積極推進蓄電池、需求回應和微網等分布式能源體系建設。日本儲能市場規模2030年預計將比2019年增加10倍，商用和家用蓄電池市場規模將達到24GWh，車載蓄電池市場規模也擴大到100GWh；2021年度全國中標需求回應容量已達到1.8GW，占電力尖峰需求的1%，需求回應和虛擬電廠市場規模將進一步擴大。另一方面，改革現有的FIT制度，實行新的FIP制度，以減輕國民負擔。日本自2012年推行FIT制度以來，可再生能源裝機增長了3倍，但2021年可再生能源附加費總額已經達到2.7萬億日元，每千瓦時的可再生能源附加由最初的0.22日元漲到現在的3.36日元。因此，到2030年，可再生能源電量收購費用預計將從3.7-4.0萬億日元上升至5.8-6.0萬億日元，根據IEA對未來全球化石能源趨降的預測，發電燃料費從5.3萬億日元調低至2.5萬億日元，電網並網接入成本由0.1萬億日元上升到0.3萬億日元。據此推算，2030年度電力總成本控制目標為8.6-8.8萬億日元，略低於原規劃的9.2-9.5萬億日元。2030年度電價控制目標為9.9-10.2日元/kWh，略高於原規劃的9.4-9.7日元/kWh。但鑒於當前化石燃料價格逆勢走高的現實，日本電價上漲趨勢恐難抑制。

第九、加快新能源汽車普及，推進交通領域的燃料替代。日本2019年度交通運輸領域的碳排放2.6億噸，占總排放量的18.6%，其中汽車運輸占了86%。2019年度新能源汽車銷售169萬臺，占乘用車新車銷售的40%左右。為加快新能源汽車普及，到2035年，所有乘用車新車銷售全部限定為電動車；乘用車油耗標準限值也由2020年的17.6km/L提高到2030年25.4km/L；商用車到2040年以後全部銷售電動化或零碳合成燃料新車；改造既有加油站、服務區等基礎設施，到2030年設置15萬座快速充電樁，1000座加氫站，充電或加氫便利化程度將如同加油一樣方便。與此同時，推動船舶、航空交通的低碳化。2030年開始全面普及零排放船舶，航油實現電能替代、氫能替代和“可持續航空燃料(SAF)”替代。SAF包括費托合成技術、ATJ技術以及微藻生物培養技術等，到2030年成本將與現有航油同價。2050年船舶燃料全面實現氫能或氨能替代。

第十、提高能源自給率和強韌性，加強能源、資源安全保障底線不動搖。2030年能源自給率目標將從原定的25%提升到30%。碳中和時代，能源資源安全保障的重要性不但沒有減弱，反而更要加強。一是確保必要的油氣資源穩定供給。鑒於當前油氣行業面臨上游投資減少，供應鏈不確定風險增大以及國際能源市場更趨於複雜動盪的新形勢，日本油氣自主開發比率將由2019年的34.7%提高到2030年的50%，到2040年將進一步提高到60%。2030年煤炭自主開發比率則繼續保持2019的55.7%水準，爭取達到60%。二是確保新能源產業所需的金屬礦產資源需求。蓄電池、半導體生產離不開銅、稀土以及鋰、鈷、鎳等大量稀有金屬的支撐，2018年基金屬自給率已經達到50.1%，到2030年要達到80%，同時通過回收廢舊金屬推動迴圈經濟的發展。三是開發新型脫碳燃料的資源國市場。新型脫碳燃料一般是指利用CCUS技術生產製備的碳中和燃料，如氫燃料、氨燃料、生物燃料、合成甲烷、合成燃料等。特別是當前藍氫、藍氨成本上具有很大優勢，這些燃料基本上還是源自傳統油氣資源國，而綠氫、綠氨則主要產自可再生能源稟賦較好的國家。從經濟性來說，日本對於這些新型脫碳燃料的需求保障依然需要依賴海外大量進口。因此，日本必須繼續展開與中東和亞洲新興國家的綜合性資源外交，加強能源國際合作。

總體來看，新規劃本著“著眼2050年長期目標，立足2030年中期目標”的原則，面對當前應對氣候變化、推動能源轉型以及國內能源供需結構矛盾突出的新形勢，日本將繼續堅持既定的“S+3E”原則，即在能源安全的前提下，以保障能源穩定供給和提高應急強韌性為第一要務，通過提質增效降低能源供給成本，同時注重能源的環保性。2030年中期目標主要利用既有的低碳技術推動，而2050年長期目標則主要依靠脫碳創新技術來實現。2030年減碳基本路徑是以節能、光伏、核電和新電氣化為四大抓手，而2050年實現碳中和目標路徑則主要依賴海上風電、氫-氨燃料、碳迴圈以及未來的顛覆性創新技術。新規劃希望通過引領全球能源技術創新和主導國際競爭規則，達到提高本國國際產業競爭力的目的。但是，日本實現可再生能源和核電占比目標還面臨多重困難，天然氣和煤炭刹車過急，勢必影響能源市場供需失衡，並進一步推動電價上漲，而通過強化節能手段過度壓縮一次能源供給，調低發電量預期將會直接對製造業產生負面影響。鋼鐵、化工、水泥、造紙等高耗能產業轉型需要技術創新支撐，並非一蹴而就，化石能源與非化石能源之間的博弈也還將會持續十多年或幾十年。因此，碳中和將是一個艱難曲折、循序漸進的過程。對於像中國這樣製造大國來說，必須堅持“能源的飯碗必須端在自己手裏”的原則，以碳中和目標為引領，推動經濟社會發展全面綠色轉型。

（周傑 國際清潔能源論壇（澳門）副理事長兼秘書長、武漢新能源研究院研究員，原文標題“日本最新《能源基本規劃》十大看點解析”發表於《能源高質量發展》視野版2021年11月（下），本文有改動】

 

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