在海上風力發電站中,還有將基座設在海底的“著床式”,但是在水深超過50米的地點,建設費用大幅增加,從經濟角度來說很不合算。與歐洲不同,日本平淺的海域很少,因此讓風車漂浮在海面上,利用鎖鏈固定到海底的浮體式是普及海上風力發電的關鍵。
根據計劃,日本政府將投資約100億至200億日元,從2013年度左右開始建設6座海上風車用于進行實證實驗,每座風車的輸出功率為5000千瓦左右,總輸出功率最大達到3萬千瓦。
日本政府準備利用5年時間收集數據,進行海底電纜輸電、與原有輸電網的合作等實驗,然后在2020年擴大到40萬千瓦的規模,這相當于一座核反應堆發電量的三分之一。如果實現這一目標,屆時將有60至80座大型風車漂浮在福島海面上。日本政府還設想將來將輸出功率進一步擴大到100萬千瓦。
日本環境省也準備從2013年春天開始,在長崎縣五島市的椛島附近建設一座實驗用的2000千瓦級浮體式海上風力發電站。
根據美國調查公司的預測,到2017年,全球的海上風力發電將達到7100萬千瓦,相當于現在的約17倍。日本雖起步較晚,但希望通過發展浮體式海上風力發電站,奮起直追。
溫泉發電與高溫巖體發電
地熱發電主要是200攝氏度以上的地熱流體發電,而入浴時溫度過高的溫泉(例如70至120攝氏度),需要降至50攝氏度左右,這時可以利用剩余的熱量,進行發電。
溫泉發電能力雖然比較小,但占有面積比較小,只需要利用熱水的熱交換,可以不用擔心源泉的枯竭、有毒物質導致污染、熱污染等問題。由于不需要在地下挖井,無法進行地熱發電的溫泉也適宜進行溫泉發電。
在日本,八丁原發電站正在利用以色列的設備進行溫泉發電,發電能力相當于2000千瓦,相當于BWR-4型核電站的四百分之一,可供數百到數千個家庭的電力需求,設置空間寬16米,縱深24米,只相當于一個便利店。
經濟產業省的統計表明,日本國內適宜發展溫泉發電的地域很多,如果在全國普及,相當于8個核反應堆的發電量,而且能夠長期提供電力。
日本還在開發高溫巖體發電技術。所謂高溫巖體發電,是指在缺乏天然熱水和水蒸氣的情況下,通過水壓破碎地下的高溫巖體,然后注入水,利用獲得的水蒸氣和熱水發電。
這種技術不利用溫水資源,也不會和溫泉等競爭,據認為日本國內可以利用的資源量達到380億瓦以上,相當于近40座大型發電站。目前,熔巖發電的很多技術課題已經解決,利用現在的技術,已經可以將每千瓦時的成本降至9.0日元。
作為未來的構想,利用熔巖附近的高熱進行熔巖發電也正在研究。雖然開發需要至少50年時間,但是潛在資源量達到60億千瓦,如果實現的話,能夠達到現在日本全部電力需求的將近3倍。
“將可再生能源作為第一產業”
時下,日本學者紛紛著書立說,就發展可再生能源獻計獻策。有的學者主張將發展可再生能源作為又一次促進經濟增長的產業革命,大和綜合研究所研究員河口真理子提出的“可再生能源第一產業論”非常引人注目。
河口真理子指出,由于東日本大地震和核電站事故,以及此后的計劃停電和節電,日本人對能源的看法正在改變。
“以前,對很多人來說,電是大型水庫、核電站、火力發電站等大規模基礎設施提供的。如果個人設置太陽能電池,就可以自己提供電力,使發電更加貼近個人生活。”河口真理子指出,“有必要將可再生能源培育為第一產業。”
她認為,將可再生能源定義為第一產業,將有利于可再生能源的發展。例如,如果將能源也作為農產品,農機具廠家可以和混合動力車、電氣拖拉機、聯合收割機一起,向個體農戶出售設置在田間小道的風車和設置在渠道旁的水車,向農業合作社出售太陽能發電和帶風車的筒倉、利用生物質的干燥倉庫、利用沼氣的溫室、利用地熱的冷庫等。
再如,畜產的糞尿處理造價很高,環境負荷也很高,如果制作成沼氣,將有利于削減處理成本和增加電力收入。利用間伐的木材制造燃料粒,然后用于鍋爐或者火爐,也能夠節約化石燃料,削減二氧化碳排放,并且有利于山林的培育。
河口真理子提議,還可以將農業和可再生能源的生態觀光業作為觀光資源,還可以考慮銷售帶有綠色證書的農作物。
農村由于土地廣闊,需求分散,建設輸電網成本很高,如果電力在一定程度上實現自給,可以節約不少成本。特別是人口過少的山區,能夠提高地區的自立能力,產生新的收入來源,從而給農村帶來活力。同時有利于解決日本吃緊的兩個課題,即提高日本很低的糧食自給率和能源自給率。
她指出,關于發展可再生能源,以前的討論往往集中在提高電費上,實際上,通過多方面的利用方法和關注可再生能源的社會價值,能夠使可再生能源的價值進一步放大。
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