东芝探索“完美能源”：以可再生能源制取绿氢，全程零碳排

设计充放电装置的日本IKS公司在第27届世界电动汽车大会上展示了纯电动汽车充放电系统。这是一个可以实现“V2H”的充放电系统，也可以和太阳能电池等可再生能源系统联动。系统采用可双向交换10kW电能的功率转换装置，采用10.7kWh锂离子充电电池系统。除了电网提供的电力外，还可以将太阳能电池等可再生能源的电力储存起来供给EV，或者将太阳能电池的剩余电力反向流入电网。而且系统还支持EV放电，所以在电力紧张的时候也能给电网提供EV电力。据IKS介绍，目前公司已经开始使用由5个这样的充放电系统组成的50kW系统，并在大阪进行了实证测试。紧急情况下，电动汽车可提供50kW的电力，作为电梯的应急电源。IKS参与EVS时，决定通过OEM的方式向瑞典企业提供该系统，将于2014年春季左右在欧洲销售。在欧洲，太阳能电池和风力发电等可再生能源的剩余电力飙升。如何使用这种力量非常伤脑筋。因此，面向电动汽车的电力存储和供应系统是欧洲电力公司非常感兴趣的。

进入20世纪80年代，日本社会在完成工业化和城市化的基础上，步

入后工业化时代。在新的社会经济发展阶段，日本的环保工作也由以治

为主转入以防为主的阶段。

1.环境保护的市场化和产业化。随着社会经济规模的不断扩大和市

场化水平的提高，环保法律法规的健全和完善，社会对环保支撑力度的

增强，环境保护越来越趋于市场化和产业化。环保事业的市场化和产业

化，主要包括两个方面的内容。一是把污染的防治工作，从原来谁污染

谁治理的企业个体行为，转变为市场经济条件下的社会分工和供求关系，

形成社会上的专业化环保企业乃至环保行业，向污染责任者提供商业性

环保服务。即污染防治活动的市场化和产业化。日本的污水处理和垃圾

处理产业，已达到相当大的规模，基本做到了日产日清。二是环保事业

所需的资料、咨询、监测、人才、技术、设备、资金等各项资源供给的

市场化和产业化。日本环保设备制造业，以及与环保有关的服务业产值，

已在国内生产总值中占有较高的比例。环保设备的制造业，已发展成为

国民经济和出口贸易的支柱产业。

2.环境保护的社会化和全民化。这方面的突出例子是，不断扩大产

品设计和生产的绿色化程度及范围，与垃圾的分类利用处理相配套，垃

圾产出者义务进行垃圾分装，提高资源的综合利用率，倡导生产和生活

的零排放，以及对资源的循环使用等。

3.环境保护的生活化和日常化。通过国家立法、学校教育，以及传

播媒介和舆论的宣传、监督等，使爱护自然、保护环境、维护生态平衡，

成为人们生活追求的目标和重要内容，从而使爱护环境、维护生态平衡

成为人们一切活动的基本准则。

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日本环境保护的特点

科研局 周颖昕

一、立法是日本环境保护的基本手段

20世纪60年代以前，日本倾力于国内的经济恢复与发展，对环境保护并不重视。从60年代开始，日本经济进入高速增长期，能源消耗量大增，公害问题日益突出，特别是日本“三大公害病”的出现，使人们逐步认识到“经济发展不能以牺牲环境作代价”。由此，1958年，日本制定了“水质保护法”和“工厂废物控制法”；1962年，制定了防止空气污染的“烟尘规则”；1967年，通过了“环境污染控制基本法”。从上世纪60年代起，日本的环境污染受害市民进行了大规模的法律诉讼，媒体也参加进来追踪报导有关污染事件，日本许多地区还成立了专门的反对污染环境的民间组织。1970年，日本反对只发展经济不考虑环境保护的市民人数第一次以45％对33％的比例占据社会主流。内阁成立了专门的防止和治理污染机构，该内阁也因此被称为“公害内阁”。在“公害内阁”期间，通过了14项环境保护法案。一方面，中央政府在全国范围内建立环境质量标准以保护人的健康和生存环境；另一方面，地方政府根据地方情况制定地方法规，细化标准。日本通过法律规定环境保护的基本政策和基本环境计划，明确中央和地方政府、企业和个人的责任。

20世纪70年代，日本逐步建立了环境影响评估制度等政策机制，建立和形成一些有竞争力的生产环境保护设备的企业，人们的观念从防止公害转变到保护环境，从而进入到环境保护时代。这一时期，政府颁布了“公害对策基本法”等法律规章，设立了由总理大臣直接领导的“日本环境厅”，在一系列缓解污染的政策实施下，日本的环境状况有所改善。但在经济发展优先观念的影响下，企业为了追求最大利润，仍以牺牲环境为代价，因此污染现象并未得到真正的抑制。到了80年代，又产生了新的公害问题，即高技术污染、化学物质污染等问题。日本政府以开发新能源为中心的“新阳光计划”、以节能为目的的“月光计划”和“地球环境技术开发计划”开始实施。进入90年代，环境管理发生了观念上的变革，从经济优先转为经济与环境兼顾。日本政府颁布了“环境基本法”、“节能法”、“再循环法”，旨在推动日本社会、经济和环境向可持续方向发展。1994年，日本出台了《21世纪议程行动计划》，致力于在21世纪建立循环型社会系统。

二、完善的财政与技术支持机制为环境保护提供了有效保障

日本政府普遍采用补贴的形式对企业建立防污设施进行资金支持。20世纪60年代，中央政府先后通过日本发展银行、小商业财金公司、人民财金公司给企业提供软贷款，随着需求的增加，政府又设立了污染控制服务公司（1965年），即现在的环境事业团。其使命是针对环境问题，对私营企业和地方政府提供技术和财政上的支持。环境事业团通过日本政府的财政与投资贷款计划，主要从事建设和转让项目、贷款项目、以环境保护为目的的全球环境项目。同时，地方政府也为污染控制提供贷款计划。日本政府采取的另一项财政支持手段就是免除税收。政府指定某些环境污染严重、需要采取措施的地区有资格获得地区环境污染控制计划的资助，并可获得比未指定地区优惠的政府资助。根据该计划，指定地区现有工厂的扩建及新厂的建立都受到限制，并且鼓励现有工厂在合适的地区重建厂房。

以汽车为例,虽然日本生产的燃油发动机在排放及节油指标上已经十分先进，但日本政府在2001年7月公布的“低公害车开发普及行动计划”中进一步提出了要求，即到2010年度，在用的低公害车要达到1000万辆；其中清洁能源车要占350万辆。为此，日本政府有一系列的配套优惠政策以鼓励民众：减免一部分新车种的购置税，减免这类新车头2~3年内的汽车使用税，各政府机构（如环境保护，国土资源等部门）以及公众团体（如公害健康补偿预防协会等）还对购买清洁能源车辆的单位或个人发放金额不等的一次性补助等。

三、企业主动参与环境保护

1961年日本制定的“特定工厂控制污染组织法”规定，那些排放烟尘、废水、噪音和震动超过法律有关规定的工厂要对其污染控制计划负主要责任。另外，每个企业需要配备专门的环境管理人员。这一阶段企业是被动地按照法律进行环境保护，因此，效果并不理想。日本工矿企业的废弃物数量曾一度到了没有堆放场所和无法处理的地步。为此，日本采取了规制机制和支持机制并举的政策，且发挥了有效作用。90年代以来，日本企业由“被动治污”转向“主动治污”，重视开发环境模拟技术与环境协调技术，从产品设计和生产的最初环节就把环境保护纳入其中。

经验表明，企业越多地投资于污染控制，管理反而变得更加有效和有力。例如，汽车行业为了应付当时制定的最严格的排气规则，估计产品的最终价格将上涨10％，当时认为需求的下降会导致生产的整体下降。结果恰恰相反，通过采取必要的污染控制措施，汽车行业不仅在提高汽车的品质上获得成功，特别是能源效率和管理方面获得了成功。尽管价格升高了，需求仍持续增长。污染控制投资在短期内极大地增加了公司的利润。经验证明，越早进行污染控制，污染控制投资越早，总成本就越小。

随着人们环保意识的提高，消费者、股民、当地居民投向企业的眼光也越来越挑剔，给周围环境留下良好印象，成为树立企业形象的一大任务。所以各企业开始定期向社会公布长达数十页的报告书，其内容主要包括对产品回收再利用的计划、对全球气候变暖的应对措施等。在这种大气候下，企业撰写环境报告书已经成为一个趋势，据2003年统计，约有743家大企业撰写。这类报告书主要报告企业自身事业对环境造成了什么样的影响，应该为保护环境做出何种努力，并做自我评价。

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借鉴日本发展循环经济经验 建设资源节约型环境友好型社会

日本环境污染及其加强环境保护发展过程

日本现阶段的环境保护比较成功，在发达国家中居于前列，但他们也曾经走过一条“先污染，后治理，再恢复”的艰难道路。二战后的最初10年，日本为追赶欧美国家，盲目发展重工业、化学工业，造成严重环境污染。福冈县的北九州市、大牟田市的“七色烟”、“七彩河”即是典型。60~70年代，日本政府开始重视污染的治理，但是在“经济优先”观念的主导下，企业仍被动开展污染治理，环境污染并未真正得到抑制。80~90年代，针对严峻的资源和环境形势，日本发展的指导思想开始由“经济优先”向“经济与环境兼顾”转变，日本企业由“被动治污”逐步走向“主动治污”，日本经济社会开始步入可持续发展轨道。到21世纪，日本环保理念发生了新的质的飞跃，循环型社会系统的确立、企业主动治污理念的强化、知识经济的形成，使日本社会形态实现了由农业社会、工业社会向生态社会的根本转变；环境保护实现了由被动的污染治理向全方位生态保育的根本转变。

福冈县麻生度知事告诉我们，福冈县曾是一个污染相当严重的地区，今天的污染治理和生态修复所花的代价远远超过了当年经济发展所创造的利润，希望江苏省吸取其教训，不要走“先污染、后治理”的老路。现在他们的环保目标是建立循环型社会。他们的主要做法：一是健全组织体制，设置环境完善局；二是设置试验研究机关，时常监视体制；三是推进公害防治措施，包括进一步制订排水标准、公害防治计划、制定条例。解决污染公害的主要对策包括设定环境标准、限制排放、促进公害防治、受害救济及纠纷处理。

循环经济与企业自觉环保

上世纪80年代，日本开始强调废弃物的减量化，提出建立循环经济的构想。2000年正式颁布《推进建立循环型社会基本法》。日本已成为循环经济发展水平最高的国家，近几年又提出建设循环型社会的国家目标。

政府主导作用四大路径

在日本，人们清楚地认识到，发展循环经济不仅是产业发展模式的转换，更是经济发展战略的转变；发展循环经济是一个系统工程，是涉及社会方方面面的系统工程；发展循环经济需要以企业为主体，政府为主导。

日本政府在循环经济建设中发挥主导作用的四大路径：一是科学制订循环经济发展规划；二是制定推进循环经济的法律法规体系；三是实施促进循环经济发展的优惠政策；四是倡导全民环保，推进公众参与。

循环经济体现在三个方面

日本的循环经济体现在物质循环、能量高效利用和水循环3个方面。

物质循环废弃物质的再生循环利用是日本发展循环经济的主要切入点。日本每年要废弃1800万台电视机、冰箱、空调和洗衣机，重量达60万吨。现在日本已实施《家电回收再利用法》。

能量高效利用在再生能源利用方面，日本采取了废弃物发电和燃料制造、生物发电和生物热利用、温度差能源等多种方式。

水循环为了保证河水在自然循环中的净化能力，政府规定只有在河流中的水超过河流正常流量才能取用。工业废水和生活污水处理后的“中水”大多实施回用，被广泛应用于农田灌溉、城市绿地灌溉、消防、冲洗汽车、冲洗卫生设施等诸多方面。地下水是水循环的重要组成部分，日本禁止含有害物质的水渗入地下，严格控制垃圾填埋。

企业成为循环经济主力

在日本，企业的自觉环保是循环经济成功实践的基础。企业大多有强烈的社会责任感，许多大企业以主动积极的环保行为展示形象，将循环经济的理念贯穿产品生命周期的全过程，提高了诚信度和社会满意率，实现了经济效益和社会效益的双丰收。我们考察了西日本家电再循环公司、生态木材股份公司、日产九州工厂、三菱材料等企业，可以说，这些企业都是环保模范企业。例如为配合日本《家电回收再利用法》的实施，西日本家电再生使用株式会社投入4亿日元，建成一座处理能力为100万台的废旧电器回收利用工厂，股东有东芝、松下、索尼、三菱等9家日本大公司。日本的生态木材股份公司主要制造销售使用废木材和废塑料的建筑材料，将废木材和废塑料粉碎，经混炼加热后在半熔化状态下加工成型、生产建材，100％使用废木材和废塑料生产的建材。

多方合作建设生态工业园

日本从1997年就从“零排放”的构想出发，开始规划和建设生态工业园，并把它作为建设循环型社会的重要举措。据介绍，日本政府先后批准建设了26个生态工业园区。日本在发展循环经济、推进生态工业园建设的主要做法和特点是：政府主导、学术支持、民众参与、企业化运作，产(企业)—学(大学/科研院所)—官(政府)—民(国民)紧密协作，共同推进实施。

政府主导一是制定规划。政府根据当地产业特点、产业相关性以及废弃物产生的种类和数量，规划建设不同类型的生态工业园区。日本的生态工业园主要有两种：一种是零排放型的工业园区，一种是事后再利用的工业园区。二是出台优惠政策。除了国家给予生态工业园补助外，市里也拨专款补贴厂地费用，同时还制定环境未来技术开发补助金制度，扶助有关利用废弃物的验证研究和社会体系研究。

学术支持日本的多数生态工业园都设有专门的产学研合作基地，全面开展从基础研究、验证研究及其企业化的相关工作。

企业化运作园区将针对各类废弃物的拆解、回收和资源化企业集中设立在园区内，从事无害化再利用、资源化、热回收和集中安全填埋，拆解、分类后的不同废弃物质在园区内企业间相互交易，实现规模化处理。

民众参与在日本的生态工业园，往往都建有以生态工业园工程为生动教材的环境学习基地，作为市民参观、实践和提建议的场所。

环境教育丰富多彩

日本不仅将环境教育纳入义务教育法，而且还通过建设环境教育馆、环保俱乐部、编制通俗环保教材、成立环保民间组织等多种方式来提高公民环境意识，环保活动不仅丰富多彩，而且载体先进，寓教于乐。

日本经验及其启示

日本在工业化后期环境保护的理念先进、措施具体、效果明显，环境保护取得了长足的发展。学习和借鉴发达国家的环保经验，对于我国推动经济又好又快发展，缩短与发达国家的差距，具有十分重要的意义。

转变观念实现双赢

当前，江苏省扬州市正处于经济发展的起飞期和全面达到小康的关键期，同时也是环境污染高峰期和环境违法行为多发期。面对类似日本工业化中期出现的诸多环境挑战，如果我们能切实转变发展观念，提高环境意识，是完全有条件也有可能避免重蹈覆辙、绕过日本曾经走过的“先污染、后治理”的弯路。

充分发挥政府主导作用

日本政府的环保主导作用并没有随着市场经济的不断成熟而有所弱化，相反日趋增强；无论是循环型社会法律体系的制定，还是规范、扶持政策措施的出台；无论是加大对循环经济投入，还是推动循环经济发展的产—学—研联合；无论是推进企业的清洁生产，还是动员全社会的广泛参与，无不让人体会到政府强有力的行政推力。在我国，需要各级政府充分利用在经济社会生活中所处的强势地位，通过完善环保法律法规体系、科学编制环保规划、制定落实环境政策、倡导全民环保等手段，在环境保护工作中发挥应有的重要影响，促进全社会以更低的资源消耗、更少的环境代价，谋求又好又快的发展。

加快建设生态工业园

日本生态工业园发展到今天，曾经历了艰苦的产业结构调整。日本北九州市、大牟田市原先分别是以发展钢铁为主和以煤炭产业为主的重工业城市，为治理公害、推进产业转型，他们关闭钢厂，封山闭矿，加强废弃物再生利用技术的研究和攻关，在原先的土地上发展壮大再生利用企业，建成了现在的北九州生态工业园和大牟田生态工业园。日本进入工业园区的企业，无论是从事家电、木材、建材再生利用还是垃圾再生利用的企业，都在循环经济产业链上，真正做到了企业集群、产业集聚。此外，日本建立起推进循环型社会建设的技术研究支撑体系，不仅在生态工业园区开辟实验研究区域，入驻多所大学和研究机构，而且对循环型社会的关键技术、实证研究和商业规模化给予一定的资金支持，促进了循环型社会的快速发展。当前，扬州也正在着手开展生态工业园建设试点，我们应认真学习日本的经验，以规划为龙头，以项目为抓手，切实在企业层面建立起物质循环利用的产业链，在社会层面构建起科研—教育—生产为一体的循环型经济体系。

提高全社会环境意识

日本重视国民的环境教育和发挥民间环保组织、社会中介组织的作用，形成“政府主导、企业治理、全民参与、根植基层、覆盖全社会”的环保网络，日本公众对环保的广泛参与，成为环境保护的强大力量。在我国，从现在开始应进一步强化全民环境教育，将环境教育纳入义务教育内容，在全社会广泛宣传环保知识和环境形势，推进公众参与。

改善环境基础设施

我们这些年花大代价、大气力建设污水处理厂、垃圾处理厂，实际还只是相当于日本1993年以前的水平，当我们为削减污染物而头痛的时候，日本人已将我们心目中的垃圾、污水创造了价值，真正体现了循环经济的发展理念。在现阶段，我们的首要任务是要尽快改善环境基础设施建设滞后的局面，加快推进污染集中处理，实现工业废水的达标排放和固体废物的无害化处理，推进废弃物的综合利用，打牢环境保护的基础。

加强执法力度

日本企业较强的环境意识是建立在环保法律体系基础上的。而在当前我国的环保法律体系尚不完善，众多企业的法律意识、道德意识还未切实跟上的时候，加强环境执法监管有利于提高企业守法的意识，推动企业积极主动开展清洁生产、发展循环经济。

从去年开始，全球能源行业已经发生大逆转。 全球最大的可再生能源供应商美国NextEra能源公司市值飙升至1500亿美元，一度超越埃克森美孚公司和雪佛龙，成为全球价值最高的能源企业。 到了年底，随着油价有所回升，埃克森美孚才勉强挽回了些许尊严。

在与气候变化的对抗中，2020年是有史以来最关键的一年。 这一年，世界开始行动起来，努力修复几个世纪以来对气候的破坏。 全球最大的几个经济体都做出了净零排放、碳中和的承诺。

这一年，传统能源巨头在对新能源的态度上发生了翻天覆地的转变。

01

传统能源巨头蜂拥进新能源领域

2020年，全球化石能源巨头经历了有史以来最为痛苦的一年。

油价暴跌，巨额亏损。以往，他们总能在低谷后再次攫取复苏后的暴利。与往年不同，这次不再是简单的周期性经营亏损。他们 必须面对一个新的残酷现实—— 承诺大幅甚至全部减 少温室气体排放。

在这种要求下，未来石油需求和煤电需求都将大幅下降。 大力发展可再生能源，成为传统化石能源巨头转型最为清晰的发展路径。

我们看到，过去一年，全球化石能源巨头不约而同的疯狂涌入新能源领域，并斥以数以万亿的资金。这几乎颠覆了想象。

美国能源巨头杜克能源欲斥资4000亿砸向风电、光伏等领域。 杜克能源去年宣布，未来5年计划斥资560亿美元（折合3920亿元人民币）的资本投资计划， 希望到2025年将可再生能源发电指标翻一番，设定的目标是自行投资或购买16000MW可再生能源装机量 。 并计划到 2050年，新增40000MW太阳能和风电装机量，这将占到杜克能源公司2050年夏季总装机 量的40%。

西班牙石油巨头雷普索尔计划将可再生能源产能扩大五倍。 去年底，雷普索尔宣布，在未来十年内将可再生能源产能扩大五倍，并从石油业务中筹集资金，将可再生能源发电能力从目前的2.95吉瓦扩大到15吉瓦，包括风能和太阳能。

法国石油巨头道达尔计划未来十年内，每年在可再生能源上投入30亿美元。 道达尔未来10年能源产量将增长三分之一，其中大约一半将来自液化天然气，另一半来自电力——主要来自太阳能和风能的增长。

英国石油巨头BP将可再生能源产能从2019年的2.5GW拉升至50GW。 BP打算在2030年底前，将在低碳能源的投资总额拉升10倍达到50亿美元，并将可再生能源产能从2019年的2.5吉瓦拉高至50吉瓦。

葡萄牙石油巨头GalpEnergía计划到2030年，将其可再生能源的规模扩大到10吉瓦 ，计划将集团10%至15%的投资用于可再生能源发电。

欧洲最大电力公司之一Enel拟投资700亿欧元扩大太阳能、风能业务。 去年底，Enel宣布2021-2030年的战略重点是加速能源转型。其中，约700亿欧元用于扩大其风能和太阳能业务，可再生能源发电规模将从目前的45GW增至120GW。

西班牙最大电力公司Endesa拟在未来三年将太阳能等发电总容量增加50%。 Endesa表示将在2021-2023年期间筹措79亿欧元投资用于脱碳，新可再生能源产能等。其中，可再生能源将获得33亿欧元，用于投资约3000MW的太阳能和900MW的风电。

西班牙电力巨头Iberdrola计划5年投入760亿欧元，将可再生能源装机增至60GW。 去年底Iberdrola公 布了调整后的新5年投资计划，将在2021-2025年间，投资750亿欧元大力发展可再生能源，到2025年将可再生能源装机从去年的32吉瓦增至60吉瓦。

以上只是我们列举的部分化石能源巨头在可再生能源领域的投资计划，更多的案例不胜枚举。

颇具前景的可再生能源，吸引的不只是能源巨头。 越来越多非能源企业也开始蜂拥而入。

比如澳大利亚铁矿石巨头FMG，去年底就宣布2022年或2023年开始生产风能、太阳能、氢气和氨水等可再生能源，最终目标是达到236吉瓦的清洁能源产能。又比如 日本电信巨头NTT宣布，到 2030年将可再生能源发电能力从现在的300兆瓦提高 到7.5吉瓦。

02

技术创新的力量

从目前公开资料统计，未来5年时间，全球至少有万亿美元以上资金将进入可再生能源领域。

相对于未来更为庞大的体量，目前投入的资金还只是冰山一角。国际可再生能源署预计到2050年，为了实现碳中和，全球需要在清洁能源领域累计投资130万亿美元。

这些资金大部分将投向风电和光伏相关 领域 。

十年前，这简直无法想象。

越来越多的企业将宝押向新能源，除了情怀，更多的因素是源于以风电、光伏为首的新能源竞争力越来越强。

在技术进步和规模效应推动下，风电和光伏已经成为全球最具竞争力的能源。

以风电为例，十几年前，陆上风电单位千瓦造价高达12000元，如今已经下降到7000多元。国内上网电价已经下降至0.29元/千瓦时（I类区域），部分地区成本已经下探至0.15元/千瓦时。

十几年来，风电技术不断推陈出新，目前已经进化到第四代风机——人工智能风机，这种风机为全球新能源加速开发创造了契机。

有兴趣的同学，可以观看B站上一条爆红的 讲述风机进化史的科普视频，为了方便大家观看，我们将视频上传至此。

远景能源工程师告诉我们，他们推出的伽利略超感知风机就是人工智能风机。 在前三代增加偏航、变桨、独立变桨基础 上，工程师们在风机中创造性融入了人工智能元素。

这种风机能够利用传感数据，结合人工智能模型，实时还原所在机位的风信息，并对比实际运行情况与设计的差异，进行不断的精细调整。 这样一来，风机不再是按照预设好的场景程式化的变桨，而是依据实际的气流特性求真务实的变桨。 就和伽利略一样，能够用实例来验证固有理论。

当成千上万台伽利略超感知风机遍布群山、平原、海洋，大量的实例验证信息将在云端刻画出风机该有的样子，然后传回每一台风机，进而使风机不断进化，将潜力发挥到极致，再次提升发电能力。 而且，这种进化不仅可以体现在某一台风机上，也体现在整个风电场上。 依托边缘计算技术，风电场集群的人工智能，可以回顾和预测数十台风机已经和将要经历的风况，协调各个风机的运行，实现风场整体发电能力的最大化。

除此之外，伽利略超感知风机还有很多进步，比如可以借助先进的趋势感知能力，在线规划风机的寿命策略，找到最优的运行模式，从而降低运维成本。可以通过大量结构受力样本，知道风机哪一部位需要进一步加强，哪一个部位可以优化减少材料，再运用到新风机的制造上，从而降低建设成本和度电成本。

风电如此，光伏创新更是层出不穷。

光伏转化率已经从十几年前的14%左右，上升到了目前的23%以上。晶硅组件价格从十几年前接近40元/瓦下降到目前1.4元/瓦左右。

技术创新和成本下降，让光伏成为近十年内降本速度最快的能源之一。 根据 国际可再生能源署 数据，全球光伏LCOE （平准化发电成本）由2010 年的0.378$/kWh快速下降至2020年的0.048$/kWh，降幅高达87%。

今年开始，不仅是风电， 国内大部分地区光伏项目都可以实现平价上网。在海外一些国家，由于非技术成本占比较低，一些光伏项目度电成本已经低至0.1元人民币以下。

虽然没有人能准确预测未来，但是新能源未来却是确定的。

在风电和光伏等可再生能源的驱动下，一个全新的时代序幕已经徐徐拉开。

/ END /

在此基础上，我们水电的专业人士却可以发现，能源研究机构对于我国水电的减排作用，挖掘的还不够充分。我们认为：水电在未来的我国发电总量中的比重，决不应该仅占12%，而是要远高于目前的18%，甚至可以达到20%以上。

如果我们能够证明：我国的水电在未来发电能源中的比重，可以达到20%，那么能源研究所已有的预测结论，是不是就可以修正为：到2050年我国的“风电占比50%，太阳能占到23%，水电占到20%，核电6%和火电0%。”了呢？

进而我们可以发现2050年我国实现100%非化石能源发电的问题，基本上不必担心。因为，能源研究所的减排路线图是“风电占比50%，太阳能占到23%”，再加上我国巨大的水电潜力，完全可以“用更多的水电，取代火电”。

由于世界第三级青藏高原的存在，我国水电资源非常丰富，绝对是世界第一。目前，我国水电的装机（3.56亿千瓦）和年发电量（1.3万亿千瓦时）基本都占到了全球的四分之一以上，我国水电与世界第二之间的差距，至少都在3倍以上。

然而，目前 社会 上很多人（甚至包括一些研究能源问题的专家）都认为我国水电可开发潜力已经所剩无几了。这是因为，直到世纪之交，我国正式公布的水电可开发资源量也不过只有1.7万亿度/年。2006年的水电资源普查之后，更正后公布的数字为2.47万亿。几年之后，2016年的十三五规划就上升到了3万亿。

水电资源勘测的这种复杂性、困难性，往往使得可开发的资源量上升的空间很大。即便我们以十三五规划正式颁布的比较保守的3万亿/年来计算，我国目前（截至到2019年底）所开发利用的水电资源还不到44%。

如果我们能达到目前发达国家水电开发的（大约70%到90%的）平均水平，那么未来我国的水电，至少还有一半以上的开发潜力。初步估算，届时我国水电至少每年可以提供2.6万亿度的电能。

这个电量对我国能源的作用有多大？假设我国的用电达到峰值的时候，按照14亿人口，每人每年8000度电的需求，大约也就是每年11.2万亿度电。（目前我国各种用电峰值的研究预测，最高的也不过就是12万亿度左右）。

也就是说我国的水电（2.6万亿度的年发电量）将可以在未来我国用电最高峰的电力构成中，至少应该能提供20%以上的电能，远高于目前的18%。总之，我国的资源禀赋显示：未来我国水电所能发挥的作用，不仅不会比目前少，而且还要有所上升。

除了丰富的资源量，中国领先世界的水电技术也成为资源开发的坚实基础。

2004年，我国水电总装机容量突破1亿kW，超越美国成为世界第一。虽然我国的水能资源极为丰富，但我国水电开发建设的任务极其艰巨、繁重，因此我国水电开发的过程中所遭遇到的困难，所需要解决的难题，也几乎是前所未有的。

可以说，从我国改革开放加速水电开发建设时候起，我国的水电就已经开始了向世界水电 科技 制高点的攀登。目前，世界上最大的水电站是我国的三峡；最高的碾压混凝土坝（203m）是我国的黄登水电站；世界上最高的混凝土面板堆石坝（233m）是我国的水布垭水电站；最高的双曲拱坝（305m）是我国的锦屏一级水电站。我国正在建设的双江口水电站的堆石坝，高度将达到312m，建成后将成为全世界第一的高坝，刷新所有的世界纪录。

建设这些世界之最的水电站大坝，需要一系列尖端的工程技术支撑。可以说在所有这些工程技术方面，我国都已经走在了世界前列。在水电机组制造方面，目前不仅世界上单机容量70万kW的水轮发电机组绝大部分都安装在中国，而且单机容量达到80万kW和100万kW的水轮发电机组，也只有中国才有。

这种结合了现代 科技 的水电开发技术，使得我国的水电开发能力不断增强，可开发的资源量也不断的在扩展。加上我国现有的远距离、超高压、特高压输电技术，理论上我们的水电开发已经没有制约性的技术障碍。

总之，今天我国的水电已经是当之无愧的世界第一。无论从规模、效益、成就，还是从规划、设计、施工建设、装备制造水平上，都已经是绝对的世界领先。一般人可能想象不到，中国水电领先世界的程度，其实远超经常宣传的高铁、核电等行业。我国的高铁、核电等技术虽然已经非常先进，但是在国际市场上还是有竞争对手的。但是在水利水电领域的国际招标中，目前几乎所有具备实力的竞争者都是中国的公司。我国这种全行业的绝对领先，在我国 历史 上是否能绝后我们不知道，但肯定是空前的。

发达国家的水电开发程度，为何普遍都在70%到90%多，平均也有80%以上呢？其实，发达国家他们当年在开发水电的时候，国际上还没有什么碳减排的要求。然而，他们的水电，之所以都要开发到较高的程度的根本原因，主要在于 社会 现代化文明的发展，特别需要通过水电的开发来解决调控水资源的问题。

例如，美国著名的胡佛大坝、田纳西流域梯级水电开发的主要原动力，其实都是 社会 发展需要有效的调控水资源。所以，这些国家在满足了水资源的调控需求之后，往往就不再去进一步开发其它水电资源了。

而一些想靠开发水电解决能源问题的国家的水电开发程度，则普遍会更高些。例如：法国、瑞士等国的水电开发利用程度都超过了95%。总之，无论是哪种情况，国际 社会 的普遍经验说明，如果一个国家水电开发程度低于70%的话，那么这个国家的水资源调控问题，很难解决好。

因为，一个国家的水电开发程度往往都与水资源的开发程度成正比。所以，水电开发如果不能达到一定的程度，这个国家的水资源问题肯定也解决不好。目前，由于我国水电开发程度还不足44%，因此，我国的水资源调控的矛盾也就十分突出。

我国的国土面积和水资源总量都与美国差不多，但是，我国目前的水库蓄水总量只有9千多亿立方米，而美国是13.5万亿。我们大约还需要增加50%的水库总库容，才能达到美国那样的水资源调控水平。

然而，美国的人口还只是我国的1/5左右。也就是说，如果我们不能超过美国的水电开发程度的话，我国的水资源调控矛盾，绝对是无法解决好的。

总之，我们也可以这样说，即使我国不再需要用水电提供能源，但为了调控水资源我们也必须要把我国的水电开发程度提高到80%以上才行。否则，水资源的调控矛盾解决不好，我们建成小康 社会 的目标将难以实现。更何况目前我们还面临着巨大的减排压力，实现能源革命电力转型，最终兑现巴黎协定的减排承诺，已经迫在眉睫。

根据我国发改委能源研究所和国家可再生能源中心所发布的《我国2050高比例可再生能源发展情景暨路经研究》报告的预测结论：到2050年我国风电和太阳能发电的装机分别可达到24亿和27亿千瓦。

按照可能的年运行小时（风电2200多，太阳能1400多）估算。届时我国的风电大约每年可提供5万多亿度电能，太阳能也能提供接近4万亿度。有了这9万多亿的电能，再加上水电的2.6万亿，就已经超过了我国用电最高峰时的峰值11.2万亿度。

更何况届时我们还要有2亿多千瓦的生物质能可以发挥作用。也就是说，即使我们完全不考虑核电的作用，我国未来也可以用100%可再生能源的发电，来满足我国全部的用电需求。

不仅如此，水电还能够肩负起非水可再生能源发电调峰的重任。

众所周知，水电的可调节性肯定要比火电、核电都要好得多。所以，如果能源研究所的减排路线图切实可行，不存在解决不了的调峰矛盾，那么我们用水电替代其中火电的方案当然就更不会有问题了。

此外，我们还应该注意到：目前，尽管化学储能的技术无论从技术上还是成本上，确实都还难以满足商业化的要求，但是国内外的研究机构，为什么都还敢断言说2050年全球就实现100%的由可再生能源供电，无论在技术上还是经济上都是可行的呢？

笔者认为，其最重要的原因之一就在于可再生能源家族中含有功能特殊的水电。水电是最优质的可再生能源，可以为风、光等可再生能源的大量入网，提供重要的保障作用。目前，世界上所有能够实现百分之百由可再生能源供电的国家，基本上都离不开水电的有效调节。

大家知道，挪威因为水能资源丰富，一直都依靠水电保障全国99%以上的用电需求。今年年初，葡萄牙也完成了一个多月完全由可再生能源供电的成功尝试。葡萄牙高达52%的水电比重就是重要的支撑。

就连宣布了退出巴黎协定的美国的总统特朗普，在考察挪威，发现了水电的重要作用之后，也曾经表示过，他有可能会通过开发美国水电的潜力，重新考虑加入巴黎协定。这其实就是水电在未来的高比例可再生能源体系中，具有特殊的重要作用的一种体现。

当然，我们也必须承认，世界上的水能资源本身（总量有限）确实不能满足人类的能源电力需求，但是，由于科学开发的水电有很好的调节型，可以为大量的风、光等可再生能源的入网提供保障。这样一来，水、风、光互补发电，情况就大不一样了。

在现实中，风、光发电的间歇性与水电的季节性之间，通常有很强的互补关系。例如，我国四川省的凉山州，通过水、风、光互补，2016年凉山州除了满足自己的用电需求之外，给我国东部地区的送电超过1300亿度（这大约相当于当年上海市用电量的70%）。如果，未来的送电通道建设能有保障，预计2020年凉山外送电量可达2000亿度。也就是说通过水、风、光的互补发电，凉山州一个州所产生的可再生能源，除了满足自己的需要之外，还可以满足一个像上海这样大城市的全部用电需求。

目前欧洲很多的国家之所以能达到较高比例的可再生能源，也是因为欧洲的水电开发程度经高。而我国目前之所以还不得不以煤炭发电为主的根本原因之一，也正是由于我国的水电开发程度还不够高，水电的调节性能难以得到充分的发挥。

此外，在化学储能技术没有出现重大突破之前，水电家族中抽水蓄能电站的重要作用也不能忽视。为了给电网调峰，日本的抽水蓄能装机规模早就超过常规水电。假设到2050年化学储能的技术，仍然不能出现重大的突破，我们大不了再多建一些抽水蓄能。事实上，我国大量梯级开发的水电站（以及一些散落在全国各地的小水电）很多只要稍加改造，加装上能抽水的泵，都可以改造成混合式的抽水蓄能电站。

总之，仅从发电量来分析，我国到2050年实现完全由可再生能源供电，应该是完全可行的。再加上水电这种资源和它所具有的某些优质特性，在2050年实现百分之百的由可再生能源供电，无论在技术上还是经济上都是可行的。

1. 水库移民

很长时期以来，移民问题一直都是水电开发的主要制约因素，但其实移民的难点并非是由水电开发造成的。现实中凡是需要大量移民的大型水库水电站，其实都是有着重要的水资源调控功能的多功能水电站。而这些电站的最主要作用，可能并不是发电，而是水资源的调控。

例如三峡工程的首要目标是防洪和供水，而不是发电。如果仅仅是为了发电，三峡可以分别建成一系列的径流式水电站，这样几乎可以不用移民而产生等量发电。

没有了任何防洪、供水等水资源调控功能的三峡工程无法解决我国长江灾害的心腹大患，当然不能考虑。然而上百万的移民成本，全都要靠一个水电站的发电效益来解决，几乎也是无解的开发难题。

我国通过建立三峡基金，先后投入了一千多亿元解决了我国三峡建设的投资难题。理论上相当于国家出资建设了三峡水库，企业投资建设了三峡大坝和发电站。

现在回过头来看，这是国家参与大型水电开发的最成功范例。三峡水电的上网电价只有0.26元/度，比火电的平均上网电价要低近0.1元。三峡的年发电量大约为1000亿，这样一算三峡除了每年给国家的上交的利税和效益之外，仅这种隐性的电价补偿，就接近100亿（相当于对三峡基金的一种回报）。也就是说，大约发电十几年之后，国家对于三峡水库的投资，就相当于完全收回了。

然而，三峡水库所创造的效益又有多大呢？

三峡防洪供水的巨大效益仅仅通过一次防止特大洪灾就足以让我们刮目相看。2012年三峡水库所拦蓄的洪水峰值，已经超过了1998年。1998年我国长江特大洪水所造成的经济损失大约是2000多亿，死亡1600余人。

由于我们有了三峡水库的拦蓄，面对更大的洪峰，我们不仅不再需要百万军民的严防死守，而且也不再有任何人员的伤亡。可以说三峡当年防洪错峰所避免的洪灾损失，就已经超过了国家对三峡水库投资的数倍。只不过水利工程的经济效益，往往都是公益性的，你可以计算出来，但却无法实际收取到。

大型水电站的水库移民困难，其实是一种公益性开发的矛盾。让某一个企业自己依靠发电效益去解决，往往是非常困难的事情。如果采用三峡这种的国家参与开发的模式，问题就变得非常简单，容易。

世界上各国的大型水电开发项目，基本上都是国家行为。例如美国的大型水电全部都要由联邦政府的所属机构投资开发，从不容许商业开发者参与。

电力市场化改革之后，我国很多优质的项目即使依靠开发企业的电费收益，也能解决好移民的投资。但大多数具有水资源调控功能的大型水库电站的建设，都应该是公益性的。尽管这些项目的移民投资收益，几乎可以说是一本万利的。如果交给企业进行商业化的开发，可能就难以运作。

例如我国目前还争议巨大的龙盘水电站建设需要移民10万余人。这个重要的大型调蓄水库电站所创造的水资源调蓄能力几乎可以达到200亿/年。虽然其防洪功能还比不上三峡，但其供水的能力甚至可以超过三峡。

如果因为某个企业没有能力依靠电费解决移民搬迁的费用，就耽误了龙盘水电站的开发建设。那么就相当于今后上千年，我国的长江中下游每年汛期要增加200亿立方米洪水的压力，同时枯期还要减少了200亿水资源的供应。

同样的问题还体现在龙滩水电站二期扩建上。如果因为移民的费用无法由电费担负，就停止了龙滩二期的开发。那么我国南方的珠江流域，每年将要增加上百亿洪水的压力，同时枯水期又将减少上百亿水资源的供应。

每年几百亿的水资源保障，才是我们水库移民问题的本质。我们需要跳出水电商业化开发中移民难的惯性思维，避免丧失了我国水资源开发的大好时机。

2. 生态环保

除了移民问题，生态环保也一直被认为是水电开发的巨大障碍。

对于水电破坏生态的偏见，曾有很多文章专门介绍过，这是当年美苏争霸政治斗争留下的后遗症。1996年在联合国的可持续发展峰会上，也曾经一度因为当时的水电生态问题的过度炒作，否定了大型水电的可再生能源地位。但随后在2002年的峰会上，大会又一致同意做出了更正，恢复了大型水电的可再生能源地位。为什么会这样？因为，水电尤其是大型水电是当前人类 社会 替代化石能源第一主力。

仔细分析不难发现：所有水电破坏生态的问题，几乎无一不是局部的、针对某一特定物种的某种炒作。而水电实实在在所解决的，却是人类 社会 最大的生态难题——过量的使用化石能源所造成的气候变化。

因此，只要站在人类 社会 可持续发展的高度，几乎没有人敢否认，开发水电才是当前最重要的生态建设。当年的联合国峰会就是因为考虑到了气候变化，而立即纠正了对水电的偏见和误导宣传。

受到国际 社会 对水电误解的影响，我国以往的环保部门和环保人士也一度对水电开发的生态环境问题耿耿于怀。但是，改组后的生态环保部，已经开始担负了防止气候变化的职责。

前不久美国马里兰大学和我国国家发改委能源研究共同颁布的中国煤电退役报告非常明确地指出：我国若要实现《巴黎气候协定》中2摄氏度的减排承诺（2100年达到净零排放），就必须在2050至2055年退役全部的传统煤电；如果要实现1.5摄氏度的减排承诺（本世纪下半叶实现净零排放），就必须在2040至2045年间退役所有的传统煤电。

解决火电的碳排放问题，几乎是世界各国公认的兑现《巴黎气候协定》的最大难点。目前，世界各国都普遍认为，要实现《巴黎气候协定》的零碳目标，火电尤其是煤电只有退役一条路。

在今后20年的时间内，退役我国全部的煤电，大量的风、光发电入网，没有一定量的水电调节保障，怎么可能支撑起电力系统的正常运行。

可以确信在不远的将来，只要我国真的要兑现巴黎协定，我们负责这项工作的生态环保部，肯定会和当年的联合国可持续发展峰会一样，从根本上转变对水电的态度。因为水电在能源革命中的地位和作用是无可替代的重要。

3. 开发成本

随着我国水电开发的深入和向西部转移，资源的开发难度以及输电的距离都在增加。因此导致大部分即将开发的水电项目，普遍存在着还贷期上网电价过高的难题。

西部水电开发成本高的问题，其实也不应该是真正的发展障碍。由于目前企业投资核算的周期，最长也不能超过30年，所以我国西部深山中待开发的水电项目，几乎都存在着初期上网电价难以接受的难题。然而，只要还贷期一过，水电站的发电成本马上又变得非常低。

当前所谓西部水电开发的高成本障碍，其实只是一个算账方法的规则问题。这对于具体开发企业，虽然是无法逾越的难题，但对于一个国家来说，从政策上解决这种矛盾，应该说是轻而易举的简单。

从全生命周期来看，水电几乎是最经济的能源。目前，不仅我国的水电上网电价平均比火电低很多，而且全世界各国的电价，几乎都是水电多的国家的电价都比较低。

除此之外，随着 社会 的进步，很多发达国家都已经进入低利率甚至负利率的时代。而我们目前水电投资，还都是要以高达6%左右的贷款利率计算成本。可见，西部水电开发的高成本，其实只是形式上的、暂时的。而实质上，水电才是我们人类 社会 最经济的电力来源之一。

在新一轮的西部大开发中，如果我们仅仅因为资本收益的计算，不利于投资者的短期回报，而丧失了为 社会 提供最优质、最经济的电力的大好机遇，那无疑将是我们的巨大失误。总之，我们的 社会 主义市场经济应该更有利于保障 社会 的整体和长远利益，因此，通过建立专项基金或者利用财税手段，解决这类矛盾并非难事。

如上文所述，我国水电在新时期高质量的发展，不仅切实可行，而且还可以说是我国经济和 社会 可持续发展的必由之路。然而，当前由于我国 社会 舆论对能源电力转型的认识不到位，煤电退出 历史 舞台的问题，至今还没有被摆上议事日程。因此，目前我国严重的电力产能过剩，所导致的水电弃水的难题，依然制约着当前水电的发展。

这种状况只能是暂时的。一旦我们整个 社会 意识到以煤电的退出和可再生能源的大发展为标志的能源革命电力转型，是我国实现小康 社会 并兑现巴黎协定承诺的基本前提，电力转型的情况随时都可能会发生大变。水电作为我国可再生能源大发展的基础和保障，时刻要为这一天做好准备。总之，水电的特性就决定了，我国水电的高质量发展一定要和我国 社会 的进步和可持续发展同呼吸、共命运。

日本自然灾害太多了。。这种七级以上地震说实话一定会有的。。核电站又不能保证地震下完全不损坏。。一旦损坏了核能源泄露辐射就不光是死人的问题了。。基因变种什么的就很恐怖了。。

1、太阳能：直接来自于太阳辐射。

2、生物能：由绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在体内，可沿食物链单向流动，最终转化为热能散失掉。

3、风能：由太阳辐射提供能量，因冷热不均产生气压差异，导致空气水平运动——风的形成。

4、水能：由太阳辐射提供能量，产生水循环，来自海洋的暖湿空气，受热上升，太阳能转化为势能，当在高山上形成降水后，水往低处流，势能转化为动能，就是水能。

5、海洋能：包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量，也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力，波浪、洋流的能量主要是受风的影响。

6、地热能：来自于地球内部放射性元素的衰变。

上述能源都是可再生能源，而且是直接来自于自然界的一次能源。楼上有提到氢能的，它应属于可再生能源，因为生产氢能的原料是取之不尽、用之不竭的。但它是经过人类加工的二次能源。如果这样举例的话，沼气、焦炭、蒸汽（蒸汽机的动力）也是可再生能源。

非可再生能源：煤、石油、天然气、核矿石等一次能源，以及汽油、柴油、煤油等二次能源。

日本从上世纪80年代开始就开始布局氢能源，直到现在新能源 汽车 产业被中国比亚迪等车企按在地上摩擦，中国2022年 汽车 出口总量将超越德国，再过几年还将超越日本，因为日本的新能源走了氢能源的歪路。下面我们详细聊聊，中国新能源 汽车 必胜的原因。

能源问题是当前人类迫切需要解决的难题。不只是为了解决温室效应，降低能源成本，更重要的是在信息技术、智能自动化制造技术的帮助下，已经具备了解决这一问题的能力。

工业革命后的两三百年， 所有在能源方面的努力都是为了提升太阳能转为服务人们生产生活的有用功转换效率和提高能源载体的有效能量密度 。以前、所有的研究者都只着眼于单个环节的。如提高光伏发电效率、提高汽油发动机热效率。未曾将从太阳能到有用功当成一个系统研究。

晶硅、薄膜、钙钛矿结构等等光伏技术，聚光光热技术、锂电池、锂硫固态、氟阴离子、氢氧燃料等电池技术和新能源 汽车 。研究者投入了巨大成本、大量的人力物力精力。

但是、研究人员未曾认识到一个可怕的事实，那就是不管他们多么努力，方向选择错了。即便他们的电池技术达到所有的理论上的最大值。他们研究出来的技术都是昙花一现。

那么什么样的技术方向才是正确的呢？且看下面分析。

1 氢能？未来能源？你有没有搞错！

氢能作为一种能源载体，被人误认为是未来的最佳能源。这种错误的想法源自两个事实，一个是氢能量密度高达143MJ/KG，另外一个氢的燃料电池理论效率高达80%。

论据是正确的，结论却错了。氢气如果是车载能源，将储罐和氢气当成一个整体，其能量密度远低于汽油、也低于低过甲醇。氢燃料电池的整体STS效率也不高。所以氢能毫无竞争力，详见如下分析。

1.1 常见能源载体的能量密度。

我们先看看常见的氢气储存技术。

A. 高压储氢：氢质量含量1~5.8wt%，压力为35/45/70/90MPa，目前已经商业化。对于氢能 汽车 中的高压储罐，一般有35Mpa和70Mpa两种，储氢重量密度达到了5.7wt%。

B. 液化储氢：氢质量含量>5wt%，将纯氢冷却至-253 储存，超低温消耗能量大，成本高，优势在于储氢密度高，多用于航天、军工领域。

C. 固态吸附储氢：氢质量含量5.3 9wt%，使用以碳材料为主进行物理储氢，环境为77k、4MPa，纳米碳材料储氢性能好，还处于实验阶段。

D. 液态有机化合物储氢：氢质量含量6 8wt%，常温常压，储氢容量大，目前还处于实验阶段。

E. 金属氢化物储氢：氢质量含量1.4 3.6wt%，常温常压，安全性好，但是储氢合金存在易粉化、能量衰减和变质，目前还处于实验阶段。

F. 自然储氢：包括水储氢、甲醇储氢等。其中，水储氢的氢质量含量为11.1wt%，常温常压，能量比度高，成本高，以电解水制氢为主。甲醇储氢的氢质量含量为12.5wt%，常温常压，能量密度高，低成本，大规模甲醇制氢技术早已实现商业化，微型化甲醇制氢技术已实现突破，商业化价值极高。

上面的六种氢储能方法中，甲醇的储氢质量分数是最高的了。并且，甲醇利用热重整、质量占比12.5%的氢会成为氢单质。而甲醇的能量密度是20MJ/KG,经过热重整后得到的氢能量必定有损失。

由上面分析得到本文的重点观点：

也就是说单质氢作为能源载体，考虑储罐等存储工具后，最大氢质量密度的居然是甲醇，甲醇可以作为可再生太阳能燃料。那我们为什么还要去发展单质氢能源？

我们应该去发展甲醇这样的可再生燃料，而不是氢能源。

显然，氢，作为能源载体。考虑储罐后，其整体能量密度不及汽油一半，也低于甲醇。此外，还要考虑氢能冷却压缩灌装造成的能量损失。单质氢气的极度危险性。

那么氢氧燃料电池的能量转换效率高呢？电池发电环节，氢能效率高，并不能弥补整体系统的能量效率。借助“油井-车轮”（WTW）效率理念。本文提出“STS”即solar to service。即将太阳能转换为服务人们生产生活的有用功。STS的效率中，氢能因为经过了太阳能发电、电解水、燃料电池转换电能，这个中间多了一个氢形态的变换环节。其STS效率也低于光伏、更低于太阳能生产甲醇，甲醇直燃、内燃、重整制氢的效率。

由此可见、那些错误认为氢能是终极能源并大规模投入的人最后可能赔得很惨。

2 什么才是未来的能源？

在所有非直接利用太阳能利用方式中太阳能光伏、光热的效率是最高的，电能、热能都是服务人们生产生活的有效形式。 基于STS的观点，未来能源必定是最高效利用太阳能服务人们生产生活的能源方式。 当然，作为太阳能在地球上的能量载体，STS的评价至少包含经济价值、能量密度、系统效率和适用场合等等方面的考虑。

首先太阳能光伏是太阳能利用方式的最优方式，但光伏不能解决储能问题。

以生物质为原料、太阳能为能量来源，利用碳氢氧元素为热储能工质储能。并在夜晚发电，生产甲醇、二甲醚。而在甲醇、二甲醚的使用端。将太阳光聚光产生光热温度180~500 的中低温太阳能，重整甲醇、二甲醚、水、沼气等组份，得到氢气、一氧化碳供给直燃、内燃机、燃料电池等方式利用。

2.1 太阳能可再生燃料利用系统

图 1 太阳能可再生燃料利用系统图示

当前技术技术发生了两个重大的转变，一个是太阳能光伏发电度电成本部分地区已经低于火力发电、未来将会在全球大部分地区平价上网。另外一个转变是，新能源 汽车 的普及，而可再生燃料混动车几乎是零成本的发电平台将会是最佳的新能源 汽车 路线。利用 汽车 的分散，对应太阳能的分散、生物质的短距离收集得到了单面面积的能量密度大幅度提升，而经济成本极低。

由上面分析，未来中国的新能源 汽车 短途（200公里以内）用能以电能为主，长途（超过200公里）以混动（燃油或可再生燃料）。不用去发展什么氢能源。

日本、韩国是亚太地区油气资源匮乏的国家，因此两国的油气严重依赖进口。其能源安全政策着重于得到安全可靠的石油供应，并通过立法建立石油储备体系。印尼油气资源丰富，是东南亚重要的产油国之一。因此，印尼的油气开发政策着重与外国进行油气合作勘探、开发项目，通过与外国公司的产品分成合同及工作合同垄断性地管理石油开发项目。

一、日本的油气工业发展概况和油气安全战略

1.日本的油气的产量和储量

日本是一个工业发达而油气资源极端匮乏的经济大国，其所消费的石油的99.7%都要依赖进口。其国内石油剩余探明储量截止到2002年为801.4万吨，与截止到2001的剩余探明储量799万吨相比增长了0.25%。日本2002年的石油产量为60.0万吨（估计值），比2001年的产量65.5万吨减少了8.40%。

日本也是一个天然气资源很贫乏的国家，1999年底，日本仅有几个小气田，1976～1999年日本年产天然气22亿～26亿立方米，2002年为24.02亿立方米。日本2003年1月1日的天然气估计探明储量为396.44亿立方米，与2002年同期的估计探明储量相比增加了0.99%。日本2002年的产量为24.02亿立方米，比2001年的24.38亿立方米减少了1.46%。

2.日本油气贸易

日本是世界上第四大能源消费国，第二大能源进口国（仅次于美国），石油进口位居世界第二。日本缺乏足够的国内能源来源，必须大量地依靠进口能源，该国约80%的一次能源依靠进口。日本的石油资源在海外，市场在国内。2000年进口石油2.64亿吨，进口天然气725亿立方米。

日本天然气进口量在逐年增加（见表7-2）。日本是岛国，没有从国外进口管道天然气的管道条件。日本进口天然气主要是液化天然气，其中，1998年液化天然气贸易量为661亿立方米。日本天然气主要进口来源：印度尼西亚占39%，马来西亚占20%，澳大利亚占16%，文莱占10%，阿联酋占10%。

表7-2　日本天然气进口量（单位：亿立方米）

资料来源：日本通产省。

1999年日本主要的石油进口来源于中东，共占日本石油进口总量的85.0%，其中阿联酋占26.4%，沙特阿拉伯占22.1%，伊朗占9.8%，卡塔尔占7.0%，印尼和科威特各占5.9%，阿曼占5.1%。另外，从中国进口的石油占日本石油总进口量的4.7%。

3.日本的油气消费

（1）日本的经济增长与油气消费

日本经济在不断地增长，虽然从90年代以来日本的经济陷入困境，但其年增长率大约达1.3%，对能源特别是石油和天然气的消费仍然在不断地增长。其经济增长与能源消费的关系见表7-3。

表7-3　日本的经济增长与能源消费

资料来源：日本通产省。

（2）日本油气的消费量

日本的天然气和石油消费量随着经济的不断增长在不断地增长。其1988年以来的石油消费量，见表7-4。

表7-4　日本1988年以来的石油消费量　（单位：万吨）

（据《能源政策研究》，2000.4）

日本的天然气消费量也在不断地增长。1995年其消费量为624.98亿立方米，1996年的消费量为676.79亿立方米，增长率为8.28%,1997年的消费量为664.1亿立方米，比1996年下降了1.88%,1998年的天然气消费量为692.6亿立方米，比1997年的消费量增加了4.29%。

（3）日本油气消费结构

日本是第二大经济强国，由于原来的石油消耗非常大，对外依赖进口的程度非常高，如果发生石油危机，日本的经济和国家安全会受到极大的危害，因此日本近年来不断努力降低其石油耗费在一次能源消费中的比例，不断增加天然气和其他清洁能源的消费。在能源消费结构中，石油1997年为52.8%,1999年为51.1%，预计2010年将达到50.1%～47.7%。天然气所占比重1997年为10.7%,1999年为13.2%，预计2010年将达到12.7%～14%。

4.油气储备及其能源安全政策

日本是亚太地区最大的原油和天然气进口国，其国内能源资源极为贫乏，油气几乎全部依靠进口。而其石油消费的99.6%靠进口，其中又有77.3%的石油来自中东地区，这就意味着日本比别的国家更容易受到石油问题的冲击。因此，日本积极采取各项步骤进行石油储备工作，从1975年日本就开始大量进行战略石油储备工作，制定了《石油储备法》，规定石油输入者、石油的炼制者都有储备石油的义务。到80年代初，日本的总储备量已相当于其121天的石油净进口量水平；到1992年日本的石油储备总量为8000万吨，占年消费量的28%，相当于其140天的石油消费需要；到1995年日本国家和民间石油储备总量相当于157天的消费量。目前已成为仅次于美国的第二大石油储备国。

日本的石油储备体系可分为两部分：一部分是根据其石油储备法进行的国家储备，另一部分是民间储备。国家储备又分为两种，即国家直接修建的储备基地和国家向民间租借的储备基地；民间储备则分为由民间石油企业进行的石油储备和由进口液化石油气（LPG）的部门进行的储备。其储备体系见图7-1。

图7-1　日本石油储备体系

（据国土资源部信息中心，2001）

日本国家石油储备的主要对象是原油。到目前为止，日本在不同的地区规划建造了10个国家储备基地。到1995年3月，日本民间石油储备大约为4540万立方米，政府石油储备大约为4500万立方米，总储备量相当于157天的消费水平。

日本石油储备动用机制和机构为：日本石油公团以石油公团法，按通产省的命令，负责储备的动用。原则上，政府储备是“最后措施”，在动用政府储备前，业界民间储备必须先投放市场，在以下两种情况下可以动用政府储备：

（1）达成了利用政府储备作为联合应急对策的协议。

（2）政府在考虑石油供应中断的性质后认为有必要动用储备。

日本战略石油储备的资金来源是：政府储备的资金是由日本石油公团（70%），炼油厂及地方政府；而民间储备是由各炼油厂、营销商及进口商。

1999年7月，日本石油政策委员会（通产省的咨询机构）建议通产省考虑在供应中断的早期阶段就动用政府储备，并将储备量增加到与其他IEA的重要成员国可比的水平，即增加3140万桶。

20世纪60年代日本能源安全政策的基本目标是保证稳定的石油供应。后来，第一次能源危机迫使日本将其能源来源多样化，因此，政策目标调整为保持多种能源的稳定供应（见表7-5），而不只是石油的供应，扩大核能和其他可替代能源的使用，减少石油进口，在建筑部门和运输部门实行严格的旨在提高能源效率的新措施，解除对油气部门和电力部门的管制，总之，日本能源安全政策的基本要素有：

A.促进海外石油开发，更好地利用潜在的国内能源资源；

B.发展非石油能源替代品，尤其是核能和液化天然气（LNG）

C.石油供应来源的多元化并保持与能源生产国的友好关系；

D.促进新能源技术的保护和商业化；

E.制定能源紧急管理程序，建立石油储备，应付可能的石油供应中断；

F.加强区域合作。

表7-5　日本能源安全指标（1973～2010财年）（%）

注：日本财年是从每年的4月1日到下一年的3月底　（据赵志凌，2001）

为支持在海外勘查的日本石油公司，1967年，日本成立了一家国有公司（日本石油公团，JNOC）。日本石油公团已扶持了300多个海外的石油和天然气勘查项目。最初目标是要把日本公司在海外生产的石油在消费中所占的比例提高到30%，然而，目前仅达到15%。日本石油公团的另一种职能是建立政府的原油储备。日本石油公团耗巨资建立了10个储备基地，目前日本石油公团管理的储备石油相当于78天的消费量。若加上私人石油公司的储备，则日本能抵挡连续6个月的石油供应中断。日本石油公团这类组织的正常运作依靠各种形式能源税的收入，因此，日本的能源价格在所有经合组织国家中是最高的。

从区域角度看，日本与近邻国家，尤其是东亚各国面临共同的能源安全问题。健全的区域能源体系有利于日本。系统的安排，如区域性石油采买和储备体系，能强化对石油供应中断的抵御能力并确保石油供应既满足日益增长的需求又维持合理的价格。此外能源安全的传统概念也被赋予更多的含义。1980年中曾根首相政策研究小组首次在报告中使用了能源安全这一概念。此后，环境安全又发展成为一个新的工作领域，以维持区域的可持续发展。为了达到该目标，日本极力创设和资助许多研究项目。以下是一些可能的区域合作领域：

A.能源政策、需求预测和供应战略方面的信息共享；

B.双边或多边储备的石油储备及储备释放机制；

C.定期联合审查应急措施；

D.合作研究限制需求措施，如税收、能源保护和提高效率等；

E.区域液化天然气贸易和开发；

F.联合开发可再生能源；

G.通过外交手段和国防战略保护国际海运线；

H.环境合作，如跨国界空气污染问题。

1996年7月，在日本财政支持下，亚太能源研究中心（APERC）在东京成立。该中心推动了APEC成员国对各种能源环境问题的理解和认识。如APERC调查了各APEC成员国建立应急石油储备的成本和效益。之后促使日本研究人员提出如下建议：日本倡议建立“亚洲战略石油储备”，以抵抗石油供应中断。

在区域合作问题上，日本一直在财政上做出了许多努力，并提供技术支持。这些活动包括：在保护与有效利用能源方面与中国联合实施的合作项目；与中国和韩国举行的三方环境部长会议；东亚酸雨监测网络系统；APEC环境技术交流虚拟中心（APEC-VC）；以及2000年11月与澳大利亚、中国、印尼、韩国、马来西亚、菲律宾和越南共同组织的“亚洲核能合作论坛”。

日本石油公团过去不管是否真正发现了石油，都对项目给予资金支持。这种对石油勘查的补贴，虽然在一定程度上能够促进日本获得未来预期的一定石油储量，为日本长期的石油供应提供储量保障，但是却在一定程度上使公司没有动力寻求高的回报。结果是，长期以来大量的投资项目和贷款担保，使日本石油公团积累了许多坏账（1万亿日元以上）。据媒体报道，从日本石油公团接受补贴基金的266家公司中，有154家公司已经破产，剩下的112家中，仅有13家没有亏损。财务管理的不善最终导致了丑闻，迫使石油公团董事长下台。为弥补亏损，日本通产省要求石油公团清算盈利项目以抵消坏账。

此外，2000年2月，石油公团子公司（日本阿拉伯石油公司）在沙特阿拉伯的钻探权未获延期。对日本寻求海外石油投资的政策，是一个沉重的打击。因此，通产省重新考虑了未来的政策，将逐渐减少对石油公司石油开发支出的财政支持，公团对私人石油公司的资助也将更加慎重。（赵志凌，国际经济动态参考）

二、韩国的油气工业发展概况和油气安全战略

1.韩国的油气产储量、贸易及情况

韩国也是一个油气资源比较贫乏的国家。国内几乎没有什么油气储量，各种能源消费中的97%依赖进口，其75%以上的石油进口于中东。随着国民经济的发展，能源消费量迅速上升，1962年为1040万吨油当量，1995年达到了1.5亿吨油当量，增长了近14倍，1999年则达到了1.82亿吨油当量。1998年韩国的石油消费量为9930万吨，1998年韩国的天然气消费量为156亿立方米。在1999年世界一次能源消费构成中，韩国的石油消费占消费量的56.3%，天然气的消费占9.3%。

近10年，韩国能源消费平均年增长速度高于国内生产总值的增长速度，二者分别为10.3%和8.7%，石油和天然气的消费增长速度更高，其中天然气的消费平均每年增长达22%，居亚洲各国天然气消费增长速度的首位。

1998年韩国进口液化天然气（LNG）为143亿立方米。

2.韩国的油气储备及其能源安全政策

1979年韩国石油开发公司（PEDCO）法（1999年1月1日更名为韩国国家石油公司，KNOC）规定建立政府石油储备系统，1991年修订，1993年实施的石油经营法规定了私人公司的储备义务。韩国1999年9月底的储备规模为7580万桶，相当于37天的需求量。2001年9月的原油和石油产品储备达到了1.51亿桶，相当于韩国74.5天的供应。

韩国的储备机构有政府储备（韩国国家石油公司负责国家战略石油储备的规划、储备场所的建设，储备油购买、维护及动用）和民间储备（主要是石油精炼厂，石油进口商和销售商）。

在紧急状态下，韩国国家石油公司负责储备的动用。可以在以下情况下动用战略储备：

1）严重的及长期供应中断的情况下，根据政府命令动用储备；

2）短期供应中断情况下，应精炼厂和进口商的要求可动用储备。储备的动用主要按照国家石油公司与精炼商或进口商的租借合同进行。

韩国石油的政府储备主要由国家出资（主要来源于能源税的专门账户），民间储备由企业出资。

1999年7月8日，韩国国家石油公司（KNOC）建成了世界上最大的地下石油储备终端（在丽水），储备能力为3000万桶。这一终端的完工标志着KNOC应急储备计划的二期工程完工。KNOC目前的储备能力为9500万桶，相当于51天的消费量。韩国政府正在进行储备计划的三期工程，预期2004年完工。届时KNOC的储备能力将达1.62亿桶，相当于84天的消费量。若加上私人公司的储备，则可满足IEA90天消费量储备的规模。

1999年6月挪威国家石油公司（Statoil）与KNOC签订协议，租借韩国的两个上述石油储备终端（包括刚完工的丽水终端），出于商业性目的在韩国储备800万桶的北海石油。Statoil向韩国政府承诺，在发生紧急情况时，KNOC有权优先动用这些储备油，价格可以比国际市场低5美元/桶。

为确保能源安全，韩国积极推行能源多元化政策。

三、印度尼西亚油气工业发展概况及油气安全战略

1.印度尼西亚的油气产量和储量

印度尼西亚的石油剩余探明可采储量截止到2002年底为止为6.85亿吨，与2001年底的6.82亿吨相比增加了0.44%。印度尼西亚截止到2002年底的天然气估计探明储量为2.62万亿立方米，与截止到2001年底天然气估计探明储量2.62亿吨相比没有什么变化。

印度尼西亚2002年的石油产量为5600万吨（估计值），比2001年的石油产量6071万吨相比减少了7.76%。2002年的天然气产量为590.34亿立方米，比2001年减少了8.39%。

2.印度尼西亚的油气贸易和油气消费

印度尼西亚自从1996年以来，其石油消费量都超过了4200万吨，1997年达到了4600万吨，1998年达到了4370万吨。

1998年印度尼西亚的天然气商品量为635亿立方米，而其1999年的天然气商品量为660亿立方米（估计值）。1998年印度尼西亚的出口量为364亿立方米，而其1999年的出口量为388亿立方米（估计值）。

3.印度尼西亚的油气储运和油气安全政策

印度尼西亚位于东南亚，国土面积191.9平方公里，人口21370万（2000年预计数），印度尼西亚有丰富的油气资源，是东南亚重要产油国之一。印度尼西亚1999年底探明的石油储量为4980百万桶，原油产量为128.8万桶/日，油气管理部门是PER-TAMINA国家石油公司。

1954年印度尼西亚宪法规定，印度尼西亚的自然资源归国家控制。1967年的矿业法将印度尼西亚的矿产分为三类：

a类：战略性矿产；包括石油和天然气、放射性矿产、煤、锡等。

b类：重要矿产；包括金、银、铅、锌、铜等矿产。

c类：未包括在a类和b类的矿产，如非金属矿产。

对a类和b类矿产的矿业活动由矿业能源部代表国家行使管理和控制权，c类矿产是由矿产所在地的省政府来管理。

根据1945年印度尼西亚的宪法和1967年矿业法的宗旨，矿产资源的所有权属于国家所有。其他各方只可以根据由矿业能源部代表国家颁发的采矿授权书（针对战略性矿产和重要矿产而言），或由有关的省政府颁发的区域采矿许可证（针对C类矿产）进行矿业活动。

采矿授权书和区域采矿许可证只可授予印度尼西亚政府机构或国有企业、本国私人企业、集体企业和印度尼西亚公民。

尽管采矿授权书和区域采矿许可证只可授予印度尼西亚的团体和个人，但外国公司有大量的机会参与印度尼西亚的矿产资源开发活动。自1967年以来，印度尼西亚政府一直在促进外商投资活动，根据外国资本投资法（1967年），外国公司可以在与政府签订“工作合同”的基础上，获得矿产开发的专有权。就石油工业和天然气而言，一家私人公司（通常称之为“石油承包人”）必须按照所谓的产量分成合同（PSC）的规定签订一个合同。石油勘探也采取PSC方式，外国公司必须同国有石油公司（PERTAMINA）签订合同。根据合同的规定，外国公司得到28.85%的石油产量，印度尼西亚政府得到71.15%的石油产量。对于公司所得的28.85%的产量，承包公司必须支付48%的所得税，外国公司实际到手的收益只能是石油产量的15%。外国公司负担的所得税是由油气分成合同决定的。

印度尼西亚政府要求国家石油公司（PERTAMINA）建立储备，其目前储备的规模相当于34天的国内消费量（其中17天用于国内销售，12天用于供应炼油厂，5天供港口船只）。印度尼西亚的储备机构为印度尼西亚国家石油公司（PERTAMINA），其资金来源为国家石油公司的周转储备。

4.印度尼西亚鼓励外商投资的立法变化和油气开发新政策

为了更好地吸引外资进入印度尼西亚从事油气资源勘查活动，印度尼西亚政府制定了优惠的措施。主要是：外资要想从事勘查活动，可以直接与印度尼西亚政府签订工作合同，也可以与印度尼西亚勘探权人建立联合风险企业，然后再签订工作合同。但外商一般选择与印度尼西亚政府签订合同的方式进入，因为这种方式可以更好地保证外资取得开发其发现的矿床的权利。工作合同的法律效力高于其他政府规定，并且不受未来立法变化的影响。它赋予经营公司独占权利进行矿产勘查，开采发现的矿床，精炼、存储和运输采掘出的全部矿产，在印度尼西亚境内推销、出售或处置生产的矿产品。经营公司必须是在印度尼西亚注册的有限印度尼西亚责任公司。工作合同具有优先权，对土地所有者的补偿和安置程序比较简单。工作合同有效期可长达30年，并可以延续。1994年6月印度尼西亚发布一项新的政府规定，大幅度放宽对外资的限制，为外国投资者提供了一系列特许权。即允许在新成立的印度尼西亚公司中外资股权达到100%，而以前最高不能超过80%，并且取消了以前规定的最低投资需要125万美元的要求（张莓，2001）。在石油开发方面，印度尼西亚的最新政策是（张新安，2001）：

1）PERTAMINA通过与外国公司的产品分成合同及工作合同垄断性地管理石油开发项目；

2）1988年以来产品分成合同修改了4次，针对前缘地区开发，提供专门优惠；

3）1997年东南亚爆发了金融危机之后，重新审视了总体石油政策，国会正在讨论新的油气法。

4）建立石油战略储备。目前印度尼西亚的石油战略储备已达成34天的国内消费量。

在天然气领域，印度尼西亚天然气勘查开发和利用的新政策是：

1）计划扩大天然气用量以替代国内石油消费，减缓石油出口能力下降的速度；

2）为鼓励天然气开发，计划采取税收优惠政策，取消石油产品补贴，修建国内天然气管线网（苏门答腊－Batam－新加坡；苏门答腊－西爪洼等）。