探索日本2030年电力行业脱碳战略

过去几年，日本政府宣布了一系列能源政策，旨在通过降低电力、工业和交通运输部门的排放量，到 2050 年实现碳中和，即温室气体 (GHG) 净零排放。在电力部门，政府政策设定了 2030 年的目标，其中包括加快对可再生能源发电能力的投资、增加核能发电的使用以及减少使用化石燃料发电。日本政府称这套能源政策及其目标是“雄心勃勃的”。能源安全考虑可能会影响电力部门脱碳的进展和速度。

电力行业政策

日本的第六个战略能源计划(2021 年发布)和《GX(绿色转型)脱碳电力供应法案》(2023 年发布)的目标是到 2030 年将非化石燃料发电来源在发电结构中的占比从 2022 年的 31% 提高到 59%。政策目标是到 2030 年将太阳能、风能、水电、地热能和生物质能等可再生能源发电来源的占比从 2022 年的 26% 提高到 36%-38%，将核能发电来源的占比从 2022 年的 5% 提高到 2030 年的 20%-22%。

使用化石燃料(天然气、煤炭和石油)的发电量将从 2022 年的 69% 下降到 2030 年的 41%。这些政策还可以扩大氢气和氨在天然气和煤炭混燃发电、难以电气化的终端使用行业以及先进的碳捕获和储存技术开发中的使用。

可再生能源

从 2018 年到 2022 年，日本可再生能源发电占比将从 21% 增长至 26%。提高可再生能源发电占比的政策将包括：

建立可再生能源促进区(符合发展可再生能源项目特定标准并提供投资和许可优惠的区域);

增加对技术进步(特别是太阳能和风能)研发的投资;

加快开发海上风电项目;

通过其他举措刺激可再生能源产能建设增长。

可再生能源发电量的增长目标与电池储能的广泛鼓励相辅相成。根据日本第六个战略能源计划，电池储能将作为更接近最终用户和微电网内的分布式电源得到增加。

这项新政策要求将太阳能装机容量从 2022 年的 79 吉瓦增加到 2030 年的 108 吉瓦。这些举措包括在 50% 的政府建筑(6 吉瓦)、企业建筑和停车场(10 吉瓦)以及公共土地和推广区(4 吉瓦)安装太阳能。日本风电装机容量的目标增加重点是将海上装机容量从 2022 年的 0.14 吉瓦增加到 2030 年的 10 吉瓦。2024 年 3 月，日本政府批准了一项修正案草案，允许在日本专属经济区安装海上风力涡轮机。

核电

2018 年至 2022 年，核电占日本总发电量的比重保持在 5% 左右。立法者批准了《GX 脱碳电力供应法案》，该法案实际上保留了现有法律规定，允许核反应堆在 40 年许可期之后运行至 60 年。该法案还将核电指定为该国基荷发电的主要组成部分。日本打算通过重启尽可能多的机组来最大限度地利用现有反应堆。

日本政府鼓励制造商和电力公司合作开发下一代反应堆，这表明核电在日本电力结构中将持续发挥重要作用。

2011 年之前，核电占日本电力结构的 30% 左右(约有 54 座反应堆在运行)，政府计划到 2017 年将这一比例提高到 40% 以上。2011 年福岛第一核电站事故发生后，日本政府暂停所有核反应堆的运行，以进行强制性检查和安全升级。在计划的换料和维护停机期间，反应堆被系统地关闭;最后两台机组于 2013 年停运。

自 2015 年重启首两台机组以来，核电重启进展缓慢。这种犹豫不决反映了持续的公共安全担忧、地方法院的禁令、全面的安全检查以及不断变化的监管要求中的冗长授权流程等因素。

日本已重启 12 座反应堆，预计 2024 年将重启另外两座反应堆。中国电力公司希望在年底前重启位于松江县的岛根 2 号机组。东北电力公司宣布计划于 9 月重启位于日本东北部宫城县的女川 2 号机组。

美国能源信息署估计，到 2030 年，核电发电量需要达到 24 吉瓦的运行核电容量才能实现占总发电量 20% 至 22% 的政策目标。到 2024 年底，预计总核电发电量将达到 12.6 吉瓦。2025 年至 2030 年间，还需要重启 11.4 吉瓦的核电容量才能实现政策目标。

液化天然气(LNG)

政策目标是到 2030 年将天然气发电占日本发电量的比重从 2022 年的 34% 降至 20%。电力和工业部门是日本天然气的最大消费者，占 2022 年日本天然气消费总量的 82%。2011 年福岛第一核电站事故和随后的核反应堆关闭后，电力部门的液化天然气使用量从 2010 年的 58 亿立方英尺/天 (Bcf/d) 增加到 2012 年的 78 亿立方英尺/天。然而，自 2019 年以来，随着日本更多核电装机恢复运行，电力部门的液化天然气消费量一直在下降。

2022 年，日本的天然气消费量将低于 2009 年，主要原因是经济增长放缓、工业需求减少、国际液化天然气价格高企以及能源效率持续提高。能源信息署预计，电力部门的天然气消费量将继续下降。

尽管近年来液化天然气消费量有所下降，但预计中期内液化天然气仍将继续在日本发电结构中发挥重要作用。2022 年，天然气发电占发电量的 34%——占所有燃料中的比例最高——其次是煤炭，占 31%。美国能源信息署表示，随着煤电厂继续退役，越来越多的电力来自可再生能源，天然气发电厂将继续提供负荷跟踪电力供应，以弥补可再生能源发电的间歇性。

日本充足的天然气储存能力有助于满足季节性需求高峰，并确保在全球液化天然气供应中断时天然气仍可供应，从而保障该国的能源安全。

日本没有国际管道互联互通，约 98% 的天然气以液化天然气的形式进口。用于消费的液化天然气和指定为储备或库存的额外量存储在日本 30 多个液化天然气进口终端的地面低温储罐中。根据 GIIGNL(国际液化天然气进口商集团)的数据，日本拥有世界上最大的液化天然气储存能力，估计天然气总量为 4251 亿立方英尺。

如果全球供应商的液化天然气进口中断，则可以将储存在储罐中的液化天然气用作储备或库存。美国能源信息署估计，从 2009 年到 2023 年，日本的液化天然气库存占可用液化天然气储存容量的 32% 至 66%。

日本的液化天然气储存能力超过每月平均消耗量，以满足季节性需求高峰。液化天然气进口、消费和库存之间的平衡受到密切监控和持续优化，因为即使在最有利的环境条件下，液化天然气在低温储罐中储存时也会逐渐蒸发。

煤炭和石油

日本的政策目标是到 2030 年将煤炭发电占比从 2022 年的 31% 降至 19%，将石油发电占比从 2022 年的 4% 降至 2030 年的 2%。这一目标延续了 2020 年宣布的逐步淘汰老旧低效燃煤机组的政策。这些政策还侧重于快速开发旨在减少煤炭排放的技术，包括综合煤气化联合循环、碳捕获和封存以及与氨和生物质的燃料混合。

日本政府宣布，打算重新审查电网使用规则，优先发展可再生能源发电，而不是燃煤发电。2023 年，日本政府宣布所有新建燃煤发电厂都必须采取非常严格的减排措施。

日本计划关闭或暂停约 90% 的现有低效燃煤电厂：约 100 座。虽然有关这些标准的具体信息和被认为低效的燃煤电厂名单尚未公布，但这些设施很可能包括使用亚临界技术和效率较低的超临界系统的旧电厂。基于这样的划分，美国能源信息署建议关闭或暂停 100 座最老的电厂(约 24 吉瓦的燃煤发电能力)。这项政策将使日本的总装机容量减少约 40%。目前只有 1.2 吉瓦的新煤电容量正在建设中。

目前正在考虑两项提案，以帮助在 2030 年后维持高达 12 吉瓦的现有燃煤发电能力。这些提案包括在煤炭供应中添加 20% 或更多的氨，或在燃煤锅炉中混合 25% 或更多的木质颗粒，以帮助降低二氧化碳排放并保持电厂运转。木质颗粒计划正在顺利进行，但氨的使用仍在测试中。

日本经济产业省 (METI) 正在提供上网电价 (FIT)，即向燃煤电厂所有者支付燃煤锅炉中木质颗粒产生的每千瓦时电量。该上网电价为期 20 年。该计划已导致 2023 年进口了 300 多万吨木质颗粒，未来这一数量可能会增加。为了获得上网电价资格，METI 要求发电厂将生命周期温室气体排放量保持在一定限度以下。

日本煤炭淘汰计划实际实现的速度将取决于几个因素，包括：

通过重启和增设新设施来增加核电容量;

可再生能源(风能和太阳能)的增长超出了目前的开发水平;

随着可再生能源发电的增长，平衡电网的能力。