過去幾年，日本政府宣布了一系列能源政策，旨在通過降低電力、工業(yè)和交通運輸部門的排放量，到 2050 年實現(xiàn)碳中和，即溫室氣體 (GHG) 凈零排放。在電力部門，政府政策設(shè)定了 2030 年的目標(biāo)，其中包括加快對可再生能源發(fā)電能力的投資、增加核能發(fā)電的使用以及減少使用化石燃料發(fā)電。日本政府稱這套能源政策及其目標(biāo)是“雄心勃勃的”。能源安全考慮可能會影響電力部門脫碳的進(jìn)展和速度。
電力行業(yè)政策
日本的第六個戰(zhàn)略能源計劃(2021 年發(fā)布)和《GX(綠色轉(zhuǎn)型)脫碳電力供應(yīng)法案》(2023 年發(fā)布)的目標(biāo)是到 2030 年將非化石燃料發(fā)電來源在發(fā)電結(jié)構(gòu)中的占比從 2022 年的 31% 提高到 59%。政策目標(biāo)是到 2030 年將太陽能、風(fēng)能、水電、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能等可再生能源發(fā)電來源的占比從 2022 年的 26% 提高到 36%-38%，將核能發(fā)電來源的占比從 2022 年的 5% 提高到 2030 年的 20%-22%。
使用化石燃料(天然氣、煤炭和石油)的發(fā)電量將從 2022 年的 69% 下降到 2030 年的 41%。這些政策還可以擴(kuò)大氫氣和氨在天然氣和煤炭混燃發(fā)電、難以電氣化的終端使用行業(yè)以及先進(jìn)的碳捕獲和儲存技術(shù)開發(fā)中的使用。
可再生能源
從 2018 年到 2022 年，日本可再生能源發(fā)電占比將從 21% 增長至 26%。提高可再生能源發(fā)電占比的政策將包括：
建立可再生能源促進(jìn)區(qū)(符合發(fā)展可再生能源項目特定標(biāo)準(zhǔn)并提供投資和許可優(yōu)惠的區(qū)域);
增加對技術(shù)進(jìn)步(特別是太陽能和風(fēng)能)研發(fā)的投資;
加快開發(fā)海上風(fēng)電項目;
通過其他舉措刺激可再生能源產(chǎn)能建設(shè)增長。
可再生能源發(fā)電量的增長目標(biāo)與電池儲能的廣泛鼓勵相輔相成。根據(jù)日本第六個戰(zhàn)略能源計劃，電池儲能將作為更接近最終用戶和微電網(wǎng)內(nèi)的分布式電源得到增加。
這項新政策要求將太陽能裝機(jī)容量從 2022 年的 79 吉瓦增加到 2030 年的 108 吉瓦。這些舉措包括在 50% 的政府建筑(6 吉瓦)、企業(yè)建筑和停車場(10 吉瓦)以及公共土地和推廣區(qū)(4 吉瓦)安裝太陽能。日本風(fēng)電裝機(jī)容量的目標(biāo)增加重點是將海上裝機(jī)容量從 2022 年的 0.14 吉瓦增加到 2030 年的 10 吉瓦。2024 年 3 月，日本政府批準(zhǔn)了一項修正案草案，允許在日本專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)安裝海上風(fēng)力渦輪機(jī)。
核電
2018 年至 2022 年，核電占日本總發(fā)電量的比重保持在 5% 左右。立法者批準(zhǔn)了《GX 脫碳電力供應(yīng)法案》，該法案實際上保留了現(xiàn)有法律規(guī)定，允許核反應(yīng)堆在 40 年許可期之后運行至 60 年。該法案還將核電指定為該國基荷發(fā)電的主要組成部分。日本打算通過重啟盡可能多的機(jī)組來最大限度地利用現(xiàn)有反應(yīng)堆。
日本政府鼓勵制造商和電力公司合作開發(fā)下一代反應(yīng)堆，這表明核電在日本電力結(jié)構(gòu)中將持續(xù)發(fā)揮重要作用。
2011 年之前，核電占日本電力結(jié)構(gòu)的 30% 左右(約有 54 座反應(yīng)堆在運行)，政府計劃到 2017 年將這一比例提高到 40% 以上。2011 年福島第一核電站事故發(fā)生后，日本政府暫停所有核反應(yīng)堆的運行，以進(jìn)行強(qiáng)制性檢查和安全升級。在計劃的換料和維護(hù)停機(jī)期間，反應(yīng)堆被系統(tǒng)地關(guān)閉;最后兩臺機(jī)組于 2013 年停運。
自 2015 年重啟首兩臺機(jī)組以來，核電重啟進(jìn)展緩慢。這種猶豫不決反映了持續(xù)的公共安全擔(dān)憂、地方法院的禁令、全面的安全檢查以及不斷變化的監(jiān)管要求中的冗長授權(quán)流程等因素。
日本已重啟 12 座反應(yīng)堆，預(yù)計 2024 年將重啟另外兩座反應(yīng)堆。中國電力公司希望在年底前重啟位于松江縣的島根 2 號機(jī)組。東北電力公司宣布計劃于 9 月重啟位于日本東北部宮城縣的女川 2 號機(jī)組。
美國能源信息署估計，到 2030 年，核電發(fā)電量需要達(dá)到 24 吉瓦的運行核電容量才能實現(xiàn)占總發(fā)電量 20% 至 22% 的政策目標(biāo)。到 2024 年底，預(yù)計總核電發(fā)電量將達(dá)到 12.6 吉瓦。2025 年至 2030 年間，還需要重啟 11.4 吉瓦的核電容量才能實現(xiàn)政策目標(biāo)。
液化天然氣(LNG)
政策目標(biāo)是到 2030 年將天然氣發(fā)電占日本發(fā)電量的比重從 2022 年的 34% 降至 20%。電力和工業(yè)部門是日本天然氣的最大消費者，占 2022 年日本天然氣消費總量的 82%。2011 年福島第一核電站事故和隨后的核反應(yīng)堆關(guān)閉后，電力部門的液化天然氣使用量從 2010 年的 58 億立方英尺/天 (Bcf/d) 增加到 2012 年的 78 億立方英尺/天。然而，自 2019 年以來，隨著日本更多核電裝機(jī)恢復(fù)運行，電力部門的液化天然氣消費量一直在下降。
2022 年，日本的天然氣消費量將低于 2009 年，主要原因是經(jīng)濟(jì)增長放緩、工業(yè)需求減少、國際液化天然氣價格高企以及能源效率持續(xù)提高。能源信息署預(yù)計，電力部門的天然氣消費量將繼續(xù)下降。
盡管近年來液化天然氣消費量有所下降，但預(yù)計中期內(nèi)液化天然氣仍將繼續(xù)在日本發(fā)電結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用。2022 年，天然氣發(fā)電占發(fā)電量的 34%——占所有燃料中的比例最高——其次是煤炭，占 31%。美國能源信息署表示，隨著煤電廠繼續(xù)退役，越來越多的電力來自可再生能源，天然氣發(fā)電廠將繼續(xù)提供負(fù)荷跟蹤電力供應(yīng)，以彌補(bǔ)可再生能源發(fā)電的間歇性。
日本充足的天然氣儲存能力有助于滿足季節(jié)性需求高峰，并確保在全球液化天然氣供應(yīng)中斷時天然氣仍可供應(yīng)，從而保障該國的能源安全。
日本沒有國際管道互聯(lián)互通，約 98% 的天然氣以液化天然氣的形式進(jìn)口。用于消費的液化天然氣和指定為儲備或庫存的額外量存儲在日本 30 多個液化天然氣進(jìn)口終端的地面低溫儲罐中。根據(jù) GIIGNL(國際液化天然氣進(jìn)口商集團(tuán))的數(shù)據(jù)，日本擁有世界上最大的液化天然氣儲存能力，估計天然氣總量為 4251 億立方英尺。
如果全球供應(yīng)商的液化天然氣進(jìn)口中斷，則可以將儲存在儲罐中的液化天然氣用作儲備或庫存。美國能源信息署估計，從 2009 年到 2023 年，日本的液化天然氣庫存占可用液化天然氣儲存容量的 32% 至 66%。
日本的液化天然氣儲存能力超過每月平均消耗量，以滿足季節(jié)性需求高峰。液化天然氣進(jìn)口、消費和庫存之間的平衡受到密切監(jiān)控和持續(xù)優(yōu)化，因為即使在最有利的環(huán)境條件下，液化天然氣在低溫儲罐中儲存時也會逐漸蒸發(fā)。
煤炭和石油
日本的政策目標(biāo)是到 2030 年將煤炭發(fā)電占比從 2022 年的 31% 降至 19%，將石油發(fā)電占比從 2022 年的 4% 降至 2030 年的 2%。這一目標(biāo)延續(xù)了 2020 年宣布的逐步淘汰老舊低效燃煤機(jī)組的政策。這些政策還側(cè)重于快速開發(fā)旨在減少煤炭排放的技術(shù)，包括綜合煤氣化聯(lián)合循環(huán)、碳捕獲和封存以及與氨和生物質(zhì)的燃料混合。
日本政府宣布，打算重新審查電網(wǎng)使用規(guī)則，優(yōu)先發(fā)展可再生能源發(fā)電，而不是燃煤發(fā)電。2023 年，日本政府宣布所有新建燃煤發(fā)電廠都必須采取非常嚴(yán)格的減排措施。
日本計劃關(guān)閉或暫停約 90% 的現(xiàn)有低效燃煤電廠：約 100 座。雖然有關(guān)這些標(biāo)準(zhǔn)的具體信息和被認(rèn)為低效的燃煤電廠名單尚未公布，但這些設(shè)施很可能包括使用亞臨界技術(shù)和效率較低的超臨界系統(tǒng)的舊電廠。基于這樣的劃分，美國能源信息署建議關(guān)閉或暫停 100 座最老的電廠(約 24 吉瓦的燃煤發(fā)電能力)。這項政策將使日本的總裝機(jī)容量減少約 40%。目前只有 1.2 吉瓦的新煤電容量正在建設(shè)中。
目前正在考慮兩項提案，以幫助在 2030 年后維持高達(dá) 12 吉瓦的現(xiàn)有燃煤發(fā)電能力。這些提案包括在煤炭供應(yīng)中添加 20% 或更多的氨，或在燃煤鍋爐中混合 25% 或更多的木質(zhì)顆粒，以幫助降低二氧化碳排放并保持電廠運轉(zhuǎn)。木質(zhì)顆粒計劃正在順利進(jìn)行，但氨的使用仍在測試中。
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省 (METI) 正在提供上網(wǎng)電價 (FIT)，即向燃煤電廠所有者支付燃煤鍋爐中木質(zhì)顆粒產(chǎn)生的每千瓦時電量。該上網(wǎng)電價為期 20 年。該計劃已導(dǎo)致 2023 年進(jìn)口了 300 多萬噸木質(zhì)顆粒，未來這一數(shù)量可能會增加。為了獲得上網(wǎng)電價資格，METI 要求發(fā)電廠將生命周期溫室氣體排放量保持在一定限度以下。
日本煤炭淘汰計劃實際實現(xiàn)的速度將取決于幾個因素，包括：
通過重啟和增設(shè)新設(shè)施來增加核電容量;
可再生能源(風(fēng)能和太陽能)的增長超出了目前的開發(fā)水平;
隨著可再生能源發(fā)電的增長，平衡電網(wǎng)的能力。
