日本新能源之道

陈 言

加强新能源技术的研发与普及,已经成为日本政府及企业寻求新的经济增长点的重要方面。新能源,特别是太阳能发电、蓄电方面将有一个很大的市场。日本政府及企业在这些领域已经行动起来了

走进三洋电机公司加西绿色能源区,首先看到的是一个十余米高的蘑菇形太阳能充电站:蘑菇伞顶由太阳能电池组成,发出的电可以给伞下的电动车、电动自行车充电。晚间及阴雨天发电量不够时,则可动用平日储存在蓄电池内的电。“这只是实验用的发电、储电装置,但单纯给电动自行车充电还是绰绰有余的。在电力不够的时候,还可通过地下的电源线来为车辆充电。”三洋电机副总裁本间充对《中国新闻周刊》记者说。

在日本关西地区,加西绿色能源区的厂房、自行车棚顶全部装上了太阳能电池。京瓷公司总部向阳的一面,被太阳能电池紧紧地包裹着。兵库县政府的办公大楼外面是深色的太阳能电池。用太阳光发电,在日本已经非常地普遍。

日本政府在2010年6月18日发表了《能源基本计划》。该计划预测,到2020年日本所使用的新能源相当于2455万kl原油,到2030年达到3213万kl原油,这个计划如果用太阳能电池来实现的话,“到2020年,日本太阳能电池的普及程度要达到2005年的20倍。”在《能源基本计划》中这样写道。

在新能源(太阳能、风能及生物能)中,日本很多企业把重点集中放在太阳能上。加快太阳能电池的研究,将太阳光发出的电储存起来,一些日本企业在这方面的研发与生产已经走在了世界前列。“加强新能源技术的研发与普及,已经成为日本政府及企业寻求新的经济增长点的重要方面。”日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)北京事务所长后藤雄三对《中国新闻周刊》记者说。

可再生能源比率10%的目标

尽管日元汇率近年出现了较大的升值,但日本还是在忽高忽低的国际原油价格面前感到束手无策。“上世纪70年代的两次石油危机,让日本经济受到很大的影响,其后寻找替代石油的新能源,就一直是日本政府及企业的重要工作。”曾在通商产业省工业技术院工作过的诸岗先生对《中国新闻周刊》记者说。

自70年代以后,日本在新能源的开发方面几十年来不断追求。在国家政策层面,1980年制定了《替代石油能源法》,主要就是为了摆脱日本经济对石油的依赖。之后在1997年制定了《新能源法》,明确了日本国家及地方政府、企业及消费者各自应该发挥的作用。日本政府为发电企业制定了具体的导入新能源的目标,2009年的目标是103.8亿千瓦时,到2014年将要提升到173.3亿千瓦时。新能源主要来自风力、太阳光、地热、中小水电站、生物发电、通过生物手段生产出来的氢等等。

“用一个比较通俗的说法,就是现在我们主要靠原油等获得能源供应。在一次能源中,目前可再生能源的比率占2%左右,但到了2020年,日本将把这个比率提升到10%。”诸岗说。

日本政府在财政上对新能源给予各种支援。在2010年的《能源基本计划》中,关于太阳能发电一项,日本政府就在太阳能电池研究、太阳能发电系统技术研究、相关的共同基础技术研究及系统实用化技术的普及、新技术的评价、供电系统的稳定性能研究等方面,各有近百亿日元(约近1亿人民币)的补贴。和风能及生物发电等项目相比,太阳能发电的项目获得的资金援助最多,政府在这方面的投入也最大。日本企业因而也有了迅速进行相关技术研发、将成果转化为产品的积极性。

政府参与,企业研发

尽管日本太阳能电池的产量并不是世界第一,但在太阳能电池用的单晶硅及多晶硅的制造方面有着雄厚的技术,只要太阳能电池的生产成本能降下来,增加产量并不是问题。

“全世界最大的硅片生产厂家是信越化学工业公司,其次是我们萨姆科(SUMCO)公司。两者加起来占世界市场70%以上的份额。”萨姆科公司总裁田口洋一对《中国新闻周刊》记者说。

萨姆科公司在日本佐贺县生产太阳能电池用多晶硅,《中国新闻周刊》记者独家采访了佐贺多晶硅厂,这是该公司首次向中国媒体开放工厂。

多晶硅和单晶硅一样,是生产太阳能电池最重要的组件。记者在工厂里看到,萨姆科公司使用日本独创的“电磁铸造法”生产多晶硅,然后用线锯将铸造出来的多晶锭切割成一块块可以组装成为太阳能电池的电池板。

记者乘电梯到达厂房四层,从那里看到固体的原料硅被连续投入到铜制熔炉中。据厂方介绍,在那里用电磁的方法将原料溶化,经过保温炉后,硅溶液渐渐冷却,最后结晶化,一根比长颈鹿要高出许多的多晶硅铸锭就生产出来了。

“如果不考虑装置的高度,多晶硅铸锭可以无限地铸下去。我们经过多次计算,觉得最合适的高度为7米,把铸锭的高度限制在了这个范围。”负责多晶硅铸造的董事降屋久对记者说。

在中国国内谈到多晶硅的生产过程经常会遇到“污染严重”这个词。记者在佐贺工厂内,没有闻到异味,也未见工人带特殊的防护用具,甚至参观其他工厂时经常使用的安全帽,在这里也只是个布帽子。

“我们公司是三菱综合材料公司与住友金属公司共同出资设立的。在电磁铸造技术的开发方面,得到了日本政府的支持。”田口总裁说。在十余年前,新能源产业技术综合开发机构和三菱、住友合作开发了该技术。政府直接出面参与研发,技术成熟后由企业去使用这项技术,让日本的多晶硅生产技术迅速走到世界前列,成为日本的一个很重要的特点。

主攻太阳能发电及蓄电技术

在三洋电机公司,本间充副总裁对《中国新闻周刊》记者说:“我们在1975年开始着手研发太阳能电池,到80年已经开始进行太阳能电池的商业化生产。”三洋电机在中国消费者眼中主要是家电企业,但实际上消费电子在该公司业务中只占了13.3%,而能源则有27%,该公司更是一家生产能源的企业。

本间副总裁说:“三洋电机的太阳能电池具有世界最高的转换效率,目前已经达到20.0%,2010年将要实现21.1%的目标,今后还将向更高的目标进军。”在该公司实验室里,转换率已经在2008年实现了23.0%的数值,但在工业化生产中,实现和实验室一样的转换效率,还有一定的困难。

目前该公司通过太阳能发电获得的电力相当于100日元(约8.2元)/ 千瓦时,与日本国家收购的太阳能电力48日元/千瓦时还有很大的差距,但该公司希望通过太阳能电池的普及及压缩生产成本,在今后几年内让每千瓦时的电力成本降到50日元左右,这样,太阳能发电将会有很大的市场。

三洋电机更引人注目的是该公司的蓄电技术。在日本市面上可以看到一款非常流行的充电电池“爱乐普”(eneloop)。该电池可以连续充电1500次,充完电以后电力能够长期保存,即便三年不用也能保持在75%以上,而普通电池在一次充电完后,一年后电力仅存一半,两年后则完全放电。

“我们更多的是把这种电池组装成大型蓄电系统,除了为楼宇、店铺、住宅蓄电外,也可以和太阳能发电站结合起来,为白天太阳能发电蓄电,晚上或者是阴雨天通过电池为用户供电。”本间副总裁说。

到2020年,全球太阳能电池、大型蓄电装备的市场规模大约为10万亿日元(约1000亿美元),是目前(3.5万亿日元)的3倍。如果10年时间能够获得3倍的增长率,企业将不遗余力地进行相关投资。★