客观日本

低碳社会(2)

2012年02月22日 能源环境

有关全球变暖的对应措施

1.序言

全球变暖是长期困扰世界各国的全球性问题,同时作为近代文明基础的能源利用增加,要解决它已非易事。而且,由于呼声众多,持续减少排放并且长期大幅度的执行已是在所难免,这给解决方案的提出又带来了困难。因此,我们必须全方位采取各种技术、对策和方案。从技术层面来说,除节能之外,还应探求能源的脱碳化利用。此外,为了尽可能做到排放工作的低成本化,必须进行各种应对全球变暖的技术开发和大范围的技术普及。本文就全球变暖的应对措施探讨其方向性。

 2.减缓全球变暖进程的技术发展

 在最近召开的发达国家首脑会议(G8)上,就2050年之前全球温室气体排放量减少一半的目标进行了讨论。现在的温室气体排放量发达国家和发展中国家几乎各占一半,假设即使发达国家停止排放,就意味着到2050年发展中国家必须维持现在的排放量。从技术发展的角度来看这一目标,1970年左右开始,全球二氧化碳排放强度(单位GDP二氧化碳排放量)有所改善,每年减少1.2%。然而这同时意味着必须将一般GDP增长停留在几个百分点的损失范围内,使二氧化碳排放强度改善率提高到过去的近4倍。相反,如果维持以往的排放强度改善率,到2050年全球GDP增长率将几乎为零,到时持续减少温室气体排放的全球性合作也将化为泡影。假设2050年依然维持现在的排放水平,就必须将排放强度改善率较以往提高2.5倍。总而言之,要解决全球变暖问题,重大的技术进步是必不可少的。

过去,二氧化碳排放强度改善率之所以为1.2%,是因为年能效改善率为0.9%,单位能源的年二氧化碳排放量改善率为0.3%。大幅度减少气体排放,不仅要进一步加快节能步伐,还要推行能源脱碳化(会带来单位能源二氧化碳排放量的大幅减少)。也就是将化石燃料转化为核能、可再生能源。同时,二氧化碳的回收贮存等也是必不可少的。

  为了大力放慢全球变暖的步伐,重要的是将行之有效的技术向国内外推广。日本作为世界上能源利用效率最高的国家,在全球性技术推广和普及方面起着重要作用。同时,今后也将作为世界环保的发达国家,放眼未来,推进节能以及能源脱碳化相关的革新技术开发。

 3.减少二氧化碳排放的技术前瞻

  减少二氧化碳排放的技术大致分为以下三种:①减少二氧化碳排放的技术・方法、②二氧化碳向大气排放前进行回收的技术、③吸收已排放到大气中的二氧化碳技术。①就是运用各种节能措施、化石燃料间的转换、促进核能和可再生能源的使用、②就是二氧化碳回收贮存技术、③就是通过植树造林扩大二氧化碳的吸收。然而,几乎所有技术都不是完美的,现在还没有应对全球变暖的完美之策,重要的是充分考虑各种技术、方法的使用成本后对它们进行适当组合并加以利用。

关于节能,特别是从全球范围来看,高能效的设备・机器还没有充分普及。比如能源消耗多的钢铁部门。图1展示了粗钢生产的代表性生产方式转炉钢生产中各国能效的巨大差异。相对于日本和韩国的高能效,俄罗斯的能效约40%,状态并不理想。美国也只有约30%。中国伴随着生产量的快速增长,加快步伐引进新技术,在2000~2005年有了较大改善。日本则通过干熄焦消防(CDQ)、高炉炉顶压力发电(TRT)技术的引进,加之能源的彻底回收和有效利用,实现了高能效。向世界推广普及高能效的粗钢生产技术有可能使温室气体排放大幅减少。

图1 各国2000年及2005年粗钢生产(转炉钢)能效比较(据RITE推定)

另外,扩大核能发电也被认为是可能相对低成本减少排放的重要对策。比如,国际原子能机构(IEA)的《能源技术展望》显示,2050年全球排放量减半的蓝图脚本上记载,2005年世界核能发电电力实际达2770TWh/yr,而到2050年将增加到3倍以上,达9860TWh/yr。另一方面,在安全性・社会可接受性、核废料处理、核不扩散方面还存在问题,虽然核能发电可以大量减少排放,但必须认识到仅靠它解决全球变暖问题也是比较困难的。

扩大可再生能源的使用非常重要。相对于可持续利用能源,可再生能源更应该引起我们的重视。同时,IEA的《能源技术展望》的蓝图脚本中也预计,2050年全球风力发电达5170TWh/yr,太阳能发电达4750TWh/yr。这与2050年预计的42340TWh/yr的总发电量相比,分别超出了10%,将带来大幅增长。然而,要实现上述预期值,还必须解决发电成本、电力输出间歇性等问题。

如前所述,日本在制铁过程中几乎用到了一切可能利用的能源。然而,由于需要在氧化铁的还原过程中使用由煤炼成的焦炭,这将不可避免的排放出大量二氧化碳。如果将一部分焦炭置换成氢,可以大幅减少二氧化碳排放,这样的工作也已经开始。而且在这一过程中还预计利用CCS进行。然而,氢还原制铁术难度高,希望在不久的将来能够实现。

此外,通过品种改良,开发出适应半干旱地区等的植物以增加二氧化碳吸收的固定量,开发适合生物燃料生产的植物,以及能够带来多样化生物质效率的生物燃料生产技术的开发都是解决全球变暖的重要措施。

 4. 二氧化碳削减技术的系统化和对共同效益的追求

 在上面我们看到各种减少二氧化碳排放的技术产生的作用,然而重要的是不能孤立看待它们,而应该将各种技术系统化发挥作用,提高整体价值。举例来说,不管是CCS还是先进的核能发电,都能产生大幅低碳化的电力。而使用这样的电力技术可以提高改善全球变暖的效果,例如进一步提高了插座式油电混合车及电动车和热泵等的价值。同时,为了提高太阳能和风力发电等间歇性高的电源价值,开发价格低廉而容量大的创新电力贮藏技术就变得重要起来。

此外,不仅仅是应对全球变暖,还要不断开发能带来其它附加值的技术。假设不考虑全球变暖的影响减小这一有利因素,为使能源低碳化只有使用高成本的同等数量能源,这样从基本来看就降低了社会效用。我们应该尽全力开发出既能针对全球变暖,同时又能大大提高广大消费者效益的技术体系。应对道路交通的措施和IT相结合,不仅缓解了交通堵塞,减少了交通事故的发生,同时还减少了二氧化碳的排放量。另外,宜居城市的再开发和打造节能城市、植树造林,绿化等同时进行,这样对共同效益的追求就成了减少二氧化碳排放的两全之策。美国的环保新交易也体现了对共同效益的追求,它不仅放慢了全球变暖,还提高了对能源安全性的重视。如上所述,实际上较少的減排费用也可放慢变暖进程。

同时也不能忘记制度层面的完善,结合各种社会基础的整备以促进促创新技术的开发・普及。

 5.结束语

  为放慢全球变暖的进程,减少二氧化碳排放,必须加大力度发展相关技术和进行社会大变革。为减少二氧化碳排放,在考虑各项技术・措施的费效比后进行适当有效的组合利用是非常重要的。在广泛推广现有的费效比高的节能技术的同时,还必须考虑能源的脱碳化。在进行个别技术革新和发展的同时,还应寻求它们的系统性使用方法。

应对全球变暖技术的不断革新是一项长期性技术开发投资,它是必要的却充满风险。即使开发成功,企业也可能面临无法收回恰当回报的的风险。因此,政府的作用就变得重要起来,比如对技术开发给予财政资助以及为促进长期性技术开发制定出相关法律和制度。

过去人类运用自身无可比拟的智慧,实现了突飞猛进的技术发展。过于乐观虽然危险但也不能因此悲观。人类也一定能解决全球变暖这一难题。因此,我们必须纵观全局,拿出一系列相互促进、相互协调的技术和政策。面对摆放在人类面前的这一大课题,通过运用恰当的对策和技术以及技术开发的创新战略,我们一定能迎头而上,迎刃而解。

 

参考文献

1)RITE体系研究小组、《2005年能源效率推测(钢铁部门)》(2009)

http://www.rite.or.jp/Japanese/labo/sysken/systemken.html

2)IEA,能源技术展望2008,OECD/IEA(2008)

 

 

秋元圭吾

简历:

(财)地球环境产业技术研究机构 系统研究小组带头人。1970年6月出生。1999年横滨国立大学大学院工学研究科电子情报工程学专业(工学博士)。2009年东京大学公共政策大学院外聘讲师。专门对以能源・地球环境为中心的系统、政策进行分析・评价。麻生政权中期目标讨论工作小组及鸠山政权全球变暖问题阁僚委员会・副大臣级研讨小组・临时机构成员。1997年国际应用体系分析研究所(IIASA)获佩切伊奖。著有《低碳经济——全球变暖的对策目标和国民负担》(日本经济新闻出版社、共著)等书。每年举办多次有关全球变暖的演讲。