/中國電子信息產業發展研究院節能與環保研究所 李歡 崔志廣/

日本是全球第五大碳排放國,已經在2013年達到碳排放峰值,但現在仍處于平臺期,尚未進入快速下降通道。根據日本環境省發布的溫室氣體排放報告,2018年日本溫室氣體排放量為12.4億噸,與1990年相比只下降2.9%,遠未完成《京都議定書》一期承諾的減排目標6%[1-3]。隨著臺風、水災等極端氣候事件發生頻率的增加,日本應對氣候變化的重視程度有所提升。同時,近年來日本應對氣候變化的企業對國內國際資金吸引力越來越強,足以支撐其進入下一階段發展和長期戰略的實施[4]。因此,日本政府認為應對氣候變化已經不再是負擔,而是未來經濟增長的機會。2020年10月日本首相菅義偉宣布日本2050年將實現溫室氣體“凈零排放”。為實現這一目標,日本經濟產業省于2020年12月發布產業政策《面向2050碳中和綠色增長戰略》,明確了14個具有發展潛力的產業,提出了具體的產業發展目標和實現路徑,旨在通過一些必要的政策措施引導私人部門發力,讓經濟發展和環境保護進入正循環,構建“零碳社會”[5]。

日本能源結構以化石能源為主,化石燃料在一次能源消費中的比重達87%以上。而化石燃料燃燒是人為排放二氧化碳等溫室氣體最主要的方式。因此要實現碳中和,必須推進能源結構調整,減少化石燃料使用。日本計劃從四個產業著手促進能源供應端的清潔低碳化。一是發展海上風電產業,制定推進包括系統、港灣等基礎設施建設在內的實施方案,打造強韌的供應鏈,到2040年實現國內裝機量30~45GW、設備國產化率60%,未來著力開發亞洲市場業務。二是發展氨燃料產業,在燃煤電廠開展20%氨混燒技術實證并實用化,以及50%氨混燒技術和純氨發電研發,通過開發新型高效氨生產設備和構建海外供應鏈增強氨燃料供給能力,到2030年實現20%氨混燒技術普及化、全球氨燃料供應規模達1億噸。三是發展氫能產業,加速渦輪氫氣發電機、氫燃料電池商用車、氫能冶金的開發與應用,推動液化氫和甲基環乙烷海上運輸設備大型化,并支持日產水電解裝置出口歐洲,到2030年進口氫氣300萬噸、成本下降2/3至20日元/立方米,到2050年氫氣供應量達到2000萬噸、渦輪氫氣發電成本低于燃機發電。四是發展核能產業,融入國際小型模塊化反應堆(SMR)產業鏈,利用已建成的高溫氣冷堆和將于2025年啟動的核聚變反應堆開展高溫熱能制氫技術研究與示范,提高熱能利用率、制造零碳氫。
交通運輸、工業過程、農業是溫室氣體排放的幾個重要途徑。日本計劃通過新技術的研發應用,加快重點行業清潔能源替代、能效提升,促進資源利用效率提升和二氧化碳回收利用。
交通運輸方面,一是推進汽車電氣化,進一步提高動力蓄電池性能并降低成本,擴大電動車和基礎設施的引進,加快“出行即服務”等與用戶行為變化和電動化相適應的新型服務基礎設施建設,到2030年實現新車100%為電動汽車、全固態鋰離子電池實用化;二是加速船舶節能減排,推動LNG燃料船的高效化和船舶領域氫、氨等零碳燃料替代,制定國際船舶能效指數及能效業績的分級制度;三是發展低碳航空業,推動飛機裝備與推進系統電動化,研發氫燃料電池飛機,提高碳纖維和陶瓷等材料性能以加速機身、發動機的輕量化和效率化;四是打造低碳物流,建設碳中和港口,發展高效率、電動化、燃料脫碳化的物流。

生產制造方面,一是加快通信業數字化進程,管理綠色數據中心選址、完善新一代信息通信基礎設施建設,推進半導體、數據中心、信息通信基礎設施的節能減排、高性能化,在2030年實現新建數據中心達節能30%以上、數據中心電力部分可再生能源化,到2040年提前實現通信業碳中和;二是提高農林漁業智能化水平,大力支持革命性技術研發,構建自產自銷能源系統,利用森林及木材、耕地、海洋實現對碳元素的長期大量儲存。
循環利用方面,一是實施碳回收利用,推廣使用二氧化碳吸收型混凝土,通過藻類固碳并生產生物質燃料,開發高效光催化劑降低人工光合成塑料成本,推動二氧化碳分離回收成套設備商業化應用;二是普及資源循環利用,構建信息共享系統,推動塑料等制品生物化、再生材料化,擴大再生材料的應用,積極利用燃燒設施廢氣,加強廢物發電、熱利用、甲烷發酵生物氣化。
國際社會普遍推進碳達峰、碳中和背景下,國際產業競爭格局將發生根本性的改變,低碳、零碳產品以及助力各行業減碳的技術設備將迎來歷史機遇期。
隨著低碳理念的廣泛傳播,近年來低碳的生活方式逐漸興起。但目前有效的低碳工具還不夠多。日本計劃通過相關產業的發展,降低日常生活中的碳排放。一是發展下一代住宅、商業建筑和太陽能產業,基于人工智能、物聯網、電動汽車開展用戶能源管理,普及周期可循環負排放住宅和商業建筑,開發以鈣鈦礦為代表的下一代輕薄型太陽能電池,推廣使用高性能隔熱材料、高效用能設備和可再生能源,擴大木材在建筑物中的使用。二是普及生活相關脫碳技術,推行住、行一體化管理,融合行為經濟學與尖端技術,利用區塊鏈構建碳交易市場,發展共享交通物流。
為促進綠色增長,日本政府制定了跨領域的政策工具。一是增加財政預算,十年內成立一個2萬億日元規模的綠色創新基金。二是改革稅收制度,面向碳中和設立投資促進稅,擴大研究開發稅制,將虧算結轉的扣除上限最高提至100%。三是加強金融融資,設立長期資金支持機制和成果聯動型利息優惠制度,吸引民間資本。四是完善規章制度和標準,修改完善加氫站、海上風電、蓄電池相關規章制度和標準,制定運用信用交易、碳稅、邊境調整措施等市場機制。五是開展國際合作,全面推進與歐美之間重點領域要素技術標準化、消除貿易壁壘,通過“東京凈零排放周”在國際發聲、尋求國際合作。
充分發揮國家應對氣候變化及節能減排工作領導小組作用,加強部門協調,系統梳理、分析財稅金融、法律法規標準、科技產業、基礎設施、國際貿易、消費等相關領域綠色低碳循環發展現狀、問題和今后的措施,從市場、政府和公眾三個主體維度,建立健全綠色低碳循環發展治理體系,提出全面的、系統的國家碳達峰、碳中和路線圖,盡快制定各領域碳達峰行動計劃,壓實各部門、各行業主體責任。
我國是世界第二大經濟體,在能源資源、技術、市場等方面具有鮮明的特色和獨特的優勢。在選擇減碳路徑時,應充分發揮我國優勢產業的作用。例如,碳中和背景下可再生能源裝機比例持續提高,要求電力系統不斷提升靈活性。我國煤炭資源豐富,燃煤發電技術處于世界先進水平。可考慮研發應用氨混燒、碳捕集利用等技術,降低燃煤電廠碳排放,使其從基荷電源轉變為靈活性電源,在未來高比例可再生能源電力系統中繼續發揮“壓艙石”作用。
將技術創新與產業化視為減碳脫碳最重要的推動力之一。一方面,要通過可再生能源發電、核反應堆高溫熱能制氫等技術生產低碳二次能源,并加速各行業電氣化、燃料脫碳化進程,如研發推廣電動乘用車、氫燃料電池商用車,氫燃料飛機、渦輪氫氣發電、氫能冶金、氨燃料燃料船舶、氨混燒燃煤電廠。另一方面,要研發新一代軟件、高性能高能效半導體、低碳節能數據中心、5G等信息通信基礎設施,提高各行業數字化、智能化水平,促進信息通信業自身以及其他行業減排。
將二氧化碳作為資源進行有效利用。研發生產各種能利用二氧化碳的礦物、燃料、化學品等產品,不斷提高生產效率、降低成本,使其具備市場競爭力。從各種濃度、各種組分的二氧化碳排出源中,研發生產低成本回收二氧化碳的成套設備,率先在發電廠廢氣等高二氧化碳濃度的氣體中開展回收試點。同時,加強生態保護修復,增強森林、草原、綠地、湖泊、濕地等自然生態系統固碳能力,研究開發能長期存儲大量碳的木質材料、生物炭、海藻等產品。
國際社會普遍推進碳達峰、碳中和背景下,國際產業競爭格局將發生根本性的改變,低碳、零碳產品以及助力各行業減碳的技術設備將迎來歷史機遇期。一方面,要瞄準歐美日韓等發達國家的龐大市場,重點打造一批有競爭力的技術設備產品,著力強化國際大循環。另一方面,通過“一帶一路”戰略,大力支持其他發展中國家減碳脫碳,引導我國先進低碳技術走出去。