日本構(gòu)建智能電網(wǎng)以新能源為主

智能電網(wǎng)的開(kāi)發(fā)早已成為世界熱門(mén)的話題，日本是其中少數(shù)幾個(gè)先進(jìn)國(guó)家之一，不少經(jīng)驗(yàn)值得學(xué)習(xí)和借鑒。

    智能電網(wǎng)是有效利用太陽(yáng)能發(fā)電等綠色能源的先進(jìn)技術(shù)之一。太陽(yáng)能相對(duì)于化石燃料而言，取之不盡，用之不竭，一小時(shí)照射到地球的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化成電，夠全世界消費(fèi)一年，同時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電不排放讓地球變暖的二氧化碳?xì)怏w，是人類(lèi)的最佳選擇。日本一方面能源匱乏，除核電外，能源自給率只有4%，石油依賴度為50%；另一方面，由于《京都議定書(shū)》從2005年生效，和1990年相比，日本從2008年至2012年，二氧化碳等溫室效應(yīng)氣體排放量有義務(wù)減少6%，這些客觀因素逼迫日本大力發(fā)掘智能電網(wǎng)的潛力。

    就日本國(guó)情而言，智能電網(wǎng)的主角由蓄電池充當(dāng)，因?yàn)樵谶@一領(lǐng)域，日本的技術(shù)領(lǐng)先于世界。

    鋰離子蓄電池是電極使用鋰材料的充電電池，鋰離子電池蓄電能力是鉛酸電池的3至4倍，是混合動(dòng)力車(chē)用鎳氫蓄電池的兩倍，旭化成公司1985年在世界上首次開(kāi)發(fā)成功鋰離子電池，1991年索尼公司作為產(chǎn)品把鋰離子電池推向市場(chǎng)。因此，鋰離子電池被日本媒體稱之為“出生在日本的電池”。2008年度，日本企業(yè)在全世界的市場(chǎng)份額為60%以上。

    然而，目前使用的鋰離子電池蓄電量太小，多用于手機(jī)、筆記本電腦等攜帶裝置，但若作為太陽(yáng)能發(fā)電的蓄電池還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。據(jù)介紹，家用蓄電池的容量大約需要5千瓦時(shí)，相當(dāng)于手機(jī)鋰離子電池的1700倍。

    好在日本大型鋰離子蓄電池的研發(fā)正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。三菱電機(jī)公司把直徑1.8厘米，高6.5厘米的圓筒狀鋰離子電池連接在一起，同時(shí)蓄電，已經(jīng)試驗(yàn)成功，3月推出由312個(gè)鋰離子電池構(gòu)成的小型組合蓄電池，蓄電能力達(dá)1.6千瓦時(shí)，價(jià)格為20萬(wàn)日元。把開(kāi)發(fā)出的小型組合蓄電池再進(jìn)一步接起來(lái)，可以變成更大的蓄電池，利用太陽(yáng)能發(fā)電的停車(chē)場(chǎng)、便利店等均可使用，可以為電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)摩托充電，也可用于夜間照明。同理，更多地連接大型蓄電池，可制出“巨大”蓄電池。今年秋天，三菱電機(jī)公司位于兵庫(kù)縣的工廠計(jì)劃把29萬(wàn)個(gè)筆記本電腦用鋰離子電池連接在一起，蓄電容量達(dá)1500千瓦時(shí)，該工廠設(shè)置有功率為 1000千瓦時(shí)的太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能發(fā)電的電量可全部蓄存起來(lái)。目前，研發(fā)大型蓄電池的公司越來(lái)越多，三菱重工業(yè)公司和九州電力公司把448個(gè)組合蓄電池連接起來(lái)成功制成蓄電容量為132千瓦時(shí)的大型蓄電池。

    有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，日美歐研究智能電網(wǎng)的投資到2030年累計(jì)將達(dá)12510億美元，其中用于蓄電池的開(kāi)發(fā)費(fèi)用約占60%。日本國(guó)內(nèi)在這方面的投資到2020年累計(jì)將達(dá)5萬(wàn)億日元。蓄電池之于智能電網(wǎng)的重要性可見(jiàn)一斑。

    智能電網(wǎng)需要把各種各樣的設(shè)備連接在一起，因此需要統(tǒng)一規(guī)格，目前美國(guó)奧巴馬政府培育新興產(chǎn)業(yè)大力支持智能電網(wǎng)開(kāi)發(fā)，美國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所正在把相關(guān)技術(shù)變成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，歐洲與之對(duì)抗正在制定不同的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。日本想搭美國(guó)的便車(chē)，把自己拿手的蓄電池控制系統(tǒng)、送電和配電裝置等技術(shù)變成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，于是積極與美國(guó)合作進(jìn)行智能電網(wǎng)試驗(yàn)。目前，最重要的合作有兩項(xiàng)，一項(xiàng)是日美兩國(guó)在沖繩縣和美國(guó)夏威夷州合作試驗(yàn)智能電網(wǎng)。另一項(xiàng)是日本行政法人新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)和日本的30家大型公司與美國(guó)新墨西哥州共同合作，明年秋天在美國(guó)對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)是美國(guó)尖端科技研究所集中的洛斯阿拉莫斯和該州最大的城市阿爾巴卡奇，主要進(jìn)行面向家庭的試驗(yàn)，建設(shè)集中先進(jìn)技術(shù)的使用智能電網(wǎng)住宅。日本除了新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所參加之外，還有東芝、日立、清水建設(shè)公司等，美國(guó)有洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室參加，通過(guò)共同實(shí)驗(yàn)。

    日本計(jì)劃在2030年全部普及智能電網(wǎng)。同時(shí)，日本官民一體全力推動(dòng)在海外建設(shè)智能電網(wǎng)，環(huán)境能源領(lǐng)域是本月剛剛出臺(tái)的日本新增長(zhǎng)戰(zhàn)略的重點(diǎn)新興產(chǎn)業(yè)，到2020年計(jì)劃創(chuàng)出超過(guò)50萬(wàn)億日元的市場(chǎng)，增加就業(yè)140萬(wàn)人。其中智能電網(wǎng)是重要的一環(huán)。

    值得一提的是，日本在智能電網(wǎng)方面出現(xiàn)了重視與中國(guó)合作的態(tài)勢(shì)，日立公司5月決定在中國(guó)天津環(huán)保生態(tài)城就實(shí)驗(yàn)智能電網(wǎng)與中國(guó)合作。今年4月中旬在奈良舉行東北亞名人會(huì)議，中日韓代表在環(huán)境能源小組會(huì)議上就下一代電網(wǎng)合作進(jìn)行了熱烈的討論，當(dāng)時(shí)作為伊藤忠商事公司顧問(wèn)參加會(huì)議的丹羽宇一郎呼吁中日韓包括美國(guó)就智能電網(wǎng)開(kāi)發(fā)進(jìn)行合作，現(xiàn)在丹羽宇一郎被任命為日本駐中國(guó)大使，相信他會(huì)在這方面起到一定推動(dòng)作用。