二、目标与愿景
日本计划至2030年总体上碳排放比2018年的10.6亿吨减少25%,2050年达到零排放。《绿色成长战略》提出,至2050年对电力的需求将比现在增加30%—50%,即便最大限度地开发利用可再生能源以及氢、氨等无碳燃料,并对二氧化碳进行回收再利用,也不可能做到100%的电力需求都由可再生能源发电加以满足。为此,至2050年,光伏、风力、水力、地热、生物质能等可再生能源需满足发电量的50%—60%,氢能和氨燃料发电在总发电量中的占比达到10%,原子能与二氧化碳可回收的火力发电占比为30%—40%。氢的消费量到2050年达到每年2 000万吨左右,按单纯计算为国内整体设备容量的两成左右;氢在火力发电的使用比例,到2030年达到20%。在核能方面,将在安全性更高的小型核电站开发方面推进国际合作,到2050年维持核能利用方针。关于住宅和建筑物,力争新建建筑的平均排放量到2030年度实现净零排放,将功率半导体的耗电量到2030年减为现在的一半。
为了达成2050年实现脱碳社会的目标,日本政府设定海上风力和氢能等14个重点领域,具体发展目标如下:
海上风电产业:推进风电产业人才培养,完善产业监管制度,推进新型浮动式海上风电技术研发,打造完善的具备全球竞争力的本土产业链。到2030年安装10 GW 海上风电装机容量,到2040年达到30—45 GW,同时在2030—2035年间将海上风电成本削减至8—9日元/千瓦时;到2040年风电设备零部件的国内采购率提升到60%。
氨燃料产业:开展混合氨燃料/纯氨燃料的发电技术实证研究,到2030年,实现氨作为混合燃料在火力发电厂的使用率达到20%,到2050年实现纯氨燃料发电。围绕混合氨燃料发电技术,在东南亚市场进行市场开发,到2030年计划吸引5 000亿日元投资。建造氨燃料大型存储罐和输运港口,与氨生产国建立良好合作关系,构建稳定的供应链,增强氨的供给能力和安全,到2050年实现1亿吨的年度供应能力。
氢能产业:推进可再生能源制氢技术的规模化应用,开发电解制氢用的大型电解槽,开发高温热解制氢技术研发和示范,到2030年将年度氢能供应量增加到300万吨,到2050年达到2 000万吨。开展燃氢轮机发电技术示范和废弃塑料制备氢气技术,发展氢燃料电池动力汽车、船舶和飞机等相关产业,在发电和交通运输等领域将氢能成本降低到30日元/立方米,到2050年降至20日元/立方米。
核能产业:积极参与SMR 国际合作(如参与技术开发、项目示范、标准制定等),融入国际SMR 产业链,到2030年争取成为小型模块化反应堆(SMR)全球主要供应商,到2050年将相关业务拓展到全球主要的市场地区(包括亚洲、非洲、东欧等)。开展利用高温气冷堆高温热能进行热解制氢的技术研究和示范,到2050年将利用高温气冷堆过程热制氢的成本降至12日元/立方米。继续积极参与国际热核聚变反应堆计划(ITER),同时利用国内的JT-60SA 聚变设施开展自主聚变研究,在2040—2050年间开展聚变示范堆建造和运行。
汽车和蓄电池产业:制定更加严格的车辆能效和燃油指标,扩大充电基础设施部署,出台燃油车换购电动汽车补贴措施,大力推进电化学电池、燃料电池和电驱动系统技术等领域的研发和供应链的构建,开发性能更优异但成本更低廉的新型电池技术。到本世纪30年代中期时,实现新车销量全部转变为纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HV)的目标,实现汽车全生命周期的碳中和目标;到2050年将替代燃料的经济性降到比传统燃油车价格还低的水平。
半导体和通信产业:打造绿色数据中心,将数据中心市场规模从2019年的1.5万亿日元提升到2030年的3.3万亿日元,届时实现将数据中心的能耗降低30%。开发下一代云软件、云平台以替代现有的基于半导体的实体软件和平台,开展下一代先进的低功耗半导体器件(如GaN、SiC等)及其封装技术研发,并开展生产线示范,到2030 年半导体市场规模扩大到1.7 万亿日元。2040年实现半导体和通信产业的碳中和目标。
船舶产业:促进面向近距离、小型船只使用的氢燃料电池系统和电推进系统的研发和普及,推进面向远距离、大型船只使用的氢、氨燃料发动机以及附带的燃料罐、燃料供给系统的开发和实用化进程,积极参与国际海事组织(IMO)主导的船舶燃料性能指标修订工作,以减少外来船舶CO2 排放,提升LNG 燃料船舶的运输能力,提升运输效率。在2025—2030年间开始实现零排放船舶的商用,到2050年将现有传统燃料船舶全部转化为氢、氨、液化天然气(LNG)等低碳燃料动力船舶。
交通物流和建筑产业:在全日本范围内布局碳中和港口,推进交通电气化、自动化发展,鼓励民众使用绿色交通工具(如自行车),打造绿色物流系统,推进公共基础设施(如路灯、充电桩等)节能技术开发和部署,推进建筑施工过程中的节能减排,到2050年实现交通、物流和建筑行业的碳中和目标。
食品、农林和水产产业:在食品、农林和水产产业中部署先进的低碳燃料用于生产电力和能源管理系统,开发智慧食品供应链的基础技术,大规模部署智慧食品连锁店,积极推进各类碳封存技术(如生物固碳),实现农田、森林、海洋中CO2 的长期、大量贮存,助力2050碳中和目标实现。
航空产业:开展混合动力飞机、纯电动飞机、氢动力的技术研发、示范和部署,研发先进低成本、低排放的生物喷气燃料,推动航空电气化、绿色化发展,到2030年左右实现电动飞机商用,到2035年左右实现氢动力飞机的商用,到2050年航空业全面实现电气化,碳排放较2005年减少一半。
碳循环产业:发展CO2 封存进混凝土技术,发展CO2 氧化还原制燃料技术,实现2030年100日元/升目标;发展CO2 还原制备高价值化学品技术,到2050年实现与现有塑料相当的价格竞争力;研发先进高效低成本的CO2 分离和回收技术,到2050年实现大气中直接回收CO2 技术的商用。
商业建筑和太阳能产业:针对住宅和商业建筑制定相应的用能、节能规则制度,利用大数据、人工智能、物联网(IoT)等技术实现对住宅和商业建筑用能的智慧化管理,建造零排放住宅和商业建筑,开发先进的节能建筑材料;加快包括钙钛矿太阳电池在内的具有发展前景的下一代太阳电池技术研发、示范和部署,加大太阳能建筑的部署规模,推进太阳能建筑一体化发展。到2050年实现住宅和商业建筑的净零排放。
资源循环产业发展:发展各类资源回收再利用技术(如废物发电、废热利用、生物沼气发电等),促进资源回收再利用技术开发和社会普及,开发可回收利用的材料和再利用技术,优化资源回收技术和方案降低成本。到2050年实现资源产业的净零排放。
生活方式相关产业:普及零排放建筑和住宅,部署先进智慧能源管理系统,利用数字化技术发展共享交通(如共享汽车),推动人们出行方式转变。到2050年实现碳中和生活方式。