日本核電事故發生后,火電機組劇增,能源進口依賴更加嚴重,溫室氣體減排遙遙無期,迫使其對能源布局進行重新思考。積極推進東北亞電網互聯,是日本社會解決電力發展難題的全新解決方案。
當前,在東北亞地區,中俄、中蒙之間已建有多條跨國輸電線路。根據2016年3月國家電網公司牽頭,與韓國電力公社、日本軟銀集團、俄羅斯電網公司簽署的《東北亞電力聯網合作備忘錄》,相關跨國電力聯網工程的前期研究也已啟動。對于東北亞電網互聯工程來說,日本是其中重要的一環,因為中、俄、蒙都將是清潔電力的供應方,而日本由于能源無法自給自足,作為主要的區域負荷中心參與進來,各國將通過共商共建共享東北亞電網互聯而實現共贏。
2011年福島核事故之后,日本各地紛紛暫停核電站運行,壓減核電占比,而可再生能源發電因受制于自然條件無法及時補位,導致其國內電力供應緊張。接入東北亞電網,將中、俄、蒙三國的清潔電力通過韓國輸送到日本,逐步成為日本解決電力發展難題的重要選項。正因為如此,日本從觀望、躊躇狀態走了出來,開始探討并研究東北亞電網互聯的可能性。
日本陷入電力供應與碳減排僵局
福島核事故之后,為應對國內電力需求,日本各電力企業開始不斷增設火電機組。截至2016年年底,日本發電總裝機容量達27388萬千瓦,較2012年年底的23080萬千瓦增長18.7%。其中,火電裝機17419萬千瓦,較2012年年底的13939萬千瓦增長25%。天然氣和煤炭進口也因此屢創新高。
一直以來,日本致力于提高火力發電熱效率,其1600度燃氣輪機聯合循環電廠(GTCC)熱效率最高超過61%,整體煤氣化聯合循環電廠(IGCC)熱效率已超過41%,處于世界領先水平。但即便如此,因為火電項目大量上馬,日本電力領域的年二氧化碳排放量不斷攀升,從2010年的3.25億噸激增到2015年的4.41億噸。日本政府為落實《巴黎協定》,承諾2030年溫室氣體排放量與2013年相比減少26%,2050年比2013年減少80%。但現實是化石能源發展迅猛,與溫室氣體減排的目標南轅北轍,導致日本經濟產業省和環境保護省之間意見相左,也引發了日本社會各界的嚴重不安和廣泛爭論。
在全球低碳化的時代潮流面前,日本也認識到化石能源不能逆流發展。日本政府已明確提出,2030年全國發電裝機容量中,燃煤機組占比降至26%,燃氣機組降至27%,燃油機組降至3%;努力提高可再生能源發電占比至22%~24%,其中光伏發電占比由2016年年底的1.94%提高至7%,風電占比由2016年年底的1.02%提高至1.7%;剩余部分由核電裝機填補。
為此,一方面,日本正在竭力遏制國內煤電增長勢頭。根據日本環境保護省要求,2017年,中部電力公司正式取消了愛知縣武豐發電廠氣改煤計劃,裝機容量為107萬千瓦;關西電力公司正式申請中止千葉縣東京灣沿岸新增100萬千瓦裝機容量的市原煤電項目;電源開發公司等發電企業也相繼無限期停止了規劃中的高砂燃煤電廠、蘇我燃煤電廠等項目。但是,短時間內,日本還難以找到大規模替代火電項目的電源,電力企業對重啟核電依然充滿期待。
另一方面,日本正在努力發展可再生能源,特別是光伏發電。2003年6月,日本政府充分對比了美國和部分歐洲國家實行的可再生能源配額制度(RPS)和德國的固定價格收購制度(FIT),認為可再生能源配額制度更加符合市場原理,費用分擔更為合理,所以鼓勵電力企業實施可再生能源配額制度。2003~2010年,日本可再生能源裝機容量從45.8萬千瓦增長到117萬千瓦,但發電量占比僅從2003年的0.41%增長到2010年的1.01%,因此,可再生能源配額制度備受詬病。2012年7月,日本政府決定廢止該政策,全面轉向固定價格收購制度。新政策推出后,日本可再生能源收購電量自2012年的55.9萬千瓦時增長到2016年的569.7萬千瓦時,漲幅驚人。
但日本的可再生能源發展過程也是問題不斷,比如光伏發電成本始終居高不下,國民負擔沉重。重視可再生能源發展,是日本政府應對國際壓力的一種舉措,但鼓勵光伏發電發展的政策施行后,引起其國內電力企業的不安,主要原因是光伏發電不穩定,容易造成電網的波動與不和諧。而且,因為受制于環境容量與資源條件,可再生能源發電無論怎么發展,在日本整體電源構成中的占比都是很小的。
為此,日本政府和部分大型企業意識到,促進區域間電力互聯互通是一個解決國內電力供應不足的新途徑,軟銀集團、日立公司、三菱電機等知名日企紛紛加入由中國國家電網公司發起成立的全球能源互聯網發展合作組織,積極推動東北亞電網互聯項目。日本三井物產、丸紅商社、九州電力等知名企業在中國、蒙古和俄羅斯的發電領域均有投資,通過參與東北亞電網互聯,也可以使日本國內外的電力投資充分融入全球能源互聯網,實現區域范圍內的資源優化配置。
共建東北亞電網是另一種選擇
作為東北亞地區的重要國家之一,日本歷來注重從整個區域的視角出發,對區域共同體的未來發展進行多維度、全方位的探索性研究。日本眾議員山口壯在2016年“東北亞經濟論壇”上明確提出,希望東北亞各國求同存異,加強人文、金融、能源與環境、跨境旅游、基礎設施建設等方面的合作,實現東北亞地區的經濟繁榮。除了自然能源財團創立者孫正義和環境能源政策研究所飯田哲提出的“超級電網”概念,日本創成會議(東京大學客座教授、日本前總務大臣增田寬也任主席)也曾提出過“東亞超級電網”構想。
時至今日,日本國內傳統電力企業依然期待著重啟核電,但核電重啟依然遙遙無期、火電機組快速增加、能源進口依賴更加嚴重、溫室氣體排放不降反增的現實,迫使日本不得不對能源布局進行重新思考。作為全球能源互聯網中的一環,日本積極加入并共同推進東北亞電網互聯,事實上將為日本社會解決電力發展難題提供全新的解決方案。
日本經濟產業省對東北亞電網互聯持較為謹慎的態度,認為除了技術可行外,還必須認真研究經濟性。針對日本國內擔心東北亞電網互聯有政治風險的觀點,國際能源署(IEA)前署長、日本笹川和平財團會長田中伸男認為,可以參考天然氣管道建設模式,從日本南、北兩側分別選點與東北亞其他國家的電網相連,通過渠道多元化來保障能源安全。
此外,日本國內電網尚未完全互聯互通,也是阻礙日本電網與國際電網相連的重要因素。日本國內電網形成時,關東地區使用了德國AEG公司的50赫茲發電機組,而關西地區使用了美國通用電氣的60赫茲發電機組,從而造成東西部電網頻率不一致,雙方通過佐久間、新信濃和東清水三個背靠背換流站實現電力融通,但規模只有100萬千瓦左右,電力互通能力有限。東北亞電網互聯實現后,如何進行電力交易,如何突破日本東西部之間電力融通等問題,還需要日本政府、相關企業和學術界進一步共同研究與探討。