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一城一策,北海道加速清潔能源使用步伐

2023-6-13 14:52 來源: 《環(huán)球》雜志 |作者: 鐘雅

從廢氣中提取二氧化碳并注入海底的碳捕捉與封存技術(shù)(CCS),利用太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能發(fā)電,天然雪制冷系統(tǒng)……日前,《環(huán)球》雜志記者走訪北海道多個城市,感受到該地區(qū)正在緊鑼密鼓加速脫碳減排進(jìn)程。

日本政府早在2020年10月就宣布,到2050年要實(shí)現(xiàn)碳中和。北海道是日本面積最大的一級行政區(qū),綠色能源豐富,正在努力爭做日本脫碳事業(yè)的排頭兵?!侗焙5廊蜃兣瘜Σ咄七M(jìn)計(jì)劃》指出,要通過全面推進(jìn)社會各領(lǐng)域脫碳、最大限度地使用可再生能源、充分利用植物等自然資源吸收二氧化碳等手段,力爭到2030財(cái)年(日本財(cái)年為4月1日至次年3月底)將溫室氣體排放量在2013財(cái)年基礎(chǔ)上削減48%。

苫小牧市:碳捕捉與封存技術(shù)見成效

苫小牧市是位于北海道西南部的重要沿海工業(yè)城市,該市附近海底封存著30萬噸二氧化碳,這是日本國內(nèi)首次進(jìn)行大規(guī)模碳捕捉與封存技術(shù)試驗(yàn)的成果。CCS是指在燃燒煤炭等傳統(tǒng)化石能源的火電廠等設(shè)施中,用技術(shù)手段把產(chǎn)生的二氧化碳分離出來,將其輸送、壓縮并密閉封存至地下,以免二氧化碳進(jìn)入大氣產(chǎn)生溫室效應(yīng)。

2012年,日本CCS調(diào)查公司被日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省(以下簡稱經(jīng)產(chǎn)?。┲付槌邪?,至2015年設(shè)計(jì)并建設(shè)苫小牧CCS示范項(xiàng)目。從2016年4月起,日本CCS調(diào)查公司開始捕捉附近一處煉油廠制氫裝置排放的二氧化碳,將其壓縮并注入海底,2019年11月完成了將30萬噸二氧化碳封存海底的目標(biāo),并暫停注入。

該公司自2016年始至今一直保持對海底封存二氧化碳的遷移和分布等行為、自然地震以及海洋環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)測,結(jié)論是迄今為止未發(fā)現(xiàn)二氧化碳溢出,地震活動并未對封存的二氧化碳產(chǎn)生影響,注入二氧化碳也沒有引發(fā)可感知的地震。

據(jù)經(jīng)產(chǎn)省估算,至2050年日本通過CCS年度封存二氧化碳的總量將達(dá)到1.2億至2.4億噸。相關(guān)調(diào)查顯示,日本近海地區(qū)具有儲存160億噸二氧化碳的潛力。

日本CCS調(diào)查公司國際事務(wù)部部長澤田嘉弘對《環(huán)球》雜志記者說,“CCS設(shè)施的商業(yè)化面臨成本昂貴與缺乏行業(yè)法律規(guī)范的雙重挑戰(zhàn)”。該公司稱,CCS在全球一些地區(qū)已有實(shí)際應(yīng)用,大型設(shè)施具有每年處理300萬至400萬噸二氧化碳的能力。

相關(guān)專家表示,雖然此類技術(shù)被視為應(yīng)對氣候變化的一種技術(shù)解決方案,但由于資金及工藝成熟度等方面的限制,目前實(shí)用范圍還比較有限。也有媒體和專家批評稱,該技術(shù)在實(shí)踐中容易助長對技術(shù)脫碳的盲目依賴,為“先燃燒,后處理”的做法站臺,消除人們對于減排的緊迫感。

石狩市:發(fā)掘可再生能源潛力

石狩灣新港是橫跨石狩市與小樽市的重要國際貿(mào)易港。石狩灣新港地區(qū)有占地面積3022公頃的工業(yè)園區(qū),涵納超過760家從事倉儲運(yùn)輸、制造、能源等行業(yè)的企業(yè)以及2萬多名工作人員。

當(dāng)?shù)卣赋?,要利用可再生能源發(fā)電滿足當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)中心及其他設(shè)施的用電需求,在達(dá)成脫碳目標(biāo)的同時,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚。石狩灣新港區(qū)域建有23處風(fēng)力電站、1座生物質(zhì)能電站和8所太陽能電站,此外,100兆瓦裝機(jī)規(guī)模的海上風(fēng)力電站和以國產(chǎn)芯片為原料的生物質(zhì)能電站正在建設(shè)中。

石狩市企劃經(jīng)濟(jì)部官員佐佐木拓哉介紹說:“目前,石狩市的可再生能源裝機(jī)規(guī)模超過300兆瓦。但據(jù)日本環(huán)境省估算,石狩市可再生能源發(fā)電潛力為3.6千兆瓦?!?/div>

據(jù)總部設(shè)在東京的自然能源財(cái)團(tuán)估計(jì),如果日本擁有最佳風(fēng)力條件的地區(qū)能夠充分利用陸地、固定和海上風(fēng)力發(fā)電,日本全國可生產(chǎn)656千兆瓦的電力。自然能源財(cái)團(tuán)上席研究員齊藤哲夫表示:“其中占比49%的320千兆瓦將來自北海道的陸上和海上風(fēng)力電站?!?/div>

據(jù)佐佐木介紹,日本新能源企業(yè)正在加速在石狩市的布局,包括距離遙遠(yuǎn)的關(guān)西電力公司等約10家新能源企業(yè)正在或計(jì)劃在北海道建造陸上或海上風(fēng)力電站。

但在北海道建設(shè)風(fēng)力電站也面臨不少阻力。一方面,環(huán)保主義者抗議稱風(fēng)力渦輪機(jī)會造成鳥類死亡,危害自然環(huán)境。北海道野生鳥類數(shù)量可觀,極度瀕危的布萊克斯頓魚鷹在日本只剩下約160只,其中大部分生活在北海道。另一方面,修建風(fēng)力電站還面臨當(dāng)?shù)鼐用袷欠窠邮艿?a target="_blank" class="relatedlink">問題。由于修建海上風(fēng)力電站會影響到漁民使用漁場,因此與當(dāng)?shù)貪O業(yè)協(xié)會溝通談判必不可少。

石狩灣新港區(qū)域內(nèi),占地100公頃的“可再生能源示范區(qū)”與由石狩市政府及周邊的圖書館、兒童館、食堂與保健福利中心構(gòu)成的“公共設(shè)施群”被選定為脫碳先行區(qū)。脫碳先行區(qū)是指,在民生領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)零碳排放,同時在交通、熱能等領(lǐng)域減少碳排放的區(qū)域。

依托“可再生能源示范區(qū)”氣候涼爽與綠色能源豐富的優(yōu)勢,日本京瓷公司從去年開始在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)耗電量巨大的數(shù)據(jù)中心,預(yù)計(jì)2024年開始運(yùn)行。佐佐木表示,“利用可再生能源發(fā)電很重要,同時消耗可再生能源發(fā)的電也非常關(guān)鍵?!?/div>

“我們的目標(biāo)是將石狩市使用可再生能源產(chǎn)生的電輸送到北海道全境?!弊糇裟狙a(bǔ)充道。

此外,石狩市還在建設(shè)使用剩余電力制氫的多元供電系統(tǒng)。日本綠色能源投資公司(GPI)正在石狩灣新港修建的海上風(fēng)力電站將于今年投入運(yùn)行。配合該項(xiàng)目,GPI、北海道電力、工業(yè)燃?xì)馄髽I(yè)Air Water Group、井本商運(yùn)株式會社等6家公司進(jìn)行了“關(guān)于利用石狩灣新港海上風(fēng)電剩余電力的氫供應(yīng)鏈的調(diào)查”,研究如何將海上風(fēng)力產(chǎn)生的大量無法輸送到電力系統(tǒng)的剩余電力用于制氫,為未來構(gòu)建高效的氫能社會積累經(jīng)驗(yàn)。

位于石狩市北部的厚田區(qū)交通與供電系統(tǒng)脆弱,發(fā)生自然災(zāi)害時與外界聯(lián)系容易被切斷,如何確保能源穩(wěn)定供應(yīng)成為一大難題。為此,當(dāng)?shù)卣畼?gòu)筑了由太陽能電站、蓄電池和電解制氫設(shè)備組成的“微型電網(wǎng)”,作為系統(tǒng)電網(wǎng)的補(bǔ)充,大幅提升了當(dāng)?shù)氐臑?zāi)害應(yīng)對能力。

太陽能發(fā)電除了供應(yīng)自然災(zāi)害時的避難據(jù)點(diǎn)厚田學(xué)校外,還支持厚田食堂與路邊休息站等多處公共設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)。太陽能發(fā)電的剩余電力會通過電解制氫儲存起來。發(fā)生自然災(zāi)害時,氫能發(fā)電和蓄電池放電,可以為避難所提供約72小時的電力。

就地取材,雪制冷系統(tǒng)降溫減碳

地處日本最北端,氣候寒冷的北海道擁有一種獨(dú)特的綠色資源——雪。由世界知名雕塑家野口勇設(shè)計(jì)的莫埃來沼公園就位于札幌市東北部,玻璃金字塔是該公園的標(biāo)志性建筑,透明的設(shè)計(jì)與藍(lán)天綠植融為一體,建筑內(nèi)有畫廊、活動中心、餐廳、商店等設(shè)施,供市民休閑娛樂。札幌市年降雪量約600厘米,玻璃金字塔采用了天然雪制冷系統(tǒng)。

占地面積5322平方米、4層高的玻璃金字塔主體全部使用玻璃外立面,夏季暴露于陽光下,室內(nèi)體感炎熱。雪制冷系統(tǒng)包括一個高5.3米、占地面積635平方米的儲藏室,用以儲雪。一般每年6月至9月左右使用該系統(tǒng)制冷。其工作原理是,雪融化后變成6攝氏度左右的水,冷水被泵抽到熱交換器,由熱交換器冷卻的空氣被空調(diào)裝置吹入玻璃金字塔內(nèi);同時,被熱交換器加熱的水返回到儲雪庫,噴灑在雪上促進(jìn)其融化。

工作人員介紹,天然雪制冷系統(tǒng)自2004年投入使用以來,已消耗約1427噸雪,減少二氧化碳排放量約30噸,相當(dāng)于一個人89年的二氧化碳排放量。

2021年5月,日本國會參議院正式通過修訂后的《全球變暖對策推進(jìn)法》,以立法的形式明確了日本政府提出的到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。當(dāng)年10月,日本內(nèi)閣會議通過《全球變暖對策計(jì)劃》,提出到2030財(cái)年要將溫室氣體排放量在2013財(cái)年基礎(chǔ)上削減46%并挑戰(zhàn)削減50%的目標(biāo)。

雖然日本政府正在全力以赴擴(kuò)大可再生能源的范圍,但也不乏來自日本媒體與專家的不同聲音。有觀點(diǎn)認(rèn)為,日本首相岸田文雄的綠色轉(zhuǎn)型計(jì)劃過度依賴科學(xué)技術(shù),而此時此刻日本需要的是,立即采取包括減少化石燃料燃燒和停止森林砍伐的嚴(yán)厲措施,才能有效應(yīng)對氣候變化。

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