日本是世界第五大碳排放國,已承諾到 2050 年實現碳中和,雖然近年積極建造清潔能源,主要是太陽能,但太陽能又受限平坦土地短缺的先天限制。《日經新聞》最近研究顯示,日本太陽能發電場近 18% 位於有山體滑坡風險的地區。
日本目前清潔電力有太陽能、風能、水力發電、生物質能、氫能和核能發電,佔總電量 24%。美國研究顯示,2035 年日本 90% 電力將來自清潔電力,電力成本比 2020 年低 6%,電力業排放量降低 92%。研究估計發電、存儲和傳輸成本最低情況,到 2035 年浮動海上風電等可再生能源發電將佔日本電力結構 70%,核電和燃氣發電分別佔 20% 和 10%,現有燃煤電廠將逐步淘汰。
日本設定目標到 2030 年將溫室氣體排放量比 2013 年減少 46%,將可再生能源電力結構比例提高到 38%,是 2019 年兩倍,並將核電從 2019 年 6% 提高到 22%。2050 年實現碳中和。
發展太陽能缺乏平坦土地
日本很早就開始發展太陽能,世界 45% 太陽能電池是日本製造,太陽能裝機量也僅次中國和美國,目前太陽能超過水力發電,成為日本發電最大可再生能源。預計到 2050 年,太陽能發電將滿足國內一次能源總需求 10%。
▲ 2013~2022 日本太陽能發電量大增六倍。(Source:)
調查發現,日本太陽能潛力很大,可透過屋頂、漂浮內陸水體,並與農業結合部署太陽能電池板,總計產生四倍於當前消耗量的電力。但專家認為,無論浮動太陽能、農業太陽能,還是建築一體化光伏 (BIPV),都受限於技術與監管限制,且日本地震多、颱風多,浮動或建築一體化技術都有潛在風險,2030 年前不會有太多貢獻,現在只能仰賴可用土地,然而一味興建太陽能電廠,是導致日本許多太陽能電廠設在有山體滑坡風險地方。
日經調查日本 9,250 個太陽能站,發現約五分之一發電廠位於有風險的山坡。隨著氣候變化導致更頻繁暴雨,迫切需要強有力的監測和防災措施。
太陽能只能向上發展
同樣缺乏可用國土面積的以色列,無法依賴傳統的土地密集型太陽能發電站,以色列也不適合風力發電,缺乏水力發電,以色列政府就要求所有新建非住宅建築都要安裝屋頂太陽能電池板,滿足可再生能源目標和快速增長的人口的電力需求。
幾十年前,以色列就要求居民使用太陽能熱水器,這項規定讓加熱器佔據城市的屋頂景觀,如果沒有它們,以色列需多生產 8% 電力。日本政府也在力推屋頂太陽能,政策擴大區如京都與東京都推定新建或翻新建築需安裝屋頂太陽能。
日本還寄望從太空取得源源不絕的太陽能,將太陽能電池發射到軌道,並使用微波將電力傳輸到地面,最快 2025 年開始測試,目標是成為世界第一個將太陽能從太空發射回地球以大規模發電的國家。但科學家擔心這種技術透過低功率微波傳輸電力,會影響人類、動物和植物的健康,此外成本也不切實際,現在生產一個產生 1 吉瓦電力的太陽能陣列成本要 70 億美元。
然而國際太陽能聯盟估計,日本可望到 2050 年就有足夠空地蓋太陽能電廠,因到時日本人口會比現在少 18%,將釋放 8 千平方公裏農業用地,光這片土地就足以滿足日本對太陽能的需求。
無論走向太空還是等到 2050 年,對日本而言,將來即使不再需要進口石油與天然氣,要實現能源自給自足,仍有很長的路要走。
(首圖來源:)
標題:缺乏平坦土地,日經:日本 20% 太陽能廠有山崩風險
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