11月13日，《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》第26次締約方大會(huì)（COP26）在英國(guó)的格拉斯哥閉幕，大會(huì)就《巴黎協(xié)定》實(shí)施細(xì)則等核心問(wèn)題達(dá)成共識(shí)，標(biāo)志著世界各國(guó)踏上全面應(yīng)對(duì)氣候變化的新征程。

日本首相岸田文雄在11月1日本國(guó)大選結(jié)束后的第二天便趕赴英國(guó)出席COP26世界領(lǐng)導(dǎo)人峰會(huì)并發(fā)表講話，重申了前首相菅義偉在4月22日由美國(guó)主辦的領(lǐng)導(dǎo)人氣候峰會(huì)上宣布的日本減排目標(biāo)：到2030年溫室氣體排放量比2013年減少46%，并努力挑戰(zhàn)更高的50%，2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。

日本要實(shí)現(xiàn)這一承諾目標(biāo)，關(guān)鍵需要加大力量實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的減排。今年1月日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布的《2050年碳中和綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》顯示，電力行業(yè)仍然較多地依靠傳統(tǒng)的燃煤燃?xì)獍l(fā)電，二氧化碳排放量占比為37%，居各行業(yè)之首，日本也因此在COP26會(huì)議期間被全球環(huán)保團(tuán)體“氣候行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)”頒發(fā)“石化獎(jiǎng)”。

為解決這一減排關(guān)鍵難題，按時(shí)兌現(xiàn)減排目標(biāo)，日本政府10月22日公布的第6版《能源基本計(jì)劃》首次提出“最優(yōu)先”發(fā)展可再生能源，提出到2030年可再生能源發(fā)電量的占比將達(dá)到36%~38%，大幅高于2018年公布的第5版計(jì)劃所提出的22%~24%的目標(biāo)。2019年日本的可再生能源占比僅為18%，因此需要加倍的努力，方能兌現(xiàn)承諾的減排目標(biāo)。

1.將太陽(yáng)能作為可再生能源的“主力軍”。

可再生能源發(fā)電主要包括水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能。

首先看水力發(fā)電，日本由于燃料資源匱乏，水力則成為其本土的主要發(fā)電資源。過(guò)去一個(gè)時(shí)期日本積極發(fā)展水電，1960年水電占比超過(guò)50%。后因進(jìn)口石油價(jià)格低廉，轉(zhuǎn)而積極發(fā)展火電，加之上世紀(jì)70年代大力發(fā)展核電，遂水電占比逐年下降，至2009年僅占6%。要在已經(jīng)廢棄的水電基礎(chǔ)上重振水電，恐非日本的明智之選。

另外，氣候變化引發(fā)的自然災(zāi)害及其次生災(zāi)害也是考量發(fā)展水電利弊的不可忽視的要素。例如，今年夏季巴西遭遇91年來(lái)最嚴(yán)重的旱災(zāi)，給水電敲響了警鐘。

巴西可再生能源發(fā)電裝機(jī)總量居南美國(guó)家之首，其中水電占比76.8%。據(jù)報(bào)道，這場(chǎng)旱災(zāi)導(dǎo)致巴西的水電站蓄水量嚴(yán)重不足，多座水電站無(wú)法足額發(fā)電，繼而引發(fā)電價(jià)攀升，迫使巴西政府采取提高燃?xì)獾饶茉吹膬r(jià)格、限電等措施。

巴西的這場(chǎng)旱災(zāi)及其引發(fā)的水電危機(jī)再次繃緊了世界畏懼氣候變化的神經(jīng)，使各國(guó)重新審視水力資源作為可再生能源發(fā)電的利弊，日本也或會(huì)從中有所汲取。

同樣受氣候變化捉弄的還有風(fēng)能發(fā)電。風(fēng)電是歐洲各國(guó)為實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)發(fā)展可再生能源發(fā)電的重要選項(xiàng)之一，但是，今年夏季以來(lái)歐洲的風(fēng)量減弱，使歐洲的風(fēng)電遭受打擊。受“風(fēng)災(zāi)”影響今夏歐盟的風(fēng)電總量比去年減少7%，其中西班牙是“重災(zāi)區(qū)”。

西班牙被譽(yù)為“脫碳先進(jìn)國(guó)家”，在其電能結(jié)構(gòu)中，風(fēng)電占據(jù)20%的較大比例。受此次“風(fēng)災(zāi)”影響，9月份的風(fēng)電量比去年同期減少20%。由于受災(zāi)減少的電力需要由只占30%的天然氣火電來(lái)彌補(bǔ)，所以引起了西班牙的天然氣價(jià)格和電價(jià)暴漲，9月份生活用電價(jià)格同比上漲35%。西班牙的“風(fēng)災(zāi)”及其次生災(zāi)害的影響深度波及歐洲，一定程度助推了歐洲的能源危機(jī)。

一般認(rèn)為太陽(yáng)光同樣會(huì)受氣候變化的左右，冬季光照減少，太陽(yáng)能光伏發(fā)電量隨之下降。例如，去年12月至今年1月日本曾一度供電緊張，其原因被指“光電量減少”。但是，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的實(shí)證結(jié)果表明，太陽(yáng)光（對(duì)光伏發(fā)電）的影響幾乎可以忽略不計(jì)，主要原因是枯水期導(dǎo)致水電量下降。因此，太陽(yáng)能光伏發(fā)電受氣候變化的影響比我們想象的少得多。

鑒于以上巴西的水電和西班牙的風(fēng)電以及日本的光電典型案例，日本的第6版《能源基本計(jì)劃》將36%~38%的可再生能源比例劃分為：太陽(yáng)能14%~16%、風(fēng)能5%、水能11%，這一配比不無(wú)道理。從這一比例可以看出，日本將太陽(yáng)能確定為可再生能源的“主力軍”。

2.依靠科技力量提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電的能效。

據(jù)中國(guó)能源信息平臺(tái)的資料，截至2019年日本的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)達(dá)到6184萬(wàn)千瓦，僅占當(dāng)時(shí)可再生能源的7.2%，未來(lái)有很大的發(fā)展空間。但是，日本的太陽(yáng)能光伏發(fā)電低能效以及由此產(chǎn)生的電價(jià)過(guò)高等問(wèn)題，是阻礙太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展的瓶頸。

為解決這一瓶頸問(wèn)題，日本政府于2009年11月就啟動(dòng)了“太陽(yáng)能發(fā)電富余電量收購(gòu)制度”，并于2012年7月1日開(kāi)始實(shí)行“固定電價(jià)收購(gòu)政策”，以鼓勵(lì)企業(yè)和民間大力發(fā)展和使用包括太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能源發(fā)電。這些政策有效促進(jìn)了可再生能源發(fā)電領(lǐng)域的投資，到2018年底，可再生能源發(fā)電裝機(jī)增長(zhǎng)了4600萬(wàn)千瓦，其中居民太陽(yáng)能光電增長(zhǎng)了583萬(wàn)千瓦，非居民太陽(yáng)能光電增長(zhǎng)了3722萬(wàn)千瓦。

為了降低太陽(yáng)能光電的收購(gòu)價(jià)格，日本政府從2017年開(kāi)始對(duì)2兆以上容量的太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)施競(jìng)價(jià)機(jī)制。通過(guò)競(jìng)價(jià)，中標(biāo)價(jià)由2017年11月的17.2~21.0日元/千瓦時(shí)下降至2019年9月的10.5~13.99日元/千瓦時(shí)。

盡管日本官方、企業(yè)和民眾為發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電作出了一系列的努力，但是，其太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成本仍然較大幅度地高于美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家。根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）的統(tǒng)計(jì)，日本的太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成本為1千瓦時(shí)/13.5日元，是中國(guó)（5日元）、美國(guó)（6.5日元）的2倍多，比法國(guó)和德國(guó)高出80%。

因此，改善日照條件，降成本、增能效就成為日本發(fā)展太陽(yáng)能光電的關(guān)鍵問(wèn)題。除擴(kuò)大太陽(yáng)能光伏發(fā)電的規(guī)模、增加其用地以外，更重要的是依靠科技力量不斷提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電的能效。為此，日本的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在致力于研發(fā)進(jìn)一步提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電能效的技術(shù)和裝置。

據(jù)日本學(xué)者藤和彥撰文介紹，東京大學(xué)先端科學(xué)技術(shù)研究中心岡田至崇教授的研究小組正在研發(fā)利用量子點(diǎn)理論完成光電轉(zhuǎn)換的“量子點(diǎn)太陽(yáng)電池”。

據(jù)科技資料介紹，量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池是第三代太陽(yáng)能光伏電池，也是最新、最尖端的太陽(yáng)能電池之一，在普通太陽(yáng)能電池之中引入納米技術(shù)與量子力學(xué)理論。與其他吸光材料相比，量子點(diǎn)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：量子尺寸效應(yīng)。通過(guò)改變半導(dǎo)體量子點(diǎn)的大小，可以使太陽(yáng)能電池吸收特定波長(zhǎng)的光線，即小量子點(diǎn)吸收短波長(zhǎng)的光，而大量子點(diǎn)吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，增大了吸收系數(shù)，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。大量理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究表明，量子點(diǎn)太陽(yáng)能光伏電池在未來(lái)的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換電能中顯示出巨大的發(fā)展前景。

另外，日本愛(ài)知縣一宮市的一家風(fēng)投企業(yè)（MCC QUANTA）研發(fā)出一種裝置，安裝在現(xiàn)有的太陽(yáng)能光伏板可提高其2倍的發(fā)電能效，并于10月下旬批量生產(chǎn)。

這一裝置也是通過(guò)應(yīng)用量子現(xiàn)象，更多地提取太陽(yáng)光照射在光伏板產(chǎn)生的電子，以提高光電轉(zhuǎn)換的能效。據(jù)稱，這一裝置如果被廣泛使用，“即使不增加用地也可增加2倍的發(fā)電量，還可降低一半的成本”。

COP26期間，與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)人簽署了《格拉斯哥氣候公約》。公約要求各國(guó)加緊努力，逐步減少不使用技術(shù)控制二氧化碳排放的發(fā)電廠，倡導(dǎo)可再生能源發(fā)電，并呼吁結(jié)束低效的化石燃料補(bǔ)貼。

當(dāng)今世界減碳、綠色、可再生已經(jīng)成為潮流，在潮流的推動(dòng)下，在目標(biāo)的引導(dǎo)下，在政策的支持下，無(wú)論是日本，還是世界各國(guó)，都將有越來(lái)越多的資源源源不斷地涌入減碳、綠色、可再生領(lǐng)域，鼓勵(lì)、支持、推動(dòng)更多的科研人員和企業(yè)研發(fā)出更多、更好、更高效的可再生能源產(chǎn)品，保護(hù)地球，造福人類。

（Le 13 novembre, la vingt - sixième Conférence des Parties à la Convention - cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (cop26) s'est achevée à Glasgow, au Royaume - Uni, où un consensus s'est dégagé sur des questions fondamentales telles que les modalités d'application de l'Accord de Paris, marquant ainsi le début d'Une nouvelle étape dans la lutte mondiale contre les changements climatiques.



Le Premier Ministre japonais Yasuo Kishida s’est rendu au Royaume - Uni le lendemain des élections générales du 1er novembre pour assister au Sommet mondial des dirigeants de la cop26 et a prononcé un discours dans lequel il a réaffirmé l’objectif de réduction des émissions du Japon annoncé par l’ancien Premier ministre Naoto Kan lors du Sommet des dirigeants sur le climat organisé par Les états - Unis le 22 avril: réduire les émissions de gaz à effet de serre de 46% d’ici 2030 par rapport à 2013, et s’efforcer de relever le défi de 50% pour parvenir à la neutralité en carbone d’ici 2050.



Pour atteindre cet objectif, le Japon doit redoubler d'efforts pour réduire les émissions dans le secteur de l'électricité. La stratégie de croissance verte neutre en carbone à l'horizon 2050, publiée par le Ministère japonais de l'économie, de l'industrie et de l'industrie en janvier de cette année, a montré que l'industrie de l'électricité dépend encore davantage de la production traditionnelle d'électricité au charbon et au gaz, avec 37% des émissions de dioxyde de carbone, se classant au premier rang de toutes les industries, de sorte que le Japon a re?u le ? prix pétrochimique? du Groupe environnemental mondial Climate Action Network lors de la Conférence cop26.



Afin de résoudre le problème clé de la réduction des émissions et d’atteindre l’objectif de réduction des émissions à temps, le Gouvernement japonais a proposé pour la première fois le ? développement prioritaire? des énergies renouvelables dans la 6e édition du plan de base sur l’énergie, publié le 22 octobre, et a proposé que la part de la production d’électricité à partir de sources d’énergie renouvelables atteigne 36% ~ 38% d’ici 2030, ce qui est beaucoup plus élevé que l’objectif de 22% ~ 24% fixé dans la 5e édition du plan publié en 2018. La part des énergies renouvelables au Japon n'est que de 18% en 2019, de sorte qu'il faudra redoubler d'efforts pour atteindre les objectifs de réduction promis.



1. L’énergie solaire en tant que ? force majeure? des énergies renouvelables.



La production d'énergie renouvelable comprend principalement l'énergie hydraulique, éolienne et solaire.



Tout d'abord, l'hydroélectricité est devenue la principale source d'énergie du Japon en raison de la pénurie de carburant. Au cours de la dernière période, le Japon a activement développé l'hydroélectricité, qui représentait plus de 50% en 1960. Par la suite, en raison du faible prix du pétrole importé et du développement positif de l'énergie thermique, ainsi que du développement vigoureux de l'énergie nucléaire dans les années 1970, la part de l'énergie hydroélectrique a diminué d'année en année et n'a représenté que 6% en 2009. Il n'est pas sage pour le Japon de relancer l'hydroélectricité sur la base de l'hydroélectricité abandonnée.



En outre, les catastrophes naturelles et les catastrophes secondaires causées par les changements climatiques sont également des facteurs importants qui tiennent compte des avantages et des inconvénients du développement de l'hydroélectricité. Par exemple, l'été dernier, le Brésil a connu sa pire sécheresse en 91 ans, ce qui a sonné l'alarme pour l'eau et l'électricité.



Le Brésil se classe au premier rang des pays d'Amérique du Sud en termes de capacité installée totale de production d'énergie renouvelable, avec 76,8% d'énergie hydroélectrique. The drought reportedly resulted in a serious lack of Water Storage in Brazilian Hydropower Stations and the failure of Several Hydropower Stations to produce full Power Generation, which then led to the Rise of Electricity prices, Forcing Brazilian Government to take measures to increase the Prices of Energy such as Gas and limit Electricity.



La sécheresse au Brésil et la crise de l'hydroélectricité qui en a résulté ont une fois de plus tendu les nerfs du monde face au changement climatique, ce qui a amené les pays à réexaminer les avantages et les inconvénients de l'hydroélectricité en tant que source d'énergie renouvelable, dont le Japon pourrait tirer parti.



L'énergie éolienne est également un piège du changement climatique. L'énergie éolienne est l'une des options les plus importantes pour les pays européens afin d'atteindre leurs objectifs de réduction des émissions en matière de production d'énergie renouvelable, mais l'énergie éolienne en Europe a été durement touchée par l'affaiblissement du vent en Europe depuis l'été dernier. L'énergie éolienne totale de l'UE a chuté de 7% cet été par rapport à l'année dernière, l'Espagne étant la ? zone la plus touchée ?.



L'Espagne est connue sous le nom de "pays avancé décarbonisé", avec 20% d'énergie éolienne dans sa structure énergétique. En septembre, l'énergie éolienne a chuté de 20% par rapport à la même période l'an dernier, sous l'effet de la catastrophe éolienne. Les prix du gaz et de l'électricité en Espagne ont grimpé en flèche, les prix de l'électricité domestique ayant augmenté de 35% d'une année sur l'autre en septembre, la réduction des besoins en électricité ayant été compensée par seulement 30% de l'énergie thermique au gaz naturel. La ? catastrophe éolienne ? espagnole et ses effets secondaires se sont étendus à l'Europe, contribuant dans une certaine mesure à la crise énergétique européenne.



On pense généralement que la lumière du soleil sera également influencée par le changement climatique, la lumière hivernale diminuera, la production d'énergie solaire photovolta?que diminuera. Le Japon, par exemple, a connu une période de pénurie d'électricité entre décembre et janvier de cette année en raison d'une ? Réduction de la photoélectricité ?. Toutefois, les résultats empiriques du Ministère japonais de l'économie et de l'industrie montrent que l'impact de la lumière du soleil (sur la production d'énergie photovolta?que) est presque négligeable, principalement en raison de la baisse de la production d'énergie hydroélectrique causée par la saison sèche. L'énergie solaire photovolta?que est donc beaucoup moins affectée par le changement climatique que nous ne le pensions.



Compte tenu de l'hydroélectricité au Brésil, de l'énergie éolienne en Espagne et des cas typiques d'énergie photovolta?que au Japon, la sixième édition du plan de base de l'énergie au Japon divise 36 à 38% des énergies renouvelables en 14 à 16% d'énergie solaire, 5% d'énergie éolienne et 11% d'énergie hydraulique, ce qui n'est pas déraisonnable. Il ressort de ce rapport que le Japon considère l'énergie solaire comme la ? principale force ? des énergies renouvelables.



2. Accro?tre l & apos; efficacité énergétique de la production d & apos; énergie solaire photovolta?que en s & apos; appuyant sur la science et la technologie.



Selon la plate - forme chinoise d'information sur l'énergie, la capacité installée de production d'énergie solaire photovolta?que au Japon atteindra 61,84 millions de kW d'ici 2019, ce qui ne représente que 7,2% des énergies renouvelables à l'époque, et il y a beaucoup de place pour le développement à l'avenir. Toutefois, la faible efficacité énergétique de l'énergie solaire photovolta?que au Japon et le prix élevé de l'électricité qui en résulte constituent le goulot d'étranglement du développement de l'énergie solaire photovolta?que.



Pour remédier à ce goulot d’étranglement, le Gouvernement japonais a lancé en novembre 2009 le ? système d’achat d’électricité excédentaire pour la production d’énergie solaire? et a mis en ?uvre la ? politique d’achat d’électricité à prix fixe? le 1er juillet 2012 afin d’encourager les entreprises et les particuliers à développer et à utiliser vigoureusement la production d’énergie renouvelable, y compris l’énergie solaire. Ces politiques ont effectivement stimulé les investissements dans le secteur de la production d’électricité à partir de sources d’énergie renouvelables. à la fin de 2018, les installations de production d’électricité à partir de sources d’énergie renouvelables ont augmenté de 46 millions de kW, dont 5,83 millions de kW pour l’énergie solaire photovolta?que résidentielle et 37,22 millions de kW pour l’énergie solaire photovolta?que non résidentielle.



Afin de réduire le prix d’achat de l’énergie solaire photovolta?que, le Gouvernement japonais a lancé un mécanisme d’appel d’offres pour la production d’énergie solaire photovolta?que d’une capacité supérieure à 2 mégawatts en 2017. Par voie d’appel d’offres, l’offre gagnante est tombée de 17,2 ~ 21,0 yens / kWh en novembre 2017 à 10,5 ~ 13,99 yens / kWh en septembre 2019.



Malgré les efforts déployés par les autorités, les entreprises et les citoyens japonais pour développer l'énergie solaire photovolta?que, le co?t de l'énergie solaire photovolta?que est encore beaucoup plus élevé que celui des états - Unis, de la Chine et d'autres pays. Selon l'Agence internationale des énergies renouvelables (IRENA), le co?t de l'énergie solaire photovolta?que au Japon est de 1 kWh / 13,5 yens, soit plus du double de celui de la Chine (5 yens), des états - Unis (6,5 yens) et 80% de plus que celui de la France et de l'Allemagne.



Par conséquent, l'amélioration des conditions d'ensoleillement, la réduction des co?ts et l'amélioration de l'efficacité énergétique sont devenues les principaux problèmes du développement de l'énergie solaire au Japon. Outre l'expansion de l'échelle de la production d'énergie solaire photovolta?que et l'augmentation de son utilisation des terres, il est plus important d'améliorer continuellement l'efficacité énergétique de la production d'énergie solaire photovolta?que par la science et la technologie. à cette fin, les instituts de recherche et les entreprises du Japon s'efforcent de mettre au point des technologies et des dispositifs pour améliorer encore l'efficacité énergétique de la production d'énergie solaire photovolta?que.



L'équipe de recherche du professeur Hiroshi Okada, du Centre de recherche scientifique et technologique de pointe de l'Université de Tokyo, développe des cellules solaires à points quantiques qui utilisent la théorie des points quantiques pour compléter la conversion photoélectrique, selon un article de l'universitaire japonais Fujiwara.



Selon les données scientifiques et technologiques, les cellules solaires à points quantiques sont des cellules photovolta?ques solaires de troisième génération, ainsi que l'une des cellules solaires les plus récentes et les plus avancées. La nanotechnologie et la mécanique quantique sont introduites dans les cellules solaires ordinaires. Par rapport à d'autres matériaux absorbant la lumière, les points quantiques ont un avantage unique: l'effet de taille quantique. En changeant la taille des points quantiques semi - conducteurs, les cellules solaires peuvent absorber la lumière de longueurs d'onde spécifiques, c'est - à - dire que les petits points quantiques absorbent la lumière de longueurs d'onde courtes, tandis que de nombreux points quantiques absorbent la lumière de longueurs d'onde longues, ce qui augmente le coefficient d'absorption et l'efficacité de conversion photoélectrique. Un grand nombre de calculs théoriques et d'études expérimentales montrent que les cellules photovolta?ques solaires à points quantiques (QDs) ont de grandes perspectives de développement dans la conversion de l'énergie solaire à l'avenir.



En outre, une entreprise de capital de risque (MCC quanta) de la ville d'Ichigo, dans la préfecture d'Aichi, au Japon, a mis au point un dispositif qui, lorsqu'il est installé sur des panneaux solaires photovolta?ques existants, peut doubler son efficacité énergétique pour la production d'électricité et est produit en série à la fin d'octobre.



L'appareil utilise également des phénomènes quantiques pour extraire davantage d'électrons produits par la lumière du soleil dans les panneaux photovolta?ques afin d'améliorer l'efficacité énergétique de la conversion photoélectrique. Il a été dit que si l'appareil était largement utilisé, ? il pourrait doubler la production d'électricité sans augmenter l'utilisation des terres et réduire de moitié les co?ts ?.



Au cours de la cop26, les dirigeants ont signé la Convention - cadre de Glasgow sur le climat. La Convention demande aux pays de redoubler d'efforts pour réduire progressivement les centrales électriques qui n'utilisent pas la technologie pour contr?ler les émissions de CO2, de promouvoir la production d'électricité à partir de sources d'énergie renouvelables et d'appeler à la fin des subventions inefficaces aux combustibles fossiles.



Aujourd'hui, la réduction du carbone, l'écologisation et les énergies renouvelables sont devenues une tendance dans le monde. Sous l'impulsion de la tendance, guidée par des objectifs et soutenue par des politiques, tant le Japon que d'autres pays du monde, de plus en plus de ressources afflueront sans cesse dans les domaines de la réduction du carbone, de l'écologisation et des énergies renouvelables, encourageant, soutenant et encourageant davantage de chercheurs et d'entreprises à développer des produits d'énergie renouvelable plus nombreux, de meilleure qualité et plus efficaces pour protéger la terre. Pour le bien de l'humanité.
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