今年4月,日本政府綜合科技創新會議(CSTI)發布了《能源環境技術創新戰略2050》,強調要兼顧日本經濟發展以及全球氣候變化問題,實現到2050年全球溫室氣體排放減半和構建新型能源體系的目標。戰略提出了日本將要重點推進的五大技術創新領域,包括能源系統集成、節能、儲能、可再生能源發電以及碳固定與利用:
一、能源系統集成領域
先進能源集成管理系統:利用大數據分析、人工智能、先進的傳感器和物聯網技術構建一系列智能能源集成管理系統(如HEMS、BEMS和FEMS等),以實現對建筑、交通和家庭用電信息的實時監測、采集和分析,從而實現對用戶用電情況實時性、全局性和系統性遠程調控、優化管理,實現“管理節能”和“綠色用能”。
二、節能領域
創新制造工藝:優化各化工原料現有的制造工藝,或者研發先進的制造技術(如高效的膜分離技術、新催化劑),將化學品制備過程(如反復蒸餾分離、加熱和冷卻)的能耗減少20%-50%。
超輕量耐熱結構材料:開發變革性的輕量化結構材料和焊接技術,將汽車重量減少50%以上。研發耐高溫耐腐蝕材料,保證能夠滿足效率達60%以上的燃氣輪機高溫運行環境要求。
三、儲能領域
新一代蓄電池:研發低成本、安全可靠的快速充放電先進蓄電池技術,使其能量密度達到現有鋰離子電池的7倍,同時成本降至十分之一,使得小型電動汽車續航里程達到700公里以上;還可用于儲存可再生能源,實現更大規模的可再生能源并網。
氫燃料制備、存儲和使用:研發先進的制氫、儲氫和氫燃料發電技術,擴大使用范圍,大規模發展氫能供給技術,構建零排放的“氫能社會”。
四、可再生能源發電領域
新一代光伏發電技術:加速研發太陽電池新材料和新結構,將電池光電轉換效率提高至目前水平的2倍以上,降低制造和相關配套設施成本,實現光伏發電成本7日元/千瓦時的目標,推進光伏發電技術普及。
新一代地熱發電技術:開發先進的地熱資源勘探技術(如鉆井、監測等),以及地層環境表征模擬新技術,更好地掌握地層裂縫和流體活動情況,消除地熱資源勘探過程中的潛在風險,實現安全、高效開發地熱資源,促進地熱發電技術發展,將地熱發電的裝機潛力提高2倍以上。
五、二氧化碳固定及有效利用
CO2循環利用技術:開發先進高效的CO2分離、回收、循環利用技術(如碳捕集與封存(CCS)、生物固碳和人工光合作用等),實現碳排放減半的目標。
為了確保順利實現長期目標,戰略提出了強化研發體系的4項舉措,包括:(1)構建完善的研究體制,即政府主導、相關部門協同參與科技政策的制定和研究課題進展的評估審查;(2)共享研究資源,即內閣府和各能源環境相關部門應鼓勵支持各創新單元(大學、國立科研機構和企業)進行研究資源的共享,促進技術的研發;(3)組建產學研聯盟,加強企業、大學和國立科研機構的合作,推進技術創新和實用化進程;(4)加強國際參與和合作,互相學習,優勢互補,共同致力于全球溫室氣體減排。
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