日本“终极”能源技术发展状况分析.doc

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1、日本"终极"能源技术发展状况分析日本是继屮、美、俄、印之后的卅界第五大能源消费国。同吋，日本也是能源资源极其I贯乏的国家，一次能源鬥给率极低，96%的能源需要依赖进口。从环保角度看，Et本政府曾于2009年9刀在联合国召开的“气候变动峰会”丄承诺,要在2020年将其温室气体排放量在1990年的基础上减少25%。出于改变能源结构和节能减排的H的，长期以来日本对新能源技术的研究十分重视，先后制定了“阳光计划”、“新阳光计划”、“新能源基本计划”等大规模长期开发计划，并将新能源技术作为国家科技创新的重点领域之一。2011年3月，福岛核事故发生后，日本曾一度关停了全

2、部54座核电站。虽然2012年乂恢复运行了其屮2座，但日本政府出于民众对核电的担心和反对，正在讨论是否要在2030年前后关停所有核电站11］。面对今后严峻的电力供应形势，日本持续加大开发力度，意图在新能源及高效能源转换技术的研究领域出现重大突破。日本近期在一些新能源科研方面取得了一定进展，在某种程度上代表了今后新（工程科技论文发表一论文发表向导网江编辑加扣二三三五一六二五九七）能源技术发展的方向，值得借鉴。日本认为，要想“一劳永逸”地解决能源问题，首先要在光伏电池、超导送电储能、海流发电、热泵应用等四大关键技术领域取得重大成果，使其成为21卅:纪日本的“终极

3、”能源技术。现将日本在此四大能源技术方而的开发现状汇总如下，供有关方而参考。1光伏电池据H本专家测算，太阳光每秒钟照射到地球所产生的能量约为42万亿千卡。除了一部分被反射到宇宙空间之外，剩下的部分仍相当于6000万座100万kW的核电反应堆同吋运行。如果将这些光能全部转化为电力，则一个小吋的发电量足够全人类一年使用口。1・1开发现状截至H前，日本的能源结构屮太阳能仅占0.2%左右。迫于严峻的能源形势，E1本既有的大型光伏设备企业正在加紧研发，以提高太阳能电池的发电效率，一些新进入者也在千方百计开发新的太阳能电池技术和应用方式。京瓷和松下是H本在品硅电池方而技

4、术最为先进的企业。京瓷公司于近期开始量产业界最高水平的多晶硅电池片，其光电转换效率达到17.8%；松下公司将于今年推出采用新材料、新结构的电池组件，转换效率可高达24%。1.2开发下一代光伏电池技术单晶硅及多晶硅太阳能屯池具有光屯转换效率高、产詁使用寿命长等优点，同时，也存在着前期生产能耗多、原材料成本高、价格波动大等缺点。受，安装场地的制约，普通的晶硅屯池无法解决大面积普及应用问题。为应对这些矛盾，H本加大了基础研究力度，重点开发下一代光伏电池技术。1.2.1“量子点”技术东京大学教授荒川I泰彦与夏普公司正在进行雄心勃勃的合作研究。他计划应用（工程科技论文

5、发表一论文发表向导网江编辑加扌II二三三五一六二五九七）全新的“量子点”技术，将新型太阳能电池的转换效率提高到H前的3倍以E。通过计算机的演算，荒川T认为，太阳能电池片的光电转换效率钾论上可以达到75%,保守估计最终实用转换效率也可达60%左右。H前，这种电池片己完成设计并制订了10年开发计划，即从2013年开始，用5年时间将转换效率从H前提高到30%,再用5年时间提高到60%I]Io太阳Et酸、尔京电子等业界知名公司也将加入这一研发计划。H前，H本光伏发电的成本大约为每度电30E1几，远远高于每度不到10口元的火屯及核屯。E述开发口标如果最终能得以实现，届

6、时，光伏发电的成本将比肩火电及核电。那么，从普通类型的发电方式就很容易过渡到光伏发电。不过，荒川T教授的“量子点”技术仅代表H本下一代光伏电池的一个发展方向。1.2.2色素增感型太阳能电池染料皱化屯池，也称为“色素增感型”光伏电池。这种电池的原理是，将附着在二氧化钛（Ti0）粒子的色素浸泡在电解液屮，色素受到光线照射，后生成自由电子和空穴。被Ti0吸收的自由电子从电极流，进入外电路经过用电器后流入电解液，最终回到色素。这种电池以利用不同的色素，决定接受哪一种波长的光线例如，置于室内的这种电池，除了可利用窗户透进来的自然光，还可利用荧光灯和LED等光源。普通（

7、工程科技论文发表一论文发表向导网江编辑加扑I二三三五一六二五九七）住宅或办公室内的光照强度约为500流明，在这样的光线条件下，H前这种电池的转换率约为10%。色素增感型太阳能电池常规太阳能电池相比，具有如下优势：(1)丁艺简单色素增感型太阳能电池，制造过程屮不需耍真空一T艺，在普通大气环境下以简单的设备即可生产。与硅晶太阳能电池相比，成本仅相当于其1/10~1/5o(2)能够着色或实现透明普通的太阳能电池千篇一律使用黑色玻璃，而色素增感型电池使用的色素有多种选择，使Z可以选择不同颜色，通过控制涂布次数而制造浓淡效果，即，既可以给电池上色，也可实现透明加T,更

8、方便产品设计。比如，索尼公司已经开发同彩色玻璃一样的