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06-17
改善日照条件、降低成本、提高能源效率已成为日本太阳能光伏发展的关键问题。
除了扩大太阳能光伏发电规模、增加土地利用外，更重要的是依靠科技力量不断提高太阳能光伏发电的能源效率。
为此，日本科研机构和企业正在致力于开发技术和装置，进一步提高太阳能光伏发电的能源效率。
11月13日，第26届缔约方大会（COP26）在英国格拉斯哥闭幕。
会议就“《巴黎协定》”实施细则等核心问题达成共识，标志着世界各国开启了全面应对气候变化的新征程。
日本首相岸田文雄11月1日中国大选后第二天赶赴英国出席COP26世界领导人峰会并发表讲话，重申前首相菅义伟4月在美国主办的领导人气候峰会上的表态22、日本2018年公布的减排目标：到2020年温室气体排放量同比减少46%，力争挑战50%的更高水平，年内实现碳中和。
日本要实现这一承诺，加大电力行业减排力度至关重要。
据日本经济产业省今年1月发布的《年碳中和绿色增长战略》显示，电力行业仍严重依赖传统燃煤和燃气发电，二氧化碳排放量占比37%，位居第一在所有行业中。
因此，在COP26会议期间，日本授予了全球环境组织“气候行动网络”颁发的“石化奖”。
为解决减排这一关键问题，按时实现减排目标，日本政府10月22日宣布，第六版《能源基本计划》首次提出发展可再生能源“重中之重”，并提出，今年可再生能源发电比重将达到36%至38%，明显高于2016年公布的第五版规划中提出的22%至24%的目标。
2016年，日本可再生能源占比仅为18%，需要加倍努力才能完成承诺的减排目标。
1、以太阳能作为可再生能源的“主力军”。
可再生能源发电主要包括水能、风能和太阳能。
我们先来看看水力发电。
由于日本燃料资源匮乏，水力发电成为其当地主要的发电资源。
过去一段时期，日本积极开发水电，每年水电占比超过50%。
后来，由于进口石油价格低廉，国家转而积极发展火电。
加之20世纪70年代大力发展核电，水电占比逐年下降，2018年仅占6%。
在废弃水电的基础上复兴水电对日本来说未必是明智选择。
此外，自然灾害和气候变化引发的次生灾害也是考虑发展水电利弊时不可忽视的因素。
例如，今年夏天巴西遭遇91年来最严重的干旱，给水电敲响了警钟。
巴西可再生能源发电总装机容量居南美洲国家之首，其中水电占76.8%。
据报道，干旱导致巴西水电站蓄水严重不足。
许多水电站无法满额发电，进而引发电价上涨，迫使巴西政府采取提高天然气等能源价格、限电等措施。
巴西的干旱及其引发的水电危机再次加剧了世界对气候变化的恐惧，促使各国重新审视水电作为可再生能源发电的利弊，日本或许也可以借鉴。
风力发电也面临气候变化的风险。
风电是欧洲国家发展可再生能源发电以实现减排目标的重要选择之一。
然而，今年夏季以来欧洲风量减弱，导致欧洲风电遭受打击。
受“风灾”影响，今年夏季欧盟风电总量较去年减少7%，其中西班牙是“重灾区”。
西班牙被誉为“脱碳先进国家”。
在其电能结构中，风电占比较大，达到20%。
受本次“台风灾害”影响，9月份风力发电量较去年同期下降20%。
由于灾害造成的电力减少需要通过天然气火电来弥补，而天然气火电仅占30%，这导致西班牙天然气价格和电价大幅上涨。
9月份国内电价同比上涨35%。
西班牙“台风灾害”及其次生灾害深深影响了欧洲，一定程度上助长了欧洲能源危机。
人们普遍认为，阳光也会受到气候变化的影响。
当冬季光照减弱时，太阳能光伏发电量也会相应减少。
例如，日本去年12月至今年1月电力供应紧张，原因被指为“光伏发电减少”。
然而，日本经济产业省的实证结果显示，太阳光（对光伏发电）的影响几乎可以忽略不计，主要是由于旱季水力发电的减少。
因此，太阳能光伏发电受气候变化的影响比我们想象的要小得多。
针对上述巴西水电、西班牙风电、日本光伏等典型案例，日本第6版《能源基本计划》将可再生能源36%~38%的比例划分为：太阳能14%~16%、风能能源5%，水可达11%。
这个比例并非没有道理。
从这个比例可以看出，日本已将太阳能确定为可再生能源的“主力军”。
2、依靠科技力量，提高太阳能光伏发电能源效率。
据中国能源信息平台统计，截至2006年，日本太阳能光伏发电装机容量达到1万千瓦，仅占当时可再生能源的7.2%。
未来还有很大的发展空间。
然而，日本太阳能光伏发电的能源效率较低以及由此带来的高电价是阻碍太阳能光伏发电发展的瓶颈。
为了解决这一瓶颈问题，日本政府于2018年11月启动了“太阳能发电剩余电力购买制度”，并于2019年7月1日开始实施“固定电价购买政策”，鼓励企业和民间团体购买太阳能发电剩余电力。
大力开发和利用太阳能等可再生能源发电。
这些政策有效促进了可再生能源发电领域的投资。
截至年末，可再生能源发电装机新增1万千瓦，其中户用太阳能光伏新增1万千瓦，非户用太阳能光伏新增1万千瓦。
为了降低太阳能光伏发电的收购价格，日本政府开始对2兆以上容量的太阳能光伏发电实行竞价机制。
通过招标，中标价格从今年11月的17.2～21.0日元/kWh下降到今年9月的10.5～13.99日元/kWh。
尽管日本官方、企业和民众为发展太阳能光伏发电做出了一系列努力，但太阳能光伏发电成本仍明显高于美国、中国等国家。
据国际可再生??能源机构（IRENA）统计，日本太阳能光伏发电成本为1千瓦时/13.5日元，是中国（5日元）和美国（6.5日元）的两倍多，高于法国和日本。
德国高出 80%。
因此，改善光照条件、降低成本、提高能源效率已成为日本太阳能光伏发展的关键问题。
除了扩大太阳能光伏发电规模、增加土地利用外，更重要的是依靠科技力量不断提高太阳能光伏发电的能源效率。
为此，日本科研机构和企业正在致力于开发技术和装置，进一步提高太阳能光伏发电的能源效率。
据日本学者富士和彦撰写的文章称，东京大学先进科学技术研究中心冈田下隆教授的研究小组正在开发利用量子点理论完成光电转换的“量子点太阳能电池”。
据科技资料显示，量子点太阳能电池是第三代太阳能光伏电池，也是最新、最前沿的太阳能电池之一。
纳米技术和量子力学理论被引入普通太阳能电池。
与其他吸光材料相比，量子点具有独特的优势：量子尺寸效应。
通过改变半导体量子点的尺寸，太阳能电池可以吸收特定波长的光，即小量子点吸收短波长光，而大量子点吸收长波长光，增??加吸收系数，提高光电转换效率。
大量的理论计算和实验研究表明，量子点太阳能光伏电池在未来太阳能转换中显示出巨大的发展前景。
此外，日本爱知县一宫市的风险投资公司（MCCQUANTA）开发出一种装置，可安装在现有太阳能光伏板上，使其发电效率提高2倍，并于10月下旬投入量产。
。
该装置还利用量子现象提取更多太阳光在光伏板上产生的电子，以提高光电转换的能量效率。
据称，如果这一装置得到广泛应用，“即使不增加土地，也能将发电量提高两倍，成本降低一半”。
在 COP26 期间，与会领导人签署了《格拉斯哥气候公约》。
该公约要求各国加紧努力，逐步淘汰不采用控制二氧化碳排放技术的发电厂，促进可再生能源发电，并呼吁结束低效的化石燃料补贴。
当今世界，减碳、绿色、可再生已成为趋势。
在趋势的推动下，在目标的引导下，在政策的支持下，日本和世界各国都将拥有越来越多的资源。
我们将倾力投入减碳、绿色和可再生能源领域，鼓励、支持和推动更多科研人员和企业开发出更多、更好、更高效的可再生能源产品，保护地球、造福人类。
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