21世紀是「以水為能源的時代」_日經能源環境網

21世紀是「以水為能源的時代」_日經能源環境網:


2012/05/09



【日經BP社報導】《電子測量系統指南2001》(日本電子機械工業會編)中,提出了「煤炭→石油→甲烷」變遷的說法。認為利用煤炭航行的戰艦輸給了利用石油飛行的飛機的第二次世界大戰,象徵著「煤炭→石油」的變遷。但是,二戰終止于原子彈。從這個意義上來說,「石油→核能」就是容易理解的預測。

        但是,人們總是感覺核能性質惡劣。1995年日本新潟縣卷町居民通過投票否決了新建核電站的提議。因此,當時認為新建核電站難以實現,於是又提出了「石油→甲烷」預想。

        但是,正如我們知道的那樣,進入21世紀之後,核能支援者開始反擊。他們的邏輯是,防止全球氣候變暖就要減排二氧化碳,作為減排二氧化碳的王牌就要推進零排放的核電站建設。這不僅是日本的潮流,也是全球的大勢所趨。但這一潮流也因隨2011年3月11日東日本大地震發生的福島第一核電站爐心熔毀,而陷入窘境。並且,日本國內的核電站于2012年5月5日全部停運。

        核能主要替代者自然是甲烷。液化天然氣(LNG,Liquid Natural Gas)的主要成分是甲烷,使用液化天然氣的火力發電是目前電力能源的主要來源。中東的資源開發也是氣田為主角。眾所週知,曾為能源問題所困擾的美國也通過頁巖氣(頁巖層中所含的天然氣)緩解了危機。預料之中的甲烷時代已經到來,不免令人感到傷感。

        本來我所預想的甲烷時代要比現狀更注重迴圈。這一迴圈是:通過太陽能板的電力把水電解成氫和氧,然後使其在燃料電池中發生反應產生電力。這可能會被批評說還不如叫氫時代,但氫難以儲存和輸送。從這點來說,甲烷已經擁有直達城市天然氣使用者住宅的輸送路線。當然,也具備儲存技術。因此,這是甲烷時代。

        現在看來,也可以誇張地稱為「以水為能源的時代」。21世紀是水的時代。之前以為是無窮無盡的水資源出現枯竭,開始出現分佈不均,人們紛紛意識到到控制了水資源就控制了世界。歐亞大陸、非洲大陸和美洲大陸出現沙漠化,同時受到颱風、暴雨、龍捲風和洪水等侵害的地區日趨增加。在日本,比缺水更為嚴重的是氣象異常。今年春天,與颱風相當的低氣壓也相當猖獗。

        在能源問題方面,因二氧化碳增加造成的氣候變暖已不再是將來的事。如今發生的氣象異常是屬於能源問題。日本西面的亞洲各國擁有數十億人口,正在增大能源消費。天氣從西邊開始變化,現在的氣象異常不是暫時的。這種異常正在固定下來,需要做好心理準備。 
  但解決眼前氣象異常的對策是以後的問題。目前正忙於填補核電站停運造成的能源空缺。太陽能、風力、燃料電池、充電電池和生物質OO,很是喧囂。雖然這樣也是可以的,但我們要考慮成本更低、更簡單的解決辦法。那就是「以水為能源的時代」。除了前面提到的電解,還包括利用作為物質的水本身。 

        上文曾提到,代替核電站的燃氣發電目前非常活躍,還有一個主角是抽蓄髮電。這是利用多餘的電力把水汲取上來,必要時進行水力發電的機制。因為已經確立了技術,和將要開發的充電電池相比,成本更低而且可以迅速普及。 

        當然,電力公司運營大規模抽蓄髮電受到場所的限制。但是,從東日本大地震得到的教訓是自立——自己的事情自己解決。在這方面,可以借鏡原來的水塔。 

        發生災害時必須保證水和電力的供應。水塔中有水。而且,這些水全部儲存在高處。如果利用這些水的勢能,也能生成電力。可以說,災害對策設備就是水塔。 

        然而,由於供水時水壓上升及衛生管理問題,水塔和公寓屋頂上的供水箱正逐漸從日本消失。從災害對策來看,這令人感到非常遺憾。在投資高價燃料電池和充電電池之前,或許可以重新考慮一下供水箱和水塔。

        技術人員總是喜歡新事物。不過,受災的民眾和畏懼災害的民眾卻渴望能夠立即生效的低價對策。如果可以重新考慮簡單的水利用,能源問題或許也會取得進展。筆者認為,與利用充電電池吸收風力和太陽能的波動相比,利用供水箱實現均等化的方式更加簡單且有效。這樣一來,或許還會產生一種新的預測,即21世紀的能源是水的時代。 

        利用燃料電池可以製造電力和水,利用垃圾可以製造甲烷和氫,利用水和電力可以生成氫和氧,利用排放的二氧化碳可以製成樹脂產品。「以水為能源的時代」是向真正的循環型社會過渡的轉捩點。(《Tech-On!》特約撰稿人:日本電氣通信大學教授 新誠一)【日經能源環境網】 



■日文原文 
21世紀考 ―4.エネルギー―
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