能源知識庫

摘要

日本內閣府「能源環境創新戰略制定工作小組」於2016年3月24日公布「能源環境創新戰略」草案，挑選溫室氣體削減潛力大的7項創新技術領域，盤點各技術的影響與課題，進行長期(到2050年)戰略開發[1, 2]。

能源系統整合技術：

1. 整合系統技術：不僅是對各別創新技術進行開發和引進，也將透過資通訊技術(ICT)將能源的生產、分配和消費，相互網路化，優化整個系統，包括需量反應。活用人工智慧(AI)、大數據、物聯網(IoT)等。

2. 建構系統的核心技術：(1)次世代電力電子：大幅減少電力損失、創造新系統；(2)創新的傳感器：高耐環境性、超低電力、免維護具有高壽命；(3)多用途超電導：極低溫狀態下電力阻抗為零的技術，應用到馬達、發電機和輸送電力等，大幅降低電力損失。

除能源系統整合技術外，各別領域的7項創新技術，如下：

(節能)

1. 創新的生產製程：不需高溫高壓的製程，創新的材料技術。例如：膜分離技術，化學品製造的分離與精製製程，實現節能；創新的觸媒，與膜分離技術結合，改變反應製程，達到20～50%的節能。

2. 超輕量與耐熱結構材料：材料的輕量化與耐熱化開發，提升能源效率。例如：汽車重量減半、氣渦輪機在1800℃以上仍可穩定使用的耐熱材料。

(儲能)

3. 次世代蓄電池：超越鋰電池極限的創新蓄電池，實現現在成本的1/10、能源密度7倍以上、汽車充電一次可行駛700公里以上的目標。例如：金屬-空氣電池、全固體電池。

4. 氫氣的製造、輸送、儲存及利用：氫氣來自非化石燃料的製造技術、大量且高效率的氫氣輸送與儲存的基礎技術、氫氣發電技術等。

(創能)

5. 次世代太陽光電：結構和材料與現在太陽光電完全不同的技術，實現2倍以上的轉換效率，發電成本目標7日元/度。例如：量子點太陽電池；鈣鈦礦太陽電池，特殊結晶構造，塗佈極簡易，可實現低成化。

6. 次世代地熱發電：目前利用困難的地熱資源開發，擴大地熱發電導入量數倍以上。例如：利用地中的高溫岩體發電、地下深層高溫與高壓水之超臨界地熱發電。

(CCS)

7. CO₂固定化與有效利用(CCU)：將大氣中或排放之CO₂與來自再生能源的氫氣進行化學合成、利用生物質固定CO₂的生質製程、或將CO₂製成化學品的創新製程技術。例如：CO₂創新分離與回收技術，實現分離成本減半，碳捕集與封存(CCS)和CCU的低成本化；人工光合成等CO₂有效利用技術，將大氣中的CO₂或工廠排放之CO₂製成化學品的技術。

「能源環境創新戰略」制定背景

1. 現在全球溫室氣體排放量約500億噸，依據各國提出的國家自定預期貢獻(INDCs)，2030年全球排放總量約570億噸。為實現全球溫升控制在2℃以下的目標，到2050年的溫室氣體排放量必須控制在240億噸，將有300億噸的削減量需要再追加。以目前的科技將無法達成，因此需要開發創新的技術，大幅削減全球溫室氣體排放。

2. 日本安倍首相於2015年11月26日在地球溫暖化對策推進本部，以及2015年11月30日的聯合國氣候變化綱要公約第21屆締約國大會(COP21)中，提出制定「能源環境創新戰略」的指示，找出溫室氣體削減潛力大、有巨大影響(impact)的創新技術，進行中長期的開發。因此，在日本內閣府下成立「能源環境創新戰略制定工作小組」，研擬「能源環境創新戰略」，預計於2016年5月在日本召開的G7高峰會前可以定案。日本政府期待本戰略可提供數10億到100億噸的減量，最大貢獻達300億噸減量的1/3。

評析

日本政府於2013年9月在「環境能源技術革新計畫」中，曾提出有助於短中長期暖化對策的37項技術領域，如表1所示，這些技術的開發均持續進行中。「能源環境創新戰略」則依據這37項技術領域，從2050年的長期觀點來看，挑選有可能大幅削減溫室氣體排放的7項創新技術領域。

日本在2012年的第4次環境基本計畫中，就提出2050年溫室氣體減量80%的目標(若以1990年排放量12.7億噸為基準，2050年排放上限2.54億噸，減量10.16億噸)。為達成此項目標，日本政府評估以現有的傳統技術將很難達成，因此需要儘早挑選出溫室氣體減量潛力大的創新技術，進行長期的戰略開發。

表1、「能源環境創新戰略」和「環境能源技術革新計畫」的重點技術[3]

我國「溫室氣體減量及管理法」設定溫室氣體減量目標：2050年降至2005年排放量50%以下。在未來非核家園的情況下，要達成這項減量目標將是極大的挑戰。因此，日本政府提出「能源環境創新戰略」，挑選溫室氣體削減潛力大的創新技術，進行長期(到2050年)戰略開發的作法，值得我國參考借鏡。

參考資料

[1] エネルギー・環境イノベーション戦略概要（案），エネルギー・環境イノベーション戦略策定ワーキンググループ（第4回）議事，資料1，日本內閣府，2016/3/24。

http://www8.cao.go.jp/cstp/tyousakai/juyoukadai/wg_enekan/4kai/haifu_enekan_04.html

[2] エネルギー・環境イノベーション戦略（案），エネルギー・環境イノベーション戦略策定ワーキンググループ（第4回）議事，資料2，日本內閣府，2016/3/24。

http://www8.cao.go.jp/cstp/tyousakai/juyoukadai/wg_enekan/4kai/haifu_enekan_04.html

[3] 第2回エネルギー・環境イノベーション戦略策定ワーキンググループ事務局説明資料－温室効果ガスの抜本的削減を実現する革新技術について－エネルギー・環境イノベーション戦略策定ワーキンググループ（第2回）議事，日本內閣府，2016/1/26。

http://www8.cao.go.jp/cstp/tyousakai/juyoukadai/wg_enekan/2kai/siryo-1.pdf