No012 专题:日本的自然能源
科学家访谈

电源系统重新设计的建议,
从地震恢复中获得对未来的认识

2016.10.31

田地一之
(东北大学环境科学研究生院教授、院长,东北重建下一代能源研究开发机构代表)

东日本大地震导致日本全国电力供应中断,受灾地区人民尤其受到不便。然而,我们正在努力吸取这一痛苦的经验,开发即使在紧急情况下也能可靠地利用能源的新技术,并将其应用于社会。这项工作的核心是文部科学省牵头的“东北重建下一代能源研究开发项目”。其目的是在能源供应意识不断提高的东北地区迅速尝试创新技术,并向日本和世界传播结果,希望为经济复苏做出贡献。我们向负责该项目的东北大学环境科学研究生院教授太郎一之询问了该项目的目的和结果。

(采访/文/伊藤元明)

重新考虑优先考虑成本的技术选择

── 听说您正在从能源相关技术创新的角度致力于东北地区的重建。为什么能源相关技术的发展会带来复苏?

如果我们正常消耗的能源被切断,我们的日常生活和社会活动就会停止。当东日本大地震发生时,日本各地的人们实际上都经历了他们认为自己头脑中知道的事情。尤其是灾区人民,无法获得生存所需的能源,深受其害。我认为,每个地方政府在致力于城市恢复发展的同时,自然希望建立一个即使在紧急情况下也能稳定确保足够能源生存的系统。

地震后我意识到什么是真正重要的技术

── 地震发生之前,人们就从保护地球环境的角度谈论能源相关技术的重要性。地震前后能源相关技术发展方向是否有差异?

地震前,降低成本是发电、输电、蓄电、节能相关技术发展的首要任务。重要的是技术能够让我们毫不犹豫地消耗尽可能多的能源。不管技术有多好,如果提高了能源使用成本,就永远无法投入实际应用。

例如,常用作手机电源的锂离子二次电池,作为可以储存电力供家庭、办公室、工厂等使用的电池,具有极其优异的特性。然而,在地震之前,很难想象锂离子二次电池会普及到普通家庭中用于储存电力。我认为铅酸电池不适合与太阳能发电系统一起存储,但由于价格便宜而被使用。

── 诚然,在没有深入思考的情况下,我认为铅酸电池是储存大量电力的明显选择。

地震之后,当我们经历了无法自由使用能源的生活时,我们选择技术的价值观彻底改变了。我们现在有能力正确评估确保能源稳定供应所需技术的价值,这对我们的日常生活至关重要。因此,基于锂离子二次电池的电力存储设备已被广泛采用,该电力存储设备易于使用并且可以在任何时候和紧急情况下确保能量。此外,电动汽车现在还配备了应急插座。

看到世界上的这些趋势,文部科学省想到通过开发能源技术来支持重建。将我们日常使用的能源相关系统改为其他系统需要地方政府、企业和消费者的理解和同意。无论可再生能源在应对全球变暖方面多么有效,无论电网多么高效,除非得到理解和认可,否则就无法引入。由于地震,人们对确保稳定能源供应问题的认识有所提高,我们决定在东北迅速建立一个日本和世界其他地区都渴望的能源系统。

我无法更改它,因为它显然可以使用

── 我相信任何与能源相关的技术的发展都是为了改善人们的生活和社会活动。这样的技术在社会上实施真的那么难吗?

能源是我们日常生活中理所当然的东西,这就是为什么很难将其改变为不同的技术。在许多情况下,我们甚至无法尝试技术开发,更不用说在社会中实施它,因为我们不希望它干扰日常生活或社会活动。运营商和用户都不想冒险引入新技术。从自然界提取的能源,如太阳能、风能、波浪能和地热能,受到更严格的审查,因为它涉及租赁已经用于各种目的的空间。

例如,在我们的“东北重建下一代能源研究开发项目”中,我们正在进行波浪发电的示范实验。在这个项目之前,人们有一种根深蒂固的观念,认为利用海洋这个公共场所和渔业的重要场所来发电是不可想象的,甚至不可能进行实验。温泉地区的地热发电情况也类似。

但是,地震发生后,地方政府的理解和支持增加了,事情发生了变化,他们说:“请使用它。”这不仅仅是可再生能源。例如,仙台市正在考虑利用新能源产业作为复苏的催化剂。在污水处理厂改造时,他们捐赠了该设施,作为利用污水中的营养物质培育微藻并利用微藻产生的油作为能源的试验场。

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