浅谈日本电能的开发与利用本科论文.docx
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浅谈日本电能的开发与利用本科论文
中国某某信息学校
学生毕业设计（论文）
题目：
浅谈日本电能的开发与利用
姓名：
0000
班级、学号：
0000班、00号
系（部）：
经济管理系
专业：
应用日语
指导教师：
00
开题时间：
2009-06-05
完成时间：
2009-11-14
2009年11月14日
目录
毕业设计任务书…………………………………………………1
毕业设计成绩评定表……………………………………………2
答辩申请书……………………………………………………3-5
正文……………………………………………………………6-20
答辩委员会表决意见……………………………………………21
答辩过程记录表…………………………………………………22
课题浅谈日本电能的开发与利用
一、课题（论文）提纲
0.引言
1.日本的主要能源
1.1能源的定义
1.1.1一次能源
1.1.2二次能源
1.2日本的主要能源
1.3电能在日本能源中的地位
2.电能在日本的开发与利用
2.1日本的主要电能类型与开发
2.1.1核能发电
2.1.2太阳能的利用
2.1.3其它新能源的开发与利用
2.2日本电能的发展趋势
2.2.1太阳能发电的发展趋势
2.2.2核电能的发展趋势
3日本发展电能的优点与缺点
3.1日本依靠新能源发电的优点
3.2日本依靠新能源发电的缺点
3.3个人对日本电能发展的感想
二、内容摘要
日本是世界上能源最缺乏的国家之一，几乎所有的石油，天然气和煤炭等都依赖进口，其中，石油的进口率为99.7%，天然气的进口率为96.6%，煤炭的进口率为97.7%。
因此能源自给率仅为4%。
由于这些天然能源在日本几乎为零，日本也是世界上最重视节约能源和开发新能源且最有成效的国家之一。
所以要说到日本的主要国产能源要数那些在所有消耗能源中占有量并不大的新能源，太阳能,风能,水能,生物能等。
值得注意的是，日本能源电力化是最突出的部分，日本把各类能源变换为电力的比率在世界发达国家中是最高的。
接下来将主要讲述日本的电能。
三、参考文献
[1]
[2].XX百科
[3]陈晖国外新能源和节能政策及其启示．2007.0518
[4]《现代日本经济》1988年06期.日本的能源现状.苏真.
[5]中国经济网．耗能大国日本新能源战略分析及对我国的启示20070621
浅谈日本电能的开发与利用
000
中文摘要：
日本是世界上能源最缺乏的国家之一，几乎所有的石油，天然气和煤炭等都依赖进口，其中，石油的进口率为99.7%，天然气的进口率为96.6%，煤炭的进口率为97.7%。
因此能源自给率仅为4%。
由于这些天然能源在日本几乎为零，日本也是世界上最重视节约能源和开发新能源且最有成效的国家之一。
所以要说到日本的主要国产能源要数那些在所有消耗能源中占有量并不大的新能源，太阳能,风能,水能,生物能等。
值得注意的是，日本能源电力化是最突出的部分，日本把各类能源变换为电力的比率在世界发达国家中是最高的。
接下来将主要讲述日本的电能。
关键词：
日本能源；新能源；电能
0.引言
日落朝夕，万物生长，人类在这个名叫地球的蓝色星球上不断繁衍，生长。
要是能够站在宇宙的某个角落观望整个地球，地球一定是闪烁着神秘的蓝色光晕。
恰似一团蓝色的能量隐隐运转。
地球就是一个蕴含着巨大能量的星体。
对居住在这个充满能量的地球上的人类来讲，每天的生活无不关系到能源。
能源是人类活动的物质基础。
在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。
1日本的主要能源
1.1能源的定义
对于能源，《科学技术百科全书》说：
“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：
“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”；《日本大百科全书》说：
“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”；我国的《能源百科全书》说：
“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。
”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。
我们把能源这样进行分类：
1.1.1一次能源。
（1）可再生资源：
风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能。
（2）不可再生资源：
煤、石油和天然气。
1.1.2二次能源。
电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等。
众所周之，随着人类不断开采煤，石油和天然气，地球上的不可再生资源走向枯竭的那天已经开始倒数计时。
根据世界能源权威机构的分析，世界已探明的主要矿物燃料储量和开采量不容世人乐观。
石油剩余可采年限仅有41年，其年占世界能源总消耗量的40.5%；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世界能源总消耗量的24.10%；煤炭剩余可采年限230年，其年占世界能源总消耗量的25.2%新能源的道路上是必然的。
开发和利用那些能够满足人类走可持续发展的道路的新能源，成了人类的一项挑战。
很快人们就把目光聚焦在了身边的可再生能源，风能、太阳能、地热、生物质发电…这些新能源都成为替代传统一次性能源的新目标。
在人们开发和利用新能源的道路上，有一个国家，日本，走进了人们的视野。
1.2日本的主要能源
日本是世界上能源最缺乏的国家之一，几乎所有的石油，天然气和煤炭等都依赖进口，其中，石油的进口率为99.7%，天然气的进口率为96.6%，煤炭的进口率为97.7%。
因此能源自给率仅为4%。
由于这些天然能源在日本几乎为零，日本也是世界上最重视节约能源和开发新能源且最有成效的国家之一。
所以要说到日本的主要国产能源要数那些在所有消耗能源中占有量并不大的新能源，太阳能,风能,水能,生物能等。
值得注意的是，日本能源电力化是最突出的部分，日本把各类能源变换为电力的比率在世界发达国家中是最高的。
接下来将主要讲述日本的电能。
1.3电能在日本能源中的地位。
日本是把各种能源转化成电能最突出的国家之一，电能的运用在日本无所不在，居民生活各种家电的用电，工业生产的用电等。
由于日本为了极力摆脱对进口石油和煤等这些能源的依赖，执着地开发新能源，并且已经取得巨大成就的今天。
如核能，太阳能发电，风力发电，废弃物发电等。
再利用电能减少了石油，煤炭，天然气的消耗，从而摆脱依赖进口。
同时，日本把能源电化的比例很大，甚至可以夸张的说，日本恨不得把所有需要消耗不可再生资源的东西，都用他们潜心开发的新能源来取代，而电能，就是日本的主要生力军，发展到什么时候，连汽车也不用耗油了，用电取代，工业生产也不再用煤，天然气了，用电取代，家庭用电自不必说，看看日本的电器化发展程度就可想而知。
因此，若是利用可再生资源来发展的电能，而随着时间的推移，随着科学技术的发展，电能取代石油，煤炭，天然气等不可再生资源，是有可能的，日本人也一直朝着这个方向努力。
所以，电能在日本能源中的地位，会随着时间逐渐提高到一个不可取代的地位。
2电能在日本的开发与利用
由于日本先天自然能源不足，但又身为煤和液化天然气的第一大进口国，三大石油进口国，第三大石油消费国，第二大能源进口国，第四大能源消费国。
日本人可谓想尽办法利用一切可利用的自产能源，以此来弥补因自然资源不足而造成的对进口能源的依赖。
日本的电能就是一个很典型的例子。
开发核电、太阳能等替代能源，走能源多元化之路，从而尽量降低石油在能源消费结构中的比例。
例如，日本的核电已达到该国电力供应总量的35％，成为世界第三大核能利用大国。
2.1电能的主要类型与开发
在日本，电能的主要来源是靠核能、太阳能发电、太阳热利用、风力发电、生物质能源（包括能热利用、生物质能发电和生物质能燃料制造）、废弃物热利用（包括废弃物发电和废弃物燃料制造）、清洁能汽车（如甲醇汽车）、地热发电、天然气混合循环发电、燃料电池、温度差能源、冰雪热利用等。
2.1.1核能发电
日本于20世纪60年代中期就开始利用核能。
特别是经过两次石油危机之后，为了增加能源的自给率，日本便大力开发核能，陆续在全国建立了多家核电站。
目前全日本共建有核电站54座，总装机容量为4712.2万kW，是世界第三核能大国，核能占能源供给总量的35%，核能电化率近40%。
日本开发核能主要关注两个问题，一是核燃料的供应问题，二是开发安全问题。
日本核燃料全部依赖进口。
众所周知，由于核燃料的特殊性能及其提炼的高难度，国际上对核燃料的开发利用有许多严格的限定，严格限制其使用范围。
除了支付巨额经济成本，还要向本国国民和世界做出政治承诺，保证其用途。
日本在这方面一直坚守诺言，潜心钻研核能开发，并取得巨大发展，对本国经济的持续发展，提高本国能源的自给率起到了很大的推动作用。
在核能开发的安全问题上，日本将最大限度地发挥政府在能源安全中的指导作用，加大对能源安全的投人。
2.1.2太阳能的利用
（1）太阳能发电
日本认为，地表每1平方米的土地具有1千瓦的太阳能电量。
利用太阳能发电是容易取得清洁能源，同时又不会污染环境，不论是从能源安全角度还是环境保护角度都应该大力开发。
因此，日本从1974年以后分别推出了“阳光计划”及“新阳光计划”，并取得了举世瞩目的成绩。
1997一2004年，日本的太阳能普及始终保持着90％的增长率。
日本鼓励和支持太阳能发电，实施住宅太阳能发电系统补助计划，以及电力公司净电表计量法，以鼓励民众使用太阳能发电系统。
日本对住宅用太阳发电系统进行补贴，补贴标准为设备及其他费用的1/2到1/3，约合1000美元/千瓦。
另外，太阳能发电系统用户与所有者可与电力公司签订契约，将系统剩余电量卖给电力公司。
据统计1994年至2000年，补助费用支出7亿多美元。
在研究超高效太阳能电池方面，日本已经能够做到在锗和硅片上形成结晶，并使每1平方厘米单晶上的能量转换率分别达到约31％和18%，居世界领先水平。
根据日本太阳能发电实行的递减补助政策，到2004年已将补助金额调降50%，但是申请补助的系统用户并未减少。
在日本，太阳能发电市场已初具规模，实现商业化应用的目标已为期不远。
2004年，日本太阳能发电容量约为320万千瓦，到2010年预计可达到4800万千瓦，增长15倍。
目前，日本太阳发电居全球第一。
（2）太阳热利
太阳热利用最早可以追溯到让阳光照进室内取暖，后来出现的是太阳能热水器，现在我们所说的太阳热利用是利用太阳光的热量进行自然循环型乃至高性能的强制循环型太阳热系统，用途包括热水器、暖气和冷气等。
如经过1980年的第二次石油危机后，1981年，日本的太阳能热水器当年卖出了约80万台，到2003年末累计卖出了641万台。
目前，日本太阳热利用系统超过400万套，但被废弃的数量超过新增的数量，主要原因在于太阳热利用系统成本过高。
而随着科技进步，将有助于增加太阳热利用系统的使用。
发展方向是太阳热利用系统取代屋顶建材，或者与太阳光电系统混合利用。
现在的太阳热系统，主要包括将太阳热能集中在一起的集热器、将集到的热量长时间储蓄起来的蓄热槽、热损失少、效率高的热输送系统、热变换器及断热材料等。
2.1.3其他新能源的开发利用
（1）风力发电
日本的风力发电也是从1974年的“阳光计划”开始发展起来的，1981一1986年在日本三宅岛进行了100千瓦级风力发电项目的研究，1990年到1998年进行了大型风力发电系统的技术开发，1999年开始全面推广了风力发电系统的技术开发成果。
日本的风力发电量与世界排名第一的德国和世界排名第二的美国还存在一定差距，为大力推进风力发电，日本从1997年起开始借助一些民间团体的力量进行“促进地区新能源开发事业”的支援行动。
现在，日本的风能发电几乎随处可见，山形县立川11台风车发电量是叮内消费电力的60％。
据统计，日本2002年风力发电装机容量为46万千瓦，2003年上升到73万千瓦，2004年达到100万千瓦，并计划到2010年增加到200万千瓦。
日本对风电设备给予补助，剩余风电可卖给电力公司，这是近年来日本风电急剧增加的原因。
随着大型风场建设的增加，日本风电建设成本已下降至850美元/千瓦左右。
（2）废弃物发电
废弃物发电，即废弃物燃烧所产生的高温燃烧气体在锅炉中变成蒸气，利用蒸气涡轮带动发电机进行发电的系统。
其优点有三：
一是避免了传统发电所产生的CO等有害气体，不造成环境污染；二是属于新能源中稳定可持续供给的安全能源；三是发电规模小，是可分散在各电力需求地的分散型电力能源。
废弃物一般分为以城市垃圾为主的一般废弃物和工厂等排出的产业废弃物两类。
2003年末日本废弃物发电利用情况是，一般废弃物发电厂257家，发电总装机容量134.9万千瓦；产业废弃物发电厂65家（造纸业除外），发电总装机容量155.3万千瓦。
是1995一2003年日本废弃物发电量发展变化情况，从中可以看出日本在废弃物发电方面所取得的进展。
目前东京正在准备建设国内最大的垃圾发电厂，设计垃圾处理能力每天为110吨，相当于73万人排出的垃圾量，可供2420户用电。
日本2010年废弃物发电的导入目标是417万千瓦。
（3）生物质能发电
生物质能通常包括以下几个方面：
一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物、草根纤维等；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。
生物质能作为新能源的概念是基于2001年6月日本综合资源能源调查会新能源部的报告，于2002年1月正式被确立，2002年3月在“地球温暖化对策推进大纲”中作为新能源的导人目标之一，在2002年5月又将推进利用生物质能正式写人《促进电器事业者利用新能源等的特别措施法》，使开发生物质能具备了法律依据。
日本2003年4月投资2.2亿日元在岩手县建成了第一座牛粪发电厂，为300多家奶牛农户提供电力。
2006年3月，日本对“生物质能源综合战略”进行了修改，主要是要加速运输部门的生物质燃料利用，并通过政策调整强化各个领域的具体落实。
目前，经过完善的‘旧本生物质能源综合战略”进一步明确了下一步的具体目标和主要宗旨，即全部废弃物的生物质利用在2010年要达到80%，未利用生物质的利用率达到25％。
日本的目标是在2010年开发的生物质能换算成原油相当于101万千升，生物质能发电达到33万千瓦。
（4）地热发电
日本是由火山构成的国家之一，地热资源丰富。
在日本，地热资源的调查始于1950年，第一座地热站于1966年开始运转。
到2000年，共有16个地热发电厂，总装机容量为500万千瓦，占日本总发电装机容量的0.2%，年发电量约34亿干瓦小时，占日本总发电量的0.3%。
日本的地热发电容量占全世界比例为6%。
（5）燃料电池
在日本的新产业创造战略中，燃料电池被置于举足轻重的地位。
日本发展燃料电池，基本上由政府的计划导向，纳人“阳光计划”，于1981年开始启动。
开始时是基础研究，目前已涵盖4种燃料电池，即PAFC、MCFC、固体氧化物燃料电池（SOFC）和聚合物电解质燃料电池（PEFC）。
除了PAFC已进人电站阶段并实现商业化以外，其余尚在试验阶段。
燃料电池属于清洁能源，发电时主要生成物是水，不会污染环境，具备5项主要优点。
至2000年，日本磷酸型燃料电池电站69座，发电装机为11.6兆瓦。
其中连续运转超过5000小时以上的有27座。
燃料电池在技术上和可靠性上已达到或接近实用的水平，但相对成本过高。
专家预计只有燃料电池成本下降至2000美元/千瓦，才有可能与商用电力竞争。
为发展燃料电池，2001年日本经济产业省提出了指导氢能和燃料电池技术发展的国家行动纲领，并明确了燃料电池实用化的目标。
日本计划投资110亿美元组织研发，计划到2010年使燃料电池总装机容量达到220万千瓦，到2030年建成8500个加氢站，燃料电池汽车达到1500万辆，占汽车拥有量的20%。
（6）洁净能源车
日本一直在致力于开发清洁能汽车以代替传统的汽油、柴油发动机汽车，如甲醇汽车、太阳能汽车和混合动力汽车等，目前都属于试验阶段，尚未全面推广。
2000年底，共有清洁能源车6.2万辆，其中电动车3800辆，混和车5万辆，天然气车7800辆，甲醇车1304辆。
燃料供应设施中，有54处充电站，556处天然气加气站，38处甲醇添加站。
预计到2010年，洁净能源车将达到348万辆，比2000年增长50多倍
混合动力车属于电动汽车，采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电能两套系统驱动汽车。
混合动力系统的最大特点是油、电发动机的互补工作模式。
在起步或低速行驶时，车辆仅依靠电力驱动，此时汽油发动机关闭，车辆的燃油消耗量是零；当车辆行驶速度升高（一般达40公里／小时以上）或者需要紧急加速时，汽油发动机和电机同时启动并开始输出动力；在车辆制动时，混合动力系统能将动能转化为电能，并储存在蓄电池中以备下次低速行驶时使用。
由于交通堵塞严重，日本十分重视对混合动力技术的开发，目前其技术水平已领先于欧美，日本的丰田、本田等公司已经垄断了混合动力车的世界市场，每升燃料的行驶里程是欧美车的2一3倍。
2005年日本马自达在全球首次将太阳能电池应用于汽车，在天窗上装有太阳能电池。
在玻璃车顶后部和后掀门下部配备了“透光太阳能系统”。
日本政府最近制定的有关发展规划表明，2010年将有5万辆燃料电池车在日本国内行驶。
日本还宣布，要将双动力引擎汽车和燃料电池汽车的数量从目前的60万辆增至2010年的1000万辆。
日本在上述各种新能源开发方面取得成就同时，想方设法地开发多种其他新型能源，以更新传统能源结构。
比如二甲醚的开发和利用、利用浪力及潮流发电、冰雪能源的开发和利用、利用海洋温差进行发电等等，日本在利用自然资源开发能源方面，取得了许多创造性技术成果。
2.2日本电能的发展趋势
随着核电和太阳能发电，风力发电等的发展与壮大，电能的供应将逐步被这些取之不竭的新能源所取代，日本的电能在某一天会成为日本的主要自产能源，在满足自给的同时，从能源进口大国变成能源出口大国也是有可能的。
而日本今后主要供电将依靠核能和太阳能。
2.2.1太阳能发电的发展趋势
据法新社11月9日报道，日本无人太空实验自由飞行物研究所（InstituteforUnmannedSpaceExperimentFreeFlyer）日前表示，日本将在2030年前在太空建造太阳能发电站，通过激光束和微波将电能传送回地球，实现日本清洁能源无限化的梦想。
日本政府已经挑选了一些公司，组建了一个研究小组，投入数十亿美元，希望在20年内实现太空太阳能发电的梦想。
太阳能电池能够储存太阳能，并且太空中的太阳能要比地球上至少强五倍，日本将利用激光束或者微波将吸收的太阳能送入地球。
无人太空实验自由飞行物研究所发言人说，地面上将树立起巨大的天线，很可能选址在海上或者水库堤坝上。
日本研究人员的目标是建立一个发电量十亿瓦特的系统，相当于一个中型核电站，但它生产每千瓦电量的成本只有8美分，比目前的成本便宜六倍。
这个计划被分成多个阶段，到2030年全部完成。
日本无人太空实验自由飞行物研究所的一位研究员说，在未来几年内，日本将利用本国自主研发的火箭将一颗卫星送入近地轨道，测试利用微波传送能量。
大约2020年，将发送和测试发电10兆瓦的巨大的光电结构，接着发射发电量250兆瓦的光电设施。
最后在2030年实现太空发电，生产廉价电力的目标。
看来，日本对太阳能利用的执着已经准备付出行动，这也是被本国的能源现状“逼”出来的。
这也未尝不是人类能源发展的一个缩影，现在可再生能源再丰富的国家，都会有能源枯竭的那一天，日本只是先走了一步。
2.2.2核电能的发展趋势
虽然现在核电以占据日本总发电量的三分之一，自从核能诞生以来就存在着一个问题，即如何处理发电之后剩下具有高度放射性的废弃燃料。
在高度重视保护环境的今天，如何发展环保的核电已成为核电的发展趋势。
在发电之后剩下具有高度放射性的废弃燃料中主要要钚和铀等，钚铀混合氧化物由对已使用过的铀燃料再加工制成。
日本电力业界认为，以这种混合氧化物为燃料的钚热发电可以提高钚、铀利用率。
日本政府早在1997年2月份便决定支持钚热发电，关西电力公司、东京电力公司于1999年获得批准，打算实施钚热发电计划
据新华社消息，日本首座使用钚铀混合氧化物的核反应堆5日开始运转，标志日本在拖沓10年后终于进入钚热发电时代。
日本共同社评论说，玄海核电站3号机组启动，标志着日本朝实现政府倡导的“核燃料再利用”迈出最后一步。
日本电气事业联合会先前宣布，到2015财政年度，全国将有16至18座核电机组实现钚热发电。
3日本电能的优点与缺点
3.1日本依靠新能源发电的优点
在日本，电能的主要来源是靠核能、太阳能发电、太阳热利用、风力发电等等而这些能源都有一个共同的优点就是资源丰富，几乎是取之不尽，用之不竭的。
当这些新能源发展和利用到一定程度，自然也就没有了能源危机，人类也可能避免了因为能源争夺而引发的战争。
新能源也逐渐进入百姓生活中。
安装了发电装置的新型路灯逐渐普及，它白天吸收太阳能，晚上自动照明。
日本政府还对购买太阳能发电装置的家庭补贴50％安装费用。
家庭太阳能发出的电白天不用的话，还可以卖给电力公司或者政府
太阳能，风力，水力发电等，也都满足人们对环境保护的要求，没有污染的同时，也减少了石油的消耗，因而对缓减气候变暖做出了一定的贡献。
而且随着技术的成熟，将获得比石油，煤炭等传统能源更便宜的价格。
无论是环境还是经济方面都有一定的优势。
也是地球走可持续发展必然的。
3.2日本依靠新能源发电的缺点
尽管核能被大家公认是以少取多的超级划算的能源。
尽管它在总发电量的比例越走越高，但是我们不得不承认一个事实就是，它还是存在有污染环境的缺点。
1979年的美国三哩岛核电站事故和1986年的前苏联切尔诺贝利核电站事故至今仍让人心有余悸。
目前在核燃料的储存和处理环节都存在污染的问题，所以人们应该考虑更好的核电站回收系统。
1999年9月30号，东京附近茨城县ＪＣＯ公司的核燃料制造厂发生核泄漏事故，造成2人死亡，600多人被暴露在辐射中。
虽然太阳能前景一片光明，但就目前来讲也存在利用率低，技术开发难度大，资金投入大等难题。
3.3个人对日本电能发展的感想
日本电能发展到现在这种程度，特别是新能源的开发与利用，让世界各国瞩目，值得学习的地方有很多。
先进的技术特别是太阳能发电和核能发电的技术值得学习，同时，更值得我们学习的是日本人对环境保护的意识，无论从哪个新能源的开发来看，哪个不是一保护环境为前提，以走可持续发展道路为前提的啊。
这一点我国还做得不够。
我希望有一天，地球上的房子都变成充分利用太阳能风能的环保房子，地球上的汽车都变成不耗油的电动车。
那么，天空会不会更蓝一点。
参考文献：
[1]
[2].XX百科
[3]陈晖国外新能源和节能政策及其启示．2007.0518
[4]《现代日本经济》1988年06期.日本的能源现状.苏真.
[5]中国经济网．耗能大国日本新能源战略分析及对我国的启示20070621
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