三項世界領(lǐng)先的背后：日本電力多技術(shù)促節(jié)能

10月7日，是國慶長假的最后一天，也是諾貝爾物理學(xué)獎揭曉的日子。諾貝爾物理學(xué)獎評審委員會在這天宣布，將2014年諾貝爾物理學(xué)獎授予日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明藍色發(fā)光二極管(LED)，為社會帶來新型節(jié)能光源。

自然資源匱乏，加上上世紀四大公害病給日本帶來的切膚之痛，使得節(jié)能意識在日本較早地被喚醒。福島事件后，日本在電力短缺中求存，更是勒緊褲腰帶過日子。除了LED這種革命性技術(shù)外，近年來，日本在節(jié)能領(lǐng)域還進行不少創(chuàng)新。研究機構(gòu)、企業(yè)及日本民眾對節(jié)能環(huán)保都有強烈的意愿。電力企業(yè)作為社會一分子也承擔著促進節(jié)能的重任。經(jīng)過多年努力，日本已經(jīng)成為環(huán)保大國，能源效率、發(fā)電效率和輸配電效率在世界上名列前茅。這是如何做到的?電力企業(yè)在其中做了哪些努力?

多手段幫助用戶節(jié)能

引導(dǎo)和幫助用戶節(jié)能，是電力企業(yè)的重要工作。而社會用電結(jié)構(gòu)對電力企業(yè)的節(jié)能工作有著重要影響。以東京電力公司為例，上世紀70年代以來，日本工業(yè)的發(fā)展重心從高耗能的原材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向機械裝配等低耗能產(chǎn)業(yè)，居民消費領(lǐng)域的電力需求穩(wěn)定增長。據(jù)統(tǒng)計，東京電力供電區(qū)域內(nèi)工業(yè)用電與商業(yè)及居民用電比重各占50%。因此，東京電力將節(jié)能工作重點放在幫助和引導(dǎo)商業(yè)和居民用戶節(jié)能上。

東京電力公司一方面為用戶提供節(jié)能服務(wù)，一方面積極引導(dǎo)用戶，實現(xiàn)錯峰用電。

在節(jié)能服務(wù)方面，東京電力公司利用專業(yè)的能源服務(wù)公司為用戶提供包括節(jié)能診斷、解決方案、維護設(shè)備及運營管理等全套服務(wù)。

對于引導(dǎo)錯峰用電，東京電力公司利用技術(shù)以及電價機制引導(dǎo)用戶合理用電。該公司建立了家居能效系統(tǒng)，通過分析客戶用電情況和習(xí)慣引導(dǎo)用戶行為。還與工業(yè)用戶簽訂用電計劃調(diào)整合同(針對通過工廠生產(chǎn)調(diào)整、暑期變化等而調(diào)整的負荷水平實施電費打折)，根據(jù)負荷預(yù)測提前3小時通知用戶調(diào)整生產(chǎn)流程，這對高峰期用電有較好的調(diào)節(jié)作用;對于居民用戶，東京電力通過階梯電價政策引導(dǎo)用戶合理用電，如在夏季用電高峰期引導(dǎo)居民在夜間或者早上非高峰期使用電器，這有效實現(xiàn)了電力負荷的“移峰填谷”。

日本是能源效率最高的國家之一，這與注重技術(shù)研發(fā)不無關(guān)系。

據(jù)悉，日本計劃投入3000億日元開發(fā)和推廣智能電表，并為2700萬用戶更換智能電表。通過智能電表、通訊網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器建立智能用電系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶家庭用電結(jié)構(gòu)的智能優(yōu)化調(diào)控和平衡。

東京電力等公司旗下設(shè)有技術(shù)開發(fā)研究所，對智能家居、建筑節(jié)能、電動汽車等開展了研究。如在智能家居方面，東京電力公司研究將電動汽車接入智能家居控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)供電負荷情況以及預(yù)設(shè)方案進行充電或放電。此外，還用上了地源熱泵、太陽能發(fā)電等技術(shù)，并通過儲能和監(jiān)控設(shè)備對室內(nèi)環(huán)境溫度進行調(diào)節(jié)，電器用電情況及環(huán)境狀態(tài)也將被納入統(tǒng)一監(jiān)控，以此實現(xiàn)家居用能的集中調(diào)節(jié)及優(yōu)化。

綜合管理降低線損

日本不僅是世界上能源效率最高的國家之一，也是世界上發(fā)電效率最高的國家之一。提升效率的秘訣在于提高發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)(高溫、高壓)，效率提升的重心在于對原料路線的優(yōu)化和調(diào)整，如利用LNG聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、煤炭氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、煤炭氣化燃料電池聯(lián)合發(fā)電等。在日本，抽水蓄能電廠的平均發(fā)電效率達80%，超臨界機1000兆瓦機組發(fā)電效率達46%。

與此同時，日本還是世界上輸配電效率最高的國家之一。線損率從上世紀60年代的10%以上降低至 2006年的8.5%，這主要歸功于500千伏超高壓輸電線路和1000千伏特高壓輸電線路的開發(fā)和應(yīng)用。此外，東京電力特別強調(diào)電網(wǎng)節(jié)能調(diào)度運行，通過經(jīng)濟調(diào)度運行方式的改變降低網(wǎng)損。如在日本每年兩次的7天公眾長假期間，用電負荷明顯降低的情況下，調(diào)度人員將及時調(diào)整電網(wǎng)運行方式，停運部分變壓器以此降低電網(wǎng)運行損耗。

東京電力還制定了設(shè)備節(jié)能技術(shù)標準，明確提出技術(shù)要求和生產(chǎn)工藝要求，通過市場化競爭推廣應(yīng)用，再根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用情況不斷修改和完善技術(shù)標準。1994年至2000年，東京電力公司大力推廣應(yīng)用非晶合金變壓器，通過研究傳導(dǎo)技術(shù)推廣稀土鋁合金導(dǎo)體技術(shù)，減少線路弧垂，提高導(dǎo)線輸送能力，該公司還進行超導(dǎo)技術(shù)研究。

目前，東京電力公司線損控制在5%以下，在國際上處于領(lǐng)先水平。

節(jié)能從自己做起

光說不練假把式，要倡導(dǎo)社會節(jié)能，需從自己做起。

日本各大電力公司都在企業(yè)文化中植入節(jié)能理念，提出諸如“與社會攜手共進、創(chuàng)造豐富多彩的美好社會”等口號，使員工養(yǎng)成節(jié)能意識和習(xí)慣。與此同時，通過節(jié)能培訓(xùn)增強員工節(jié)能意識。東京電力公司對員工有一套完善的節(jié)能培訓(xùn)體系，并擁有自己的培訓(xùn)中心，中心里設(shè)有對外開放的體驗式蓄冰、蓄冷空調(diào)系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)，通過實物與模擬對比實現(xiàn)可視化體驗。關(guān)西電力公司則將節(jié)能教育擴展到員工子女身上，邀請孩子們參加節(jié)能活動，還成立e-kids俱樂部，讓孩子了解自然、了解能源。

日本的電力公司還從機制、硬件入手提高節(jié)能水平。東京電力在內(nèi)部進行了設(shè)備節(jié)能改造，廣泛應(yīng)用了熱泵、蓄冰蓄冷空調(diào)、新能源發(fā)電、電池儲能、分布式能源站等技術(shù)，還專門研制了適用于業(yè)務(wù)需要的電動汽車。關(guān)西電力公司從2006年開始實施“能源監(jiān)管機制”，通過掌握各事業(yè)所中的電氣使用情況來制定、實施節(jié)能對策。該公司測量了每個事業(yè)所的電力使用量，分析評價后制定相應(yīng)的改善方案及策略，并把這個過程中積累的知識和經(jīng)驗用于為客戶提供方案，幫助用戶有效使用能源。

>>節(jié)能案例

1 多種技術(shù)上陣幫助用戶節(jié)能

日中友好會館于2010年籌備開展節(jié)能改造，項目得到日本政府支持以及東京電力公司的技術(shù)協(xié)助。該項目應(yīng)用了熱泵、蓄熱、太陽能應(yīng)用以及智能開關(guān)等多種技術(shù)，對會館的空調(diào)系統(tǒng)、熱水供應(yīng)、地下停車場排風(fēng)換氣等進行改造。項目總投資4.64億日元，其中政府補貼1.08億日元。

目前項目的實際節(jié)能效果達到48%，每年由政府相關(guān)部門組織節(jié)能效果核查，JFS公司對會館進行15年的日常運維保養(yǎng)，在15年內(nèi)會館與投資方對節(jié)能效益分享比例為各占50%。

2 高效利用能源也得靠自己

日立集團大翁工廠為實現(xiàn)能源利用高效化，緩解日本地震后能源供應(yīng)不足的壓力，主動采取措施做好區(qū)域能源供應(yīng)的優(yōu)化、平衡與協(xié)調(diào)。

日立集團通過電力轉(zhuǎn)移以及建立分散式EMS系統(tǒng)等措施，結(jié)合自身的信息開發(fā)、工程與服務(wù)力量，利用海邊日照條件較好的優(yōu)勢，建立太陽能發(fā)電、蓄電池儲能分布式能源系統(tǒng)，利用可再生能源，解決供能緊張問題。