什么是脱碳社会与未来能源？ | 通俗易懂的网络研讨会
2026/05/07
什么是脱碳社会与未来能源？资深技术人员为您通俗易懂地讲解！
氢能是未来的能源！？什么是脱碳社会？
什么是脱碳社会（
碳中和）
小滨：桥本老师！前几天我在电视上看到一辆用氢气驱动的汽车！
听说氢气是一种着眼于未来的环保能源。我想详细了解一下它的原理以及为什么会被采用！
桥本老师：那是使用氢气的燃料电池汽车（FCV：Fuel Cell Vehicle）呢。它是通过氢气与氧气的化学反应发电，再利用这电力驱动电机行驶的电动汽车。
这项技术也已应用于卡车和公交车，实用化进程正在推进。最近，直接以氢气代替汽油驱动的氢发动机车参加耐力赛一事曾引发热议。
虽然还存在各种课题，但人们也在考虑利用氢气驱动涡轮机发电。氢气是“无碳能源”的新选择之一。
小滨：原来如此。看来氢能有望在发电、交通、工业等广泛领域得到应用。为什么电动汽车（EV：Electric Vehicle）和燃料电池汽车（FCV）突然成了热门话题呢？
桥本老师：问得好。这与脱碳社会和日本的能源问题密切相关。我们面临的问题之一就是全球变暖，对吧？其原因在于温室气体，主要是二氧化碳（CO2）。二氧化碳一旦排放到大气中，除非被植物或海洋吸收，否则会半永久地留在大气中，对全球变暖产生极其巨大的影响。据说这就是全球
异常天气的根源。为了维护地球环境，我们必须实现脱碳社会，尽可能减少温室气体（CO2）的排放。
小滨：日本政府宣布了“力争在2050年之前实现碳中和，即温室气体净排放量归零，构建脱碳社会”的目标。所谓碳中和，就是指通过温室气体排放量与吸收量的相互抵消，使净排放量归零，对吧。
桥本老师： 没错。你学得真认真啊。目前已有125个国家和1个地区宣布将在2050年前实现碳中和。日本在这方面落后于世界，计划以此宣言为契机，转变产业结构，实现减排。脱碳化对产业界来说也是一个重要课题。
未来的能源会变成什么样呢？
什么是日本的能源政策
桥本老师：对于几乎没有能源资源的日本来说，能源政策是一个非常重要的课题。政策有基本方针，预计今年（2021年）将出台第六次计划。
此前第五次计划的方针，是以能源稳定供应（2030年度实现约25%）、环境适应性（2030年度较2013年度减少26%）、经济效率提升（2030年度9.2~9.5万亿日元）这“3E”为基本原则。 东日本大地震后的2014年，在这些原则基础上增加了安全性（Safety），因此能源政策的基本原则变成了以安全性（Safety）为大前提，致力于实现“3E”的“3E+S”。
面向2030年的能源结构
桥本老师：第五次能源基本计划提出了“温室气体减排26%”和“切实实现能源结构”的目标。
之所以需要能源结构，是因为并不存在完美无缺的发电方式。为了弥补各自的不足，必须均衡地利用各种发电方式，从中长期角度来应对。
小滨：看来日本目前火力发电的比例依然很高呢。为了控制二氧化碳排放量，能源结构的多元化似乎会变得越来越重要。
桥本老师：正是如此。此外，在火力发电中，液化天然气（LNG）的二氧化碳减排技术开发正在不断推进。目前也在研究利用氢气和氨气进行零碳发电等技术。我已经将各种发电方式整理成了一张表格。
| 发电方式 | 电源构成 | 能源的稳定供应 | 环境保护 | 运行特性 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2018年 | 2030年 | 二氧化碳排放量（g-CO2/kWh） | ||||
| 约1.0512万亿kWh | 约1.065万亿kWh | 开采、建设、运输阶段 | 发电时 | |||
| 煤炭（火力） | 32% | 26% | •燃料储藏区域遍布全球 | ■79 | ■■■■■864 | •可实现平稳的输出波动 •易于根据需求波动调整输出 |
| 石油（火力） | 7% | 3% | •燃料储藏区域集中于中东 | ■43 | ■■■■695 | |
| 天然气（火力） | 38% | 27% | •燃料储藏区域分布较为均衡 | ■123 | ■■■476 | •可根据需求波动调整发电量 |
| 核能 | 6% | 20~22% | •具有优异的 储能性•可回收利用燃料 | 19 | 发电 时不排放二氧化碳 | •输出功率始终稳定 |
| 太阳能 | 6% | 7% | •无需担心 资源枯竭•受自然条件影响 | ■38 | •发电量受自然条件影响波动较大 | |
| 风力 | 0.70% | 1.70% | 26 | |||
| 水力 | 7.70% | 8.8~9.2% | _ | 11 | •大致稳定 | |
| 生物质 | 2.20% | 3.7~4.6% | _ | _ | _ | |
| 地热 | 0.20% | 1.0~1.1% | _ | _ | _ | |
| 氨 | _ | _ | _ | _ | •大致保持稳定 | |
小滨：看来每种发电方式都有其优缺点呢。
桥本老师：接下来我整理了一下关于可再生能源的内容。虽然它作为不排放二氧化碳的能源备受重视，但也存在电力供应稳定性不足、设备引进成本高昂等问题。设备中还使用了三木皮带轮公司的产品，比如联轴器和制动器等。
| 种类 | 概述 | 特点 | 工作原理 |
|---|---|---|---|
| 太阳能 | 将太阳光能直接转化为电能的系统。从家用到大规模发电，应用范围不断扩大。 | ・ 无需 燃料费・不排放二氧化碳 ・需要广阔面积・受日照量变化影响，夜间无法发电 |  |
| 风力 | 通过转动风车，将其旋转运动传递给发电机以产生电力。包括陆上和海上安装。 | ・ 能源取之不尽・不排放二氧化碳・受季节和时间影响，发电量 不稳定・产生噪音 |  |
| 水力 | 利用河流的高低落差使水流下落，驱动水轮发电。也有可用于农业灌溉或自来水设施的中小型发电类型。 | ・可实现长期稳定运行 ・中小规模作为分布式发电有需求。 （成本相对较高） |  |
| 地热 | 通过蒸汽或热水提取地热能，驱动涡轮发电。火山国家资源丰富。 | ・输出稳定，可 进行大规模开发・24小时运行・开发周期约10年，开发成本 高昂・需与当地协调（可能与温泉、公园设施功能重叠） |  |
| 生物质 | 利用动植物等生物资源作为能源进行发电。将木质生物质、食品废弃物等多种资源转化为能源。 | ・ 有助于减少 废弃物・不受天气影响・原料供应稳定，但原料收集、运输及管理成本较高 |  |
节能举措
日本在节能方面的举措
桥本老师：在思考能源问题时，必须考虑如何避免能源浪费，也就是节能问题。日本计划为实现2030年度的能源需求预测，推进彻底的节能措施。
小滨：这个目标非常严苛呢。要达成这一目标，工业、商业、交通和家庭领域都需要采取进一步的节能措施吧。
桥本老师：没错！具体的措施，我接下来就为大家介绍。
电机效率提升1%，就能省去一座50万千瓦的发电厂！？
桥本老师：据说地球上约一半的电能被机器人、工厂设备、冰箱、空调等电动机所消耗。有研究指出，
电动机效率每提高1%，就能节省50万千瓦的电力（相当于一座中型核电站的发电量），因此作为动力传动部件的联轴器和离合器制动器等，在选型时也需要考虑到提升电动机效率。
小滨：没想到联轴器和离合器制动器的选型竟然能带来节能效果，真是令人惊讶！
产业界的举措
桥本老师：据说未来的工厂必须彻底致力于空调设备和电机的节能工作。具体措施如下。
■机床
工件的加工精度会因周围温度变化、机床发热以及加工过程中产生的热量而发生显著变化。因此，室温管理至关重要，且需要消耗大量电能。
【
节能措施】为在普通工厂环境中实现这一目标，需控制热位移，并减少
切削液的消耗量等。
■泵、压缩机、鼓风机
电动机广泛应用于工厂内的空调、水泵和压缩机，据称其耗电量约占总耗电量的50%。人们认为，致力于电动机的节能工作将带来显著的节电效果。
【
节能措施】通过“领先者制度”提高能源利用效率。
通过更换为采用永磁体的PM电机，促进节能和提高能效。
监修・讲师
桥本老师 / 三木普利株式会社
1972年加入三木普利株式会社。作为产品经理，负责市场营销和技术工作，活跃于国内外。 此外，不仅与企业合作，还参与了与大学及专业机构的联合研究。目前还负责技术指导和员工培训。
