发布时间：2021-06-27 19:35:29
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氢电池。该技术是指将氢气作为燃料电池的原料，利用氢气易保存的特点，随时随地在智能燃料电池设备里注入氢气使之产生电能的一种方法。目前该技术在福冈县北九州市已经被实际使用于民生。可以预计在不远的将来，伴随技术的不断进步以及相关法律的配套，氢气电能会越来越被广泛使用。
三、日本城市能源使用上的节能措施与技术创新
2011年3月11日发生的东日本大地震，是促使日本加快改变其能源政策的重大契机。福岛第一核电站的核泄漏，使日本不得不重新审视其核能政策。同时由于“阿拉伯之春”引发的中东地区的政局不稳，也使日本当局担忧既有的能源保障受到冲击中津孝司。『日本のエネルギー政策を考える』創生社2012年12月発行。P226-227.。此外，也是为了实现《京都协议书》的承诺以及达到节能减排的的目的，日本在提高利用传统能源有效利用率的同时，着力于不断开发新的能源。在上述背景下，日本加快推动了区域集中供暖、低碳型城市、节能型城市等新型节能减排模式。
（一）以三大都市圈为中心的区域型集中式供暖已备雏形
冷暖房设备无疑是城市能源的消耗大户。日本主要以“热供给事业型”和“成套设备集中型”两种形式以区域单位为城市的冷暖房提供能源。前者的“热供给事业型”基于《热供给事业法》（日）経産省資源エネルギー庁ホームページhttp：//www.enecho.meti.go.jp/category/electricity_and_gas/other/effective_use/law001/.，是日本城市冷暖房能源的基本形式，“成套设备集中型”是对前者的补充。同时，为配合城市能源建设，日本还制定了一系列相关的法律。比如：与城市能源设施的建设关联有《都市计划法》、《建筑基准法》，与配管铺设关联的有《道路法》、《关于共用沟渠整修的特别措施法》、《道路交通法》，与热源水关联的有《河川法》、《港湾法》、《下水道法》，与设备设置有关的有《消防法》、《电气事业法》，与城市能源全体关联的则有《关于合理使用能源的相关法律》、《关于推进防止地球温暖化的相关法律》等。
与欧美100多年前就开始的区域集中供能相比，日本的区域集中供能起步较晚。日本最初的区域集中供能始于1970年的大阪万国博览会的会场。
迄今为止，集中供能建设工程在日本一共有过3次高峰期，分别为上世纪70年代初期，90年代以及本世纪初。范围从初期以首都圈大城市为中心扩展到了现在覆盖全国的地方都市。
所谓区域集中冷暖房供能是指：由一个或多个供能平台通过管道向多个建筑物提供冷热水（蒸气）从而达到冷暖房效果。由热源设备、输送设备、接收设备3个部分构成，适用于建筑物相对集中的区域。
集中供暖的热源主要来自于热电、煤气、垃圾燃烧、设备排热，用蓄热槽等设备将上述能源进行临时保管后，根据不同客户的需求（冷房4°～7°，暖房120°～180°高温水等）通过管道进行输送。
集中供暖用的机械设备主要有加热用的热泵（heat pump）、锅炉（boiler）系列以及冷却用的冷冻机系列（蒸气压缩冷冻机，吸收式冷冻机以及吸附式冷冻机）。
供热输送方式分为6管式，4管式和2管式3种。
输送管道的选配根据各地的实际情况进行判断。埋设的方式也因地制宜分直接与间接方式进行埋设。
由于区域供暖的前提条件是人口相对集中。以东京都为中心的三大都市圈几乎集中了日本总人口的一半以上，在该地区实施区域集中供暖无疑能更有效的利用能源。至2006年为止，日本全国一共有约80家企业，在154处区域（东京60处）实施了区域供暖，占日本冷暖房耗能总量的1.4%（日）空気調和衛生工学会編『建築·都市エネルギーシステムの新技術』2007年発行P7キ.。
（二）消除“城市热岛”，建设低碳型城市
伴随城市化的发展，人口流动以及生产生活趋于集中，城市的生态环境发生了变化，照射在泥土和植物上的热能原本可以变成蒸气挥发并使周围的温度降低，然而当热能照射到水泥与柏油路面时热量会被吸收，路面的温度高于天气的温度，特别是在夏季时，空调排热更会使局部温度高于气温，在大城市里出现了“城市热岛”现象。
“城市热岛”概念在上世纪70年代被日本建筑界接受。日本的环保部门与建筑部门对热岛问题进行了详细的调查。学界一致认为“城市热岛”不仅会增加能源的支出，还会波及人类的健康，加重空气污染，破坏自然生态平衡。为应对“城市热岛”，日本各个地方根据各自的实际情况，积极采取了对应措施。主要有以下3种类型：
1.建设城市绿洲
以东京都为例，东京都在2002年制定了《东京都环境基本计划》，削弱“城市热岛”是其中最为重要的一项内容。东京采取了以下3种方法用于对应“城市热岛”。
（1）削弱“城市热岛”。还原城市的绿化是一项重要的手段，为此东京都在2002年通过了《环境保护条例》，条例规定建筑面积超过1万平米的建筑物，在建设申请阶段有义务提交与环保相关的计划书。2005年3月以后更是追加了“削减热岛”的项目，规定1千平米以上的建筑物无论是改造还是新建都必须保证20%以上的绿化面积。
（2）导入新技术。在技术层面，用于降低建筑物表面温度的高反射率涂料的开发正在紧锣密鼓地进行着，2004年武藏野大学研制出了能使建筑物表层温度降低15度的纳米涂料，现在该涂料已经运用于市场。
（3）建设城市风道。为使市区密集地带的热能得以迅速的散发，日本一些城市利用靠近海洋的有利条件，积极疏通城市的风道，使污染的空气和热能得以快速释放。诸如在高层建筑的周围设置对应的绿地、在建筑群的上风处建设大型绿地公园，还有对河流周围的风向进行测量计算后再规划建筑配置等等。
（三）从节能到智能——日本城市能源问题的未来构思
2011年3月11日，日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸，造成重大人员伤亡和财产损失。地震引发的海啸影响到太平洋沿岸的大部分地区。地震造成日本福岛第一核电站四个机组发生核泄漏事故。
311地震后，日本朝野一直在争议是否需要恢复核能发电。作为一个资源紧缺的工业国家，核能的确是一个必不可缺的资源，但是如何在地震频发的日本保证核能发电万无一失却是一个无解之题。在有限的条件下，提高单位能耗，减少能源支出或许是日本目前的唯一选择，而日新月异的科技进步无疑给这种选择提供了可能。如同渡文明所说的；“东日本大地震给予了日本探索人类第三次能源革命的使命”（日）渡文明『未来を拓くクール·エネルギー革命』PHP研究所2012年3月発行P12.那样，日本正在举“产官学”之力推动节能减排。节能城市计划和智能城市计划就是其典型的举措之一。
1.节能城市计划
日本早在1993年就制定了建设节能城市的计划并付诸于研究。1993年4月在旧通产省工业技术院的统筹安排下，财团法人日本节能中心将“新技术开发计划”，“节能开发计划”和“地球环境技术开发”计划进行了合并，重新制定了“节能城市研究计划”，集中力量对包括城市能源的回收、运送、技术更新、供给等围绕提高城市能源有效利用率的问题进行了综合研究。
该计划主要分6大部分，分别是未利用能源的回收转换技术、能源的运输和储存、能源的供给与利用、减轻环境负荷的技术、节能关联技术、系统化技术（日）空気調和衛生工学会編『建築·都市エネルギーシステムの新技術』2007年発行P7.。参加该计划的机构基本上都来自于一线，几乎包括了日本国内所有大企业。而政府方面则由通产省工业技术院负责牵头，国立研究所以及新能源产业技术综合研究开发机构（NEDO）负责科研保障。重视的程度可以说是倾举国之力也不为过。
迄今为止，该机构的研究成果已经被广泛用于指导日本的城市能源布局。在日本现在已经有被官方认可的节能型城市26所，并且还在不断增加。
2.智能城市计划
智能城市是节能城市的2.0版，日本的智能城市的目标是：在抑制二氧化碳的排放的同时，还能将能源利用率达到最佳状态。并且智能城市还应具备应对自然灾害的能力。
所谓智能城市简而言之就是将迄今为止依托大型供电设施为基础的“系统型” 能源和从住宅、商业设施等产生的电力、热能转化的“分散型”能源，用智能网络进行系统化管理，最终达到能源的“自产自销”。
智能城市还处于试验阶段，目前最为成功的事例是2013年6月在大阪胤市，由大和建筑设计施工的SM·ECO晴美台建筑群。该建筑群的所有能源都来自于太阳能，利用家庭用蓄电池进行能量转换，由家庭能源管理系统（HEMS）进行能源管理。
伴随科学技术的发展以及人类社会对提高生活水平的普遍要求，可以预想在不远的将来，全世界范围内必将涌现越来越多的智能城市。中国应该牢牢把握产业升级的良好时机，积极吸收日本在能源利用方面的经验教训，在推动城镇化建设的同时，在城市节能建设方面取得更大的进步。
[参 考 文 献]
[1]枝広淳子. 摆脱能源危机[M].东京：软银创造出版，2008.
[2]橘川武郎.电力改革——能源政策的历史性大变动[M].东京：讲谈社，2012（2）88-91.
[3]中津孝司.对日本能源政策的思考[M].东京：创生社，2012（12）225-227.
[4]日本热能供给事业协会.热能供给事业便览[M].东京：旭出版，2012.
[5]日本空气调和卫生协会.建筑与城市能源系统的新技术[M].东京：丸善书店，2007.
[6]渡文明.开拓未来的冷能源革命[M].东京：PHP研究所，2012.
[责任编辑 李 颖]
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