日本是东亚的一个主权岛国。日本北部与俄罗斯接壤，西北部与中国接壤，西部与朝鲜和韩国接壤，西南部与台湾接壤。截至 2025 年，日本是世界第 62大国家，人口约为 1.24 亿。就人口密度而言，该国位居世界第 39 位 [1,2,3] 。
| Japan | ||
|---|---|---|
| Capital: Tokyo | Density: 340/km2 | Currency: Japanese yen (¥) |
| Official languages: Japanese (de facto) | Life expectancy at birth: 84.00 years | GDP (PPP): $6.211 trillion (2023) |
| National Day: 11 February | Land area: 364,500 km2 | GDP - per capita (PPP): $49,885 (2023) |
| Population: 123,753,041 (2025) | Coastline: 29,751 km | Internet country code: .jp |
Source: [1,2,3,4,5]
该国从北部的鄂霍次克海延伸到南部的东海和台湾；该国海岸线总长度为 29 751 公里 [3 ]。
Tokyo city at night. Envato Elements. 9XYBFJ2PW7
日本是单一制议会制君主立宪制国家，官方语言为日语。该国行政地图分为 47 个县 [3]。该国经济的基础是服务业，占 GDP 的四分之三；以及汽车行业、电子、船舶和钢铁。日本是世界十大经济体之一，这反映在所展示的图表 - 图 1 中。根据所展示图表中的几乎所有指标，日本在排名中位居世界领先国家前 25%。
| Sources: 1. GDP (purchasing power parity), 2020 est. / The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *228 2. GDP - per capita (PPP), 2020 / The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *229 3. Inflation rate (consumer prices), 2019 est. / The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *228 4. Charges for the use of intellectual property, receipts (BoP, current US$), 2020 / International Monetary Fund, Balance of Payments Statistics Yearbook, and data files. / License: CC BY-4.0 *88 5. The Global Competitiveness Index 2019 / Rankings / Reports / World Economic Forum *141 6. High-technology exports (current US$) 2019-2020 / United Nations, Comtrade database through the WITS platform / License: CCBY-4.0 / Data *134 7. 2021 Index of Economic Freedom / International Economies / The Heritage Foundation *178 8. Reserves of foreign exchange and gold, 2017 est. / The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency *195 9. Annual average GDP growth in %, for the last 10 years (2011-2020) / World Bank national accounts data, and OECD National Accounts data files / License: CC BY-4.0 *206 10. Public debt (% of GDP), 2017 est. / The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency(from smallest to largest) *210 * Total number of countries participating in ranking 图 1. 日本的经济指标 |
自 1990 年代初以来，该国按购买力平价计算的 GDP 总体和人均均稳步增长 [4,5]。按购买力平价计算的 GDP 从 2021 年的 5.599 万亿美元增长到 2023 年的 5.761 万亿美元（世界第5位）[3]。该国按购买力平价计算的人均 GDP 明显较低（2023 年世界第 51位），但也表现出积极的动态：从 2021 年的 44,500 美元增长到 2023 年的 46,300 美元 [3]。通货膨胀率从 2021 年的 -0.23% 上升到 2023 年的 3.27%；根据这一指标，该国在世界排名
第 63 位 [3]。 《全球竞争力报告》衡量了国家利用自身资源实现可持续发展的有效性。除了一系列经济指标外，该指数还考虑了教育、健康、创新水平等变量。2021
年高科技出口占制成品出口的 18%。根据基于商业自由、不受政府干预、财产保护和不受腐败的经济自由指数，日本在 2024 年在 184 个国家中排名第38 位。2022 年，日本的公共债务占 GDP 的百分比为 216.2%。
日本几乎没有重要的化石资源，特别是与最大的生产国相比（表 1）。根据已探明的石油和天然气储量，该国分别位居世界第77 位和第 74位[3]。以吨油当量计算，根据 2024 年的数据，已探明煤炭储量占该国矿产资源总能源潜力的 90.8%，天然气占 7%，石油占 2.2%（油当量）（图 5）。
表1 日本化石能源资源
| Resource /Explanations | Crude oil* | Natural gas* | Coal* | Coal mine methane | Shale Gas | Tight Oil |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Value | 0.044 (0.003%) | 0.738 (0.01%) | 385.8 (0.030%) | 3.4-5.8 | no data | no data |
| Unit | billion barrels | Tcf | million short tons | Bcm | - | - |
| Year | 2021 | 2021 | 2023 | 2020 | - | - |
| Source | [6] | [6] | [6] | [8,9] | - | - |
*括号中为该国储备占世界总储备的份额
根据美国能源信息署 [6] 的调查，2022 年已探明石油储量总计 4400 万桶，而根据 [3] 的调查，约为 4400 万桶（表 1）。日本 2021 年已探明天然气储量估计约为 209 亿立方米 [3]。根据先进能源技术公司的计算，甲烷利用潜力（使用基于 [9] 的甲烷排放量和 [8] 的煤炭储量的方法）约为 34-85 亿立方米。
日本拥有多种可再生资源用于能源生产。表 2 列出了此类资源的一些基本指标。
表2. 日本可再生能源资源
| Resource/ Explanations | Solar Potential (GHI)* | Wind Potential (50 м)* | Hydro energy Potential** | Bio Potential (agricultural area) | Bio Potential (forest area) | Geothermal Potential | Municipal Solid Waste |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Value | 3.8-4.1 | 6.0-7.5 | 136 520 | 12.7 | 68.4 | 23 | 0.95 |
| Unit | kWh/m2/day | m/s | GWh/year | % of land area | % of land area | GWe | kg//per capita/day |
| Year | 2022 | 2022 | 2013 | 2022 | 2022 | 2013 | 2016 |
| Source | [10] | [11] | [12] | [13] | [14] | [15] | [16] |
* 覆盖日本大部分领土
** 技术可开发能力
日本大部分地区的水平太阳辐射水平在 3.8-4.1 kWh/m 2 /天之间 [10]。风能资源分布如下：日本大部分地区的风速不超过 6.0-7.5 m/s；北海道岛海岸线以及本州岛的北部和南部，90 m 高度的风速可超过 7.5 m/s [11]。这些都是开发风电的积极指标，但是该地区极端阵风的频率高以及破坏性飓风的频繁出现使风电的实施变得复杂。
根据 2013 年的数据，日本水电的技术可开发能力为 136 520 GWh/年 [12]，几乎是水电资源开发水平较高的奥地利等国的两倍。这使得日本能够大量开发水力资源发电。日本有超过 12.7% 的国土被农业用地覆盖，约 68.4% 的国土被森林覆盖 [13,14]。
日本是世界上地质构造活动最活跃的国家之一，拥有近 200 座火山；因此，该国拥有丰富的地热能资源，估计为 20 GWe [14]。据 [15] 称，日本的地热资源潜力为 23 GWe，是世界上最高的地热资源之一，高于冰岛、美国、墨西哥、菲律宾等传统地热能源领先国家。日本的城市垃圾产生量为每人每天 0.95 公斤，超过了该地区其他国家的表现，例如中国（每人每天 0.43 公斤）和韩国（每人每天 1.00 公斤）。这种资源是回收或生产能源的宝贵原材料，日本的回收或生产能源技术已经达到了非常高的水平 [16]。
JAPAN, KOFU
Latitude: 35.67 Longitude: 138.55
Average daily sky coverage over 10 years of observations, %
Source: based on NOAA U.S. Department of Commerce
Detailed information: Interactive map of solar resources
JAPAN, KOBE
Latitude: 34.7 Longitude: 135.22
Average speed: 3.58 m/s, Operational share: 58%
Average daily wind speed for 10 years of observations, m/s, 10 m above the ground
Source: based on NOAA U.S. Department of Commerce
Detailed information: Interactive map of wind resources
根据《2024 年世界能源统计评论》，2023 年日本的一次能源总消费量为 17.40 艾焦耳，其中约 38.2% 来自石油，26.1% 来自煤炭，19.2% 来自天然气，8.5% 来自可再生能源，4% 来自核能，4% 来自水电 [8]。截至 2022 年，日本是世界第五大石油消费国和第四大石油进口国 [6]。2003 年至 2023 年期间，石油产量基本保持不变，低于消费水平，在 10 万至 13 万桶/天之间 [17]。自 2003 年以来，该国的石油消费量呈下降趋势（图 2），2023 年总计 328.9 万桶/天 [17]。能源研究所的一份报告也显示了类似的数字——2023 年为 338 万桶/天 [8]。2023 年日本的石油消费量为 328.9 万桶/天 [3]。2022 年，日本的主要石油出口国是沙特阿拉伯——42%、阿联酋——34%，其次是科威特——8%、卡塔尔——8%、厄瓜多尔——2%，其余 6% 来自其他国家 [6]。
Source: U.S. Energy Information Administration (Sep 2024) / www.eia.gov
图 2. 日本化石燃料的生产和消费情况（左 — 煤炭，中间 — 天然气，右 — 石油）
2022 年，日本是世界上最大的液化天然气进口国。该国天然气消费量在 2001 年至 2014 年间迅速增长，2014 年达到峰值 4.4 万亿立方英尺/年 (Tcf/y)，随后开始下降，2023 年降至 3.2 万亿立方英尺/年。据 [3] 称，2022 年该国天然气消费量为 928.43 亿立方米，《2024 年世界能源统计评论》[8] 估计 2023 年天然气消费量为 924 亿立方米。自 2000 年以来，天然气产量一直保持稳定，不超过 1390 亿立方英尺，占日本天然气消费量的不到 2% [17]。2022 年，日本进口了 925.87 亿立方米天然气 [3]。 2022 年，日本从澳大利亚、马来西亚、卡塔尔、俄罗斯、美国、文莱和其他一些国家进口的液化天然气总量达到 3.3 万亿立方英尺 [17]。2003
年至 2023 年，日本的煤炭消费量基本保持不变，波动很小，不超过 2.2 亿短吨 [17]；根据日本能源研究所《2024 年世界能源统计评论》，2023 年的煤炭消费量为 4.54 艾焦耳 [11]。
目前，日本的电力生产主要由化石燃料驱动（图 3）。
Sources: U.S. Energy Information Administration (Sep 2024) / www.eia.gov | ||
图 3. 日本的发电量 |
还值得注意的是，2011 年福岛核事故发生后，15 米高的海啸袭击了一座核电站，造成了巨大的破坏，核电在电力生产中的份额几乎降至零（图 3）；在此之前，核电的份额很大。2023年，该国的电力生产水平为 944.56 TWh。其中，化石燃料占 65.8%，核电占 8.9%，水电占 7.1%，其他可再生资源占 18.2%（图 6）。
日本在能源指数比较图中的位置如图 4 所示。
| Sources: 1. Crude oil proved reserves, 2021 / International Energy Statistic/Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021)*98 2. Natural gas proved reserves 2021 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *99 3. Total recoverable coal reserves 2019 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *81 4. Combination production-consumption for Crude oil 2018 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *219 5. Combination production-consumption for Natural gas 2019 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *123 6. Combination production-consumption for Coal 2019 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *128 7. Electricity – from other renewable sources (% of total installed capacity), 2017 est. / The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency *170 8. GDP per unit of energy use (PPP per unit of oil equivalent), 2020 *66 Primary energy consumption - BP Statistical Review of World Energy 2021/BP;GDP (purchasing power parity) - The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency 9. Energy use (primary energy use of oil equivalent per capita) 2020 *127 Primary energy consumption – BP Statistical Review of World Energy 2021; Population - United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2019). World Population Prospects 2019, custom data acquired via website. Retrieved 15 November 2021*66 10. The Global Energy Architecture Performance Index Report (EAPI) 2017 / Rankings / Reports / World Economic Forum 11. Electric power consumption (kWh per capita), 2016 *217 Electricity Consumption - The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency; Population - United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2019). World Population Prospects 2019, custom data acquired via website. Retrieved 15 November 2021 12. Combination of electricity production-consumption (kWh)/The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *216 * Total number of countries participating in ranking 图 4. 日本的能源指数 |
如前所述，日本没有丰富的化石资源储备，因此前六个指数极低，尤其是在生产/消费比率方面：日本在石油和天然气进口方面位居世界前列，但其自身产量明显较低。日本的其他能源指数看起来更有说服力。
就 2020 年每单位能源使用 GDP 而言，日本在 66 个入选国家中排名第 22位；人均能源消耗较低——在 66 个国家中排名第
26 位。就人均电力消耗而言，该国在世界排名第28 位，但就综合电力生产-消费而言，日本在 216 个国家的排名中排名第 10位，领先于许多亚洲国家。
图5显示了日本化石燃料行业最大基础设施项目分布的领土地图。
如前所述，煤炭储量占90.8%，天然气占7%，石油占2.2%（图5）。主要油气田集中在该国中部地区和北部札幌地区。
图5. 日本化石燃料行业基本基础设施 （点击地图查看PDF版本）
20家炼油厂的总装机容量为350万桶/天（图5）[20]。该国最大的炼油厂是JX新日本石油能源旗下的水岛炼油厂，装机容量为380200桶/天[21]。日本的主要石油码头
之一是千叶，最大的石油储存设施是白岛（3520万桶）和苫小牧-东武（3400万桶）[22]。原油通过总长度 174 公里的输油管道运输（图 5）。
日本中部有几座大型天然气储存设施，其中最大的是 Katakai，容量为 10.1 亿立方米 [23]。天然气通过 30 多个 LNG 再气化终端进口，其中包括 12 个容量超过 500 000 千升的终端，其中最大的是 Sodeguara 终端，总容量为 2660 000 千升 [24]。
LNG tanker docked at the terminal. Yokohama, Japan
天然气通过总长度 4 456 公里的管道网络在国内运输（图 5）。
日本在合成燃料生产和非常规化石资源开采技术的开发和商业化方面处于世界领先地位。
2009 年，在日本，INPEX 公司、新日本石油公司、日本石油勘探公司、科斯莫石油公司、新日本制铁工程公司和千代田公司在新潟市建成了装机能力为 500 桶/天的 JAPAN-GTL 示范工厂，该工厂的目的是研究 GTL 技术的商业化和改进，该技术允许使用二氧化碳作为原料[25]。
三菱瓦斯化学、伊藤忠商事、Jepex、太阳石油、道达尔日本二甲基公司、丰田通商、日挥、三菱重工和三菱化学等 9 家日本公司在新潟成立了合资企业，生产二甲醚，装机能力为 8 万吨/年（有可能将产能提高到 10 万吨/年）；该设施于 2008 年开始生产燃料 [26]。
东洋工程公司是全球甲醇合成技术和 DME 生产的授权商之一，为 FPSO 创造了微型 GTL 技术，该技术允许在海上油田中利用伴生石油气 [27]。
经过多年的研究，2013 年在日本东南部厚海和朱见半岛沿岸成功试采了 120 000 立方米的 天然气水合物 [28]，2017 年该国报告成功从南海海槽气田开采出天然气，日本专家估计其潜在储量为 40 万亿立方英尺，约相当于该国 11 年的天然气消耗量 [29]。日本投入了大量资源研究天然气水合物的勘探和生产，如果成功，该国将在多年内获得充足的甲烷供应。日本石油天然气金属国家机构 (JOGMEC) 是日本该领域的绝对领导者。
图 6 显示了日本最大发电基础设施对象的领土分布图。2023年日本发电中化石燃料的份额约为 65.8%（图 6）。
图 6. 日本的电力生产情况（点击地图查看 PDF 版本）
该国拥有大量利用碳氢化合物发电的发电站，其中包括 10 座发电容量超过 1,200 兆瓦的石油发电站、9 座发电容量超过 2,200 兆瓦的燃气发电厂、7 座发电容量超过 1,500 兆瓦的联合发电厂和 9 座发电容量超过 2,000 兆瓦的核电站，尽管 2011 年福岛事故发生后核能发电已停止（图 6）。核电发电尚未恢复，但政府致力于恢复核电的使用 [30]。日本最大的发电厂是：燃气发电厂——风津发电厂，总发电容量为 5,040 兆瓦 [31]；燃油发电厂——横须贺发电厂，装机容量为 2,274 兆瓦；联合发电厂——鹿岛发电厂，发电容量为 5,660 兆瓦；煤炭——碧南核电站，装机容量为 4 100 兆瓦；核电——柏崎刈羽核电站，装机容量为 8 212 兆瓦 [32,33]。日本的水能发电量占全国发电量的 7.1%；其代表是几座水力发电站和抽水蓄能发电站，2023 年发电量超过 72.08 TWh（图 6）。日本是利用本国可用水力资源的世界领先者之一。所以，如果我们利用该国的水资源数据——136 TWh/yr（技术可开发能力）或 114 TWh/yr（经济可开发能力）[34]，那么就会发现日本的水力资源利用水平为总可用潜力的 60% - 72%，这大致与挪威或瑞典等高度发达国家在水力资源发电量占比方面的类似指标相当，并且在发电量方面远远领先于中国、巴西和加拿大等世界领先者。
还应注意的是，就已安装的抽水蓄能电站的总容量而言，日本是仅次于中国的世界第二大国家——28.3 吉瓦 [35]。水力发电站中发电量领先的是奥只见，装机容量为 560 兆瓦 [36]，抽水蓄能电站中领先的是奥多良木，装机容量为 1 932 兆瓦 [32]。
截至 2019 年 3 月，日本已注册 100 多座 10 兆瓦以下的小型水电站，总装机容量为 3577 兆瓦（图 6）。
图 7 显示了日本生产可再生能源的主要基础设施。可再生能源在日本的发电中变得越来越重要。因此，2023 年可再生能源的总发电量（不包括水电）为 172.17 TWh——占总发电量的 18.2%（图 7）。
图 7。日本的可再生能源：太阳能、风能、地热能和氢能（点击地图查看 PDF 版本）
许多风电场位于沿海地区，这些地区风力活动相对较多。其中最大的风电场是石狩湾海上风电场，装机容量为 112 兆瓦，于 2024 年开始商业运营 [37]。该国部分地区的整体水平辐照度达到 4.1 千瓦时/平方米/天及以上，这对于通过光伏发电生产能源来说是一种足够的资源 [9]。因此，这里有许多太阳能设施，包括 9 个光伏电站，每个电站的容量超过 45 兆瓦，另有 3 个正在建设中（图 7）。该国最大的光伏电站是 Sakuto，这是一座 Pacifico Energy 太阳能光伏电站，装机容量为 257.7[38]。如上所述，日本的地热资源潜力非常大，但其在发电中的份额很低——1.2%，2023 年发电量为 3.01 TWh（图 7）。然而，日本是世界地热能总装机容量排名前十的国家之一——603 MW，2021 年占世界总装机容量的 3.8% [39]。单闪和双闪地热站是最常见的。与意大利或美国相比，干蒸汽技术的应用极为罕见。日本最大的联合发电厂 Hatchobaru 位于大分县北部的札幌地区，装机容量为 112 兆瓦 [40]，其中包括一座装机容量为 25 兆瓦的森双闪地热发电厂 [41]、一座装机容量为 23.5 兆瓦的松川干蒸汽地热发电厂 [42]，以及大约七座单闪地热发电厂，其中最大的是 Kakkonda 1、2 综合体，装机容量为 80 兆瓦 [43]。三菱、东芝和富士等几家日本公司在地热发电厂涡轮机生产方面处于世界领先地位。
日本是亚洲生产和使用氢气作为车用能源的领先国家之一。截至 2024 年 4 月，共有 21 个加氢站，其中 13 个与总线兼容（图 7）。在日本，有几家用于生产液态氢的商业压缩和低温工厂，其中最大的是岩谷国际公司旗下的堺市（5 400 Nm³/hr）和神奈川（4 726 Nm³/hr）[44,45]。氢气通过总长度为 1.2 公里的管道运输（图 7）。
图 8 显示了日本用于能源生产的主要生物能源对象。
图 8。日本的可再生能源：生物能源和海洋 （点击地图查看 PDF 版本）
日本正在积极开发生物能源，2024 年生物能源的装机容量约为 6.22 GWe（图 8）。
该国拥有生物质和城市垃圾处理厂；沼气、生物柴油、生物乙醇、颗粒和垃圾填埋气生产。日本有许多发电厂使用生物质作为原料；其中 10 座发电厂的发电能力至少为 30 MWel。最大的发电厂是半田发电厂，正在建设中，发电能力为 75 MWel，[46]。垃圾填埋场利用设施东京港的发电能力为 0.275 MW，每年生产约 160 万立方米的气体，甲烷含量为 55% [47]。DINS
Sakai Co. 在日本最大的工厂——堺市，每年可生产约 1,400 千升生物乙醇 [48]。Jeplan
今治一号工厂生产第二代生物乙醇，这种乙醇来自棉纤维中的纤维素 [49]。日本在生物质燃料生产领域的主要企业是京都的 Revo 国际生物柴油厂，该厂每天可生产 5,000 升生物柴油 [50]。
将各种类型的废物回收利用为可用能源对日本能源部门来说非常重要。该国有大量处理城市垃圾的企业，其中包括 12 家产能超过 25 兆瓦的企业。发电量领先的是苫小牧，装机容量为 74 兆瓦/小时 [51]。
日本在处理工业废物方面尤其成功，这在很大程度上得益于先进气化技术（特别是等离子技术）的广泛采用。歌志内生态谷等离子气化厂是废物等离子气化的领先设施，平均发电量为 7.9 兆瓦时 [53]。该
国有几家生物质气化厂，包括 Daio（可儿市）、Babcock & Wilcox Volund 生物质气化厂，装机容量为 9.3 兆瓦时 [54]。
日本是亚洲最大的木质颗粒消费国，由于国内缺乏木材资源，进口量是其产量的两倍。2022 年，日本木质颗粒协会报告称，日本共有 137 家木质颗粒制造厂，总生产能力为 15 万吨。（图 8）。
福岛的悲剧彻底改变了日本现代能源政策的走向。特别是在战略能源计划 [55] 中，2018-2020 年期间被指定为内部机构改革、电力系统改革、国际能源供应结构变化和北美页岩气供应增加的时期。
日本有大量创新能源项目，但主要发展是在氢气领域。其中一个项目旨在利用千代田的 SPERA Hydrogen® 技术组织大量氢气的运输。为实现这一目标，将建造两座工厂：一座位于文莱，利用当地天然气生产氢气，然后将其与甲苯反应生成稳定的甲基环己烷化合物 (MCH)，从而进行加氢（加氢工厂）；另一座位于日本川崎沿海地区，进行氢气脱氢（脱氢工厂）并重新分配给当地消费者。产品通过运输氢气的油罐车在工厂之间运输：运输能力为 210 吨/年，足以为 40,000 辆燃料电池汽车提供燃料 [56, 57]。日立和丸红公司的另一个同样雄心勃勃的项目旨在通过使用燃料电池在该国产生热能和电能，为私人家庭提供氢气。如果该项目成功，对燃料电池的需求可能会大幅增加 [58]。东芝公司、东北电力株式会社和岩谷公司还构思了另一项革命性的项目。他们计划在福岛县浪江町建设一个容量为 10,000 kW 的大型氢能系统，通过使用气态氢来补偿电网负荷。系统测试计划于 2020 年进行 [59]。
同样值得注意的是叉车的氢气供应链项目。横滨市风力发电厂使用电解技术生产的氢气供应给当地企业，这些企业将使用燃料电池为 12 辆叉车提供动力。这些车辆将首先在日本使用，每辆车辆的总氢气容量为 270 Nm³。该项目可以减少二氧化碳与使用汽油或电网供电的叉车相比，氢气排放量至少减少 80% [60]。日本正在制定越来越多的大规模加氢站分布计划。日本政府已宣布其目标是到 2050 年使日本实现碳中和，并尽可能减少对火电的依赖。具体而言，到 2030 年，可再生能源在能源结构中（就发电量而言）的份额将从 22%-24% 增加到 36%-38%，而核电的份额将保持在 20%-22%。该计划还旨在将对液化天然气和煤炭的依赖从 2019 年的 37% 和 32% 减少到 2030 年的 20% 和 19% [61]。
到 2050 年，太阳能光伏和风力发电能力预计将分别增加 20 倍和 11 倍，推动下一代太阳能电池板和浮动海上风力发电等创新技术的发展，这些技术对于克服位置限制和降低成本必不可少 [62]。
东丽工业计划斥资约 50 亿日元（4000 万欧元）建造世界上最大的甘蔗加工厂之一；该示范工厂的产能为 15 吨/天，所需原材料将从泰国供应 [65]。近年来，日本一直在发展节能环保的“智能”城市。距离东京不远的小镇藤泽就是这样一个例子。该城市由松下与其他项目参与者于 2014 年合作建立，其建筑和街道、供水系统、通信和管理系统的设计考虑到最大限度地利用自然景观和当地气候特征，以及该地区的最新创新，以减少能源消耗并为居民创造生态舒适。该项目的几个方面与能源直接相关：大规模使用太阳能电池板；使用基于燃料电池的发电机产生电能和热能；积极利用强大电池的储能技术；传感器控制路灯；广泛使用 LED 灯和电动汽车等等。该市的能源消耗预计减少 30% [66]。松下的另一项举措是在横滨附近的纲岛开展的项目，该项目更具雄心，因为除了住宅楼外，还将包括一个商业区。实现这些目标和手段大致相同 — — 最大限度地利用可再生能源生产能源（约 30%）；减少二氧化碳排放；减少水消耗；以及大量积累和储存能源 [67]。
图 9 显示了反映日本在教育和创新领域相对于其他国家地位的一组指数。图表显示日本是世界领先者之一。在2024 年全球创新指数国家排名中，
日本在 133 个国家中排名第13位（见图）。根据授予日本国民的国内外专利数量，该国位居世界第一。同样，按有效专利数量计算，该国仅次于美国和中国，位居第三，表明该国具有良好的创新条件。
就政府教育支出占国家 GDP 的百分比而言，该国的结果低于世界平均水平——在 177 个入选国家中排名第118位。48 所日本大学被列入世界一流大学评级——“QS 大学评级”。日本的 GDP 很高，因此，从绝对值来看，政府在教育方面的支出水平相当可观。
但是，从公共研发支出占 GDP 的比例来看，日本排在第五位，仅次于以色列、瑞典、韩国和瑞士。从科技期刊专家发表的论文数量和专利活动来看，日本处于非常有利的位置。
日本的东北大学、信州大学、熊本大学、长崎大学、九州大学、京都工业大学、横滨市立大学和横滨国立大学等大学培养了化学系统工程、氢能系统、地球资源工程和环境工程等各个能源领域的专家。
在合成燃料生产和非常规石油开采和加工领域，日本企业的专利申请领先者是科斯莫石油株式会社、JOGMEC、日本石油勘探株式会社和INPEC 公司。
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该领域的研究开发由东京工业大学、富山大学、产综研产业技术综合研究所和东北大学进行。
非常规石油领域的主要专利持有者有住友金属工业株式会社、日立制作所、东京煤气株式会社；东北电力大学、日本石油勘探株式会社和九州大学正在进行该领域的研究。川崎
重工业株式会社、大阪煤气株式会社和三菱重工业株式会社从事煤层气利用技术领域的研究开发。九州大学和东京大学正在进行研究。
日本公司积极申请专利的另一个领域是天然气水合物的勘探，其中包括新日铁住金株式会社、产综研产业技术综合研究所、东北大学和三井造船株式会社；日本石油天然气金属国家机构（JOGMEC）、产业技术综合研究所和东京大学正在进行该领域的研究。在低渗透性油藏碳氢化合物生产领域，吴羽株式会社和东洋制罐集团控股有限公司、住友电木公司、日立制作所有限公司以及日本石油天然气金属国家机构（JOGMEC）正在进行研究。在
伴生气领域，日本石油勘探株式会社和东京燃气株式会社拥有最多的专利，而JOGMEC的出版物数量最多。在
生物能源领域，领先的专利持有者是三菱重工业株式会社、IHI 株式会社、丰田汽车公司。九州大学和东京工业大学正在进行该领域的研究。
大量日本公司在可再生能源生产领域为技术解决方案申请了专利。在太阳能领域，住友电气工业株式会社、三菱重工业株式会社、京都半导体株式会社和夏普株式会社是值得一提的。该领域的主要研究机构是东京工业大学、新潟大学和东北大学。三菱重工业株式会社在风力发电领域的专利数量上遥遥领先；九州大学和三重大学正在开展该领域的研究。
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该国的二氧化碳排放量相对较高，无论是总体还是人均排放量。在气候变化绩效指数 (CCPI) 2025 中，日本被视为占全球能源相关二氧化碳排放量90 % 以上的 67 个国家之一
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就森林面积占全国比例而言，日本在世界排名第 22位，并呈现负面趋势（世界排名第170 位），尽管之前曾指出，与 1990 年相比，日本的森林总面积并未减少。生态足迹图集将日本视为主要的生态债务国。日本在环境绩效指数排名 (EPI) 2024 中的相对较高的评价使情况变得乐观，该排名主要侧重于评估国家政府的环境绩效。在这里，该国在 180 个国家中排名第27 位。
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