日本押宝浮体式海上风电 挑战欧洲优势地位

添加时间：2013-09-28 18:54:50 来源：国际新能源网

        日本在其近海接连实施浮体式海上风力发电实证试验。这关系到确保稳定的国产能源和培养海洋开发产业。

        8月中旬，在距离陆地约20公里的福岛海域，水面上出现了一座叶片旋转直径为80米的巨型风车。这是一台功率达2000千瓦的大型风力发电机。

       在东京湾沿岸的船坞（三井造船公司千叶工厂）进行组装后，连风车带浮体整体拖航至福岛海域，再用锁链栓系在海底。在2014年以后，还将追加两座由三菱重工业公司开发、功率达到世界最高水平7000千瓦的风力发电机。

       浮体式海上风力发电是在全球都仍处于实验阶段的尖端技术。在日本，除了经济产业省在福岛海域开展的实验外，环境省与京都大学等在距离长崎县五岛市椛岛1公里的海域，接受日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）补贴的三井海洋开发公司在佐贺县呼子町海域，也在分别开展实证试验。

       其目的是通过实证试验，分析发电量及建设、维持成本等实现商业化需要的信息。这将成为日本政府制定可再生能源发电固定价格收购制度收购价格的依据。统管福岛海域项目的丸红公司国内电力项目部长福田知史展望未来表示：“只是进行试验并没有意义。我们还将（在福岛海域）继续增加风车。争取在5年后实现商业化。”

         替代火电站与核电站

        海上风力与其他可再生能源的很大不同之处在于，可以实现大规模集中型发电站。日本的专属经济区（EEZ）面积居世界第六。只要开辟出3公里见方的海域，就能设置100座目前正在开发的7000千瓦级大型风车，容量堪比大型火力发电站和中型核电站。如果是在海面之上，日本就可以通过风车追求狭小国土难以实现的“规模经济”。

        日本的海域浅滩较窄，不适合大规模建设基础设在海底、利用支柱支撑的“着床式”海上风车。浮体式实现实用化的关键，在于如何充分利用广阔的专属经济区。对于其意义，福田部长强调说：“只要成功，就能获得永不枯竭的庞大国产能源资源。这将在保障安全和国际竞争力方面给日本带来巨大的好处。”

        但另一方面，对于日本而言，这也是一项重大挑战。三菱重工是日本最大的风力发电机生产企业，但世界份额仅为2％。目前可以量产的风车功率最大为2000千瓦左右。在国内尚无大市场的风力领域，日本企业的确落在了后面。 
        打入处于劣势的风车市场

        海上风力的建设成本负担要比陆地大，因此，在着床式海上风力建设领先的欧洲，为了提高单位建设成本的发电量，风车在向大型化发展。主流为3000千瓦级，5000千瓦级也已经投入了商业运转。在建设成本高于着床式的浮体式风力领域，大型化也是必须解决的课题。

        在欧洲，以英国为首，大规模项目蜂拥而起。海上风力的累计装机容量在2009年为207万千瓦，到3年后的2012年，已经增加到500万千瓦，是2009年的2.5倍。值得关注的是风力发电机的势力图。陆地份额只有个位数、勉强挤进前十的德国西门子公司在海上拥有50％以上的份额。

        2012年，西门子决定退出太阳能发电和太阳热发电业务，在可再生能源领域集中专攻风力和水力发电。西门子日本公司专务执行董事藤田健一表示，西门子对海上风力的定位是，“除了大型化之外，还要应对盐害、雷击等众多情况，是能够发挥西门子技术实力的领域”。在技术实力掌握关键的海上风力市场上，日本企业也有发起反攻的机会。

       三菱重工力争实现实用化的7000千瓦级风车，叶片长度超过80米，支柱超过100米。其问题在于维护和维修。

       通常，作为关键部件的发电机等容纳在叶片的旋转中心（机舱）之中。如果是在高处，而且是在海上进行操作，耗费的成本十分庞大。如何减少维护和维修决定着发电业务的成败。

        为此，三菱重工正在开发无需增速机（齿轮），即可将叶片的旋转力传送到发电机的“油压驱动”技术。如果是使用增速机的普通机构，风车越大，施加到齿轮上的力越大，就越容易发生故障。为此，三菱重工通过收购已开发出油压控制技术的英国风险企业，将其技术应用到了风力发电机之中。油压驱动机构的特点是，不易发生故障，与增速机不同，即使部件部分损坏，功率也不会降到零。

        浮体式需克服摇摆

        三井海洋开发的风力潮流混合动力发电机。

         计划在佐贺县呼子海域开展实证试验的三井海洋开发从根本上改进了适合浮体式的发电机结构。作为三井造船旗下从事海洋开发业务的子公司，该公司建设了许多作为海上石油和燃气生产基地的浮体。海上工作经验丰富的事业开发部长中村拓树自称是“边维护边操作海上漂浮工厂的专家”。中村部长认为：“通常的风车重心高，不适合在浮体上设置。在海面上，高处的旋转机构会不停摇摆，在海上进行维护并不现实。”

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