日本押寶浮式海上風電

日本在其近海接連實施浮體式海上風力發電實證試驗。這關系到確保穩定的國產能源和培養海洋開發產業。

8月中旬，在距離陸地約20公里的福島海域，水面上出現了一座葉片旋轉直徑為80米的巨型風車。這是一臺功率達2000千瓦的大型風力發電機。

風車建在漂浮在海面的“浮體”之上。在東京灣沿岸的船塢（三井造船公司千葉工廠）進行組裝后，連風車帶浮體整體拖航至福島海域，再用鎖鏈栓系在海底。在2014年以后，還將追加兩座由三菱重工業公司開發、功率達到世界最高水平7000千瓦的風力發電機。

浮體式海上風力發電是在全球都仍處于實驗階段的尖端技術。在日本，除了經濟產業省在福島海域開展的實驗外，環境省與京都大學等在距離長崎縣五島市椛島1公里的海域，接受日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）補貼的三井海洋開發公司在佐賀縣呼子町海域，也在分別開展實證試驗。

其目的是通過實證試驗，分析發電量及建設、維持成本等實現商業化需要的信息。這將成為日本政府制定可再生能源發電固定價格收購制度收購價格的依據。統管福島海域項目的丸紅公司國內電力項目部長福田知史展望未來表示：“只是進行試驗并沒有意義。我們還將（在福島海域）繼續增加風車。爭取在5年后實現商業化。”

替代火電站與核電站

海上風力與其他可再生能源的很大不同之處在于，可以實現大規模集中型發電站。日本的專屬經濟區（EEZ）面積居世界第六。只要開辟出3公里見方的海域，就能設置100座目前正在開發的7000千瓦級大型風車，容量堪比大型火力發電站和中型核電站。如果是在海面之上，日本就可以通過風車追求狹小國土難以實現的“規模經濟”。

日本的海域淺灘較窄，不適合大規模建設基礎設在海底、利用支柱支撐的“著床式”海上風車。浮體式實現實用化的關鍵，在于如何充分利用廣闊的專屬經濟區。對于其意義，福田部長強調說：“只要成功，就能獲得永不枯竭的龐大國產能源資源。這將在保障安全和國際競爭力方面給日本帶來巨大的好處。”

但另一方面，對于日本而言，這也是一項重大挑戰。三菱重工是日本最大的風力發電機生產企業，但世界份額僅為2％。目前可以量產的風車功率最大為2000千瓦左右。在國內尚無大市場的風力領域，日本企業的確落在了后面。

打入處于劣勢的風車市場

海上風力的建設成本負擔要比陸地大，因此，在著床式海上風力建設領先的歐洲，為了提高單位建設成本的發電量，風車在向大型化發展。主流為3000千瓦級，5000千瓦級也已經投入了商業運轉。在建設成本高于著床式的浮體式風力領域，大型化也是必須解決的課題。

在歐洲，以英國為首，大規模項目蜂擁而起。海上風力的累計裝機容量在2009年為207萬千瓦，到3年后的2012年，已經增加到500萬千瓦，是2009年的2.5倍。值得關注的是風力發電機的勢力圖。陸地份額只有個位數、勉強擠進前十的德國西門子公司在海上擁有50％以上的份額。

2012年，西門子決定退出太陽能發電和太陽熱發電業務，在可再生能源領域集中專攻風力和水力發電。西門子日本公司專務執行董事藤田健一表示，西門子對海上風力的定位是，“除了大型化之外，還要應對鹽害、雷擊等眾多情況，是能夠發揮西門子技術實力的領域”。在技術實力掌握關鍵的海上風力市場上，日本企業也有發起反攻的機會。

三菱重工力爭實現實用化的7000千瓦級風車，葉片長度超過80米，支柱超過100米。其問題在于維護和維修。

通常，作為關鍵部件的發電機等容納在葉片的旋轉中心（機艙）之中。如果是在高處，而且是在海上進行操作，耗費的成本十分龐大。如何減少維護和維修決定著發電業務的成敗。

為此，三菱重工正在開發無需增速機（齒輪），即可將葉片的旋轉力傳送到發電機的“油壓驅動”技術。如果是使用增速機的普通機構，風車越大，施加到齒輪上的力越大，就越容易發生故障。為此，三菱重工通過收購已開發出油壓控制技術的英國風險企業，將其技術應用到了風力發電機之中。油壓驅動機構的特點是，不易發生故障，與增速機不同，即使部件部分損壞，功率也不會降到零。