【日本海洋能源開發】（2）奪回技術失地，新項目紛紛上馬

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決定建設日本版EMEC

日本國內也出現了要追上世界潮流的動向。2008年3月，海洋能源資源利用推進機構（OEAJ：Ocean Energy Association Japan）成立，2012年4月改為一般社團法人。其研發的能源包括波浪、海流、潮流、潮汐、溫度差、海洋生物及海上風力，力爭進一步削減成本，盡早實現商業化。例如，預計波力發電成本到2020年將降至每千瓦時20日元。由東京大學生產技術研究所教授木下健擔任會長，會員包括重工企業、風險公司、大學及相關研究人員等。到2012年5月，會員數為49家法人、176名個人。

日本內閣官房綜合海洋政策本部由總理大臣擔任本部長，相關內閣成員擔任委員，如其名稱所示，職責就是制定日本的海洋能源政策。綜合海洋政策本部於2012年5月25日決定：“力爭通過建設大規模綜合實証實驗海域，在日本穩步實現海洋再生能源的實用化及商業化。”也就是說要建設日本版EMEC。

包括能否為當地所接受在內，日本將在2012年度內確定作為候選地的必要條件，並在計劃在2013年度內，針對潮流、波力及溫度差發電這3個領域進行征集及選擇。由於適合各領域的場所不同，因此預定選擇多個場所。為使考慮應征的當地能夠順利地進行調整，必須取得沿岸地區及漁業相關方面等的理解，為此要事先研究制定應對措施，再由當地地方政府進行協調。

日本同時還在具體推進在政府支援下開展實証業務。日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）創設了海洋能源發電實証事業制度，為最長達5年的實証業務提供支援。2011年度，選擇了4項系統實証研究及2項關鍵技術開發。2012年度也選擇了2項系統實証研究及2項技術開發。下面介紹NEDO選定的波力發電實証業務。

利用防波堤實現低成本

資料4是三菱重工鋼結構工程公司與東亞建設工業公司作為實施主體推進的實証業務。在防波堤朝向大海的一側安裝箱狀結構物（空氣室），反復拍打海岸的海浪可使空氣室內的氣壓反復上升及下降，利用這個作用力進行發電。該技術與德國福伊特公司的LUMPET類似。並進行了改進，可吸入來自斜前方的海浪等，力爭使發電效率成倍增加。每台裝置的輸出為100千瓦，10台即可構成成1兆瓦的發電站。

資料4. 波力發電系統 出處：三菱重工鋼結構工程公司新聞公告

由於可利用陸地一側的現有設施及基礎設施，因此有望削減成本及保持高度可靠性，發電成本大致可實現每千瓦時40日元。利用新建的一體型設施，還可應對災害。預定在山形縣酒田港進行實際驗証。

將美國技術用於日本

三井造船公司的實証業務採用了從美國海洋發電科技公司（Ocean Power Technologies，OPT）引進的技術。使浮子漂在海上，隨著浮子在海浪的作用下沉浮，密閉空間內的氣壓也會升降，利用由此產生的作用力進行發電（資料5）。造波裝置市場份額位居首位的三井造船將最大限度採用造波及消波技術，以提高發電效率。

資料5. 三井造船正在開發的波力發電系統

OPT的設備有3條系纜，三井造船將其減少到了1根。並且，為了減少海浪帶來的沖擊，還進行了改進。最初考慮使之位於水面下，以避免海浪的直接沖擊，不過現在是延長伸到水面下的桅杆（Spar），使之像挑擔偶人一樣左右擺動並保持穩定。目前正在開發每台輸出為80千瓦的設備“Power Bouy80”（PB80），發電成本大致為每千瓦時40日元。今后將進一步削減成本，力爭降到20日元左右。

三井造船考慮將伊豆群島、小笠原群島、沖繩、襟裳岬及房總半島海域作為業務候選地，首先將在伊豆群島的神津島周邊地區設置1台PB80。2012年著手進行基本設計，從2015年開始實施實驗。

大學風險企業開發的陀螺儀型裝置

還有一種新方式是不使用空氣渦輪機，而是通過陀螺旋轉這一純機械式系統提取海浪能源。在筏形浮體上配備像“陀螺儀”一樣的陀螺，通過陀螺輪保持平衡的力，將浮體搖晃的力轉變為旋轉能。

陀螺儀式波力發電系統利用的是陀螺（旋轉）效應。如果傾斜高速水平旋轉的圓盤，那麼在橫向旋轉之外，軸本身也會進行縱向旋轉，海浪越強，發電的作用力越大。這是Gyro Dynamics公司獨有的技術，目前已經在日本及歐美獲得專利。

Gyro Dynamics已在和歌山縣周參見（SUSAMI）町海域進行了實証試驗（資料6）。在裝置中，通過馬達旋轉直徑為1米的鐵制圓盤，如果受海浪沖擊裝置傾斜，圓盤便會縱向旋轉，並利用這個力旋轉發電機。每台的輸出功率為50千瓦。發電效率方面，空氣渦輪機式約為10％，而該技術設立了20％的目標。Gyro Dynamics和日立造船公司將從2014年起在靜岡縣伊豆半島海域正式進行實証實驗，力爭在2年內實現實用化。

資料6.在和歌山縣海域進行實驗的陀螺儀式波力發電裝置 出處：NEDO《可再生能源技術白皮書》

通過獨特的浮體形狀及發電吸收能量的效果，還可發揮較高的消波能力。通過設置於港灣入口、養殖場周圍以及海浪較高的海岸，還可同時用作消波塊。

Gyro Dynamics創建於2009年，是神戶大學的風險企業，神吉博名譽教授擔任副社長。該公司在日立造船的協助下，力爭在2020年開發出100千瓦的裝置，計劃使發電成本降到每千瓦時20日元。

NEDO作為2012年度的實証業務，還選擇了“越浪式”波力發電系統。就是將拍上來的海水儲存在蓄水槽中，並從下部放水以旋轉渦輪機的方式。一直在進行基礎研究的東海大學與協立電機公司等將在靜岡縣御前崎等地進行該技術的實証實驗。

本文介紹了日本開發海洋能源的情況，以及目前正在進行實証實驗的主要波力發電業務。下篇文章將介紹潮流、海流及溫度差發電領域的相關舉措。（日經能源環境網 供稿）