2013年03月08日15:42 来源：人民网-财经频道
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开发潮汐能、潮流及海流等海洋能源的实证实验将从2013年陆续展开。对于拥有广阔海域的日本而言，海洋能源作为可再生能源的“王牌”而备受期待。
可以称作可再生能源“第二步措施”、“第三步措施”的技术开发在取得进展。那就是使用潮汐能及潮流等海洋能源进行发电。
2013年，日本陆续开始实施旨在实现实用化的实证项目。为了潮汐能、潮流及海流发电等的研究开发，政府于2012年度划拨了21亿日元预算，2013年度划拨38亿日元。起主导作用的，是由首相直接领导的综合海洋政策本部。2012年5月公布的《关于促进利用海洋再生能源的今后工作方针》指出，在海上风力等之外，还要建立完善相关环境，使潮汐能、潮流及海流等海洋能源“也成为日本能源供应源之一”。
日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的“海洋能源技术研究开发” 正以从2011年度到2015年度的五年计划，推进研究开发利用潮汐能、潮流及海流等海洋能源进行发电。2012年度结束了可行性调查，计划从2013年度开始，在实际海域进行实证实验。
目前的目标是，在2015年度使发电成本降到1千瓦时40日元以下，力争在2020年降至20日元以下。据日本政府估算，2010年的百万瓦级太阳能发电成本为30.1到45.8日元。如果能够低于40日元，便可成为可再生能源固定价格收购制度（FIT）的对象电源。日本环境省提出的目标是，在2030年之前，采用100万到150万千瓦海洋能源发电，这相当于1座核电机组。
潮汐能可相当于5座核电机组
NEDO的调查结果显示，日本的潮汐能能源约为2亿千瓦。即便是目前的技术水平，也能够利用其中539万千瓦，大约相当于5座核电机组所发的电力。
三井造船公司正在与开发潮汐能发电装置的美国海洋发电科技公司（Ocean Power Technologies，OPT）合作，共同开发使用随着海浪上下浮动的浮子进行发电的装置。方法是，将用线缆固定于海底的浮子与随海浪上下浮动的浮子之间的动能差作为能源提取出来。三井造船目前正在研发人工制造海浪的造波装置，将应用这一造波及消波技术。
实验中，利用大小相当于实际设备16分之1的装置，实现了26％的能源转换效率。三井造船业务开发本部副本部长大桥弘隆预测称：“通过减少机械部分的能量损失，同时追加可增大上下浮动幅度的机构，能够使发电效率达到35%到45％。”OPT制造的浮子重量为245吨，利用3根缆绳固定在海底，将对之进行改进，通过把重量削减至164吨，并采用1根线缆固定，以图削减成本。
目前的目标是，在2015年度内开发出经过改良的、输出为80千瓦的浮子。希望将1千瓦的发电成本控制在30日元左右。计划在伊豆群岛的神津岛周围进行实证实验，目前正在与东京都政府及当地有关方面进行协商。
应用波浪计及防波堤
日立造船公司正在与神户大学设立的风险企业Jairo Dynamics公司共同进行研发，力争使采用“陀螺方式”的潮汐能发电装置实现实用化。具体方法是，使圆盘状物体（陀螺）在浮于海中的装置内旋转，将随着海浪运动而产生的倾斜转变为旋转运动，以之转动发电机。这本来是为向波浪计及海啸测量仪供电而进行研发的技术，不过现在认为还可应用于发电系统。由于陀螺不与海水接触，因此其优点在于可减少机械性损伤。另一方面，旋转圆盘需要使用电力。
实验水平方面，目前已经实现最大45千瓦的输出功率。今后的实证实验力争实现100千瓦的输出，以及25％的设备利用率。计划将来建立设置多台100千瓦级发电装置的兆瓦级发电场。
预定在静冈县石廊崎进行实证实验，目前正在与当地南伊豆渔业合作社商讨设置发电系统的场所等。日立造船机械及基础设施本部钢结构业务组海洋项目部部长松下泰弘说：“我们希望通过将所发电力供应给当地人，将装置维护业务委托给渔业合作社等，建立将利益返还给当地的体制。”
三菱重工的子公司、从事防波堤设计及开发业务的三菱重工钢结构工程公司正在开发充分利用防波堤的发电系统。其原理是：首先，在防波堤面海一侧设置中空结构物，海浪进入结构物，其内部空气便会被压缩，从较小的气孔中排出，海浪后退时则相反，这样利用空气的进出所产生的能量旋转涡轮机进行发电。从1987年到1999年，原日本运输省（现国土交通省）对该方式进行了实证实验，结果得知1千瓦的发电成本在100日元以上，因此未能实现实用化。
于是三菱重工钢结构工程公司改进结构物的形状，提高了发电效率。通过在海浪进入部分设置“分割墙“（Projecting Wall），提高了能源转换效率。并且还通过采用高效涡轮机，获得了相当于原先2倍以上的发电量。
据估算，要实现1千瓦40日元的发电单价，需要将发电装置的成本控制在4亿日元以内。桥梁事业本部技术统管部技术组部长代理木原一祯称：“由于无需将装置设置于海上，因此与其他方式相比，设置及维护成本较低，这是其优点所在。”
将船舶技术应用于发电装置
潮汐能发电是利用海浪的运动进行发电，而利用涨潮退潮形成的“潮流”，以及黑潮等“海流”的发电技术开发也在取得进展。
川崎重工业公司从2010年开始，在开发利用潮流的发电装置。潮汐能发电的发电量会受到风力的影响，但潮流的特点是，不易受到气候和天气的影响，发电量较为稳定。
具体方法是，在水深50米的海中设置叶片直径为18米的发电装置，利用潮流旋转螺桨。就像在海中设置风力发电装置一样。配合随着涨退潮而变化的海流方向改变螺桨方向。该机构采用了用于控制船舶姿势的回旋式螺桨技术。川崎重工策划本部新事业策划部新事业策划课长平松秀基说：“在防腐蚀及防止海洋生物附着的表面加工方面，也可充分利用造船技术。”该公司力争在2014年度制造出1000千瓦的发电装置。
风险企业NOVA ENERGY公司也在力争实现潮流发电的商业化。开发出了利用水流旋转发电的鱼形发电机“金枪鱼涡轮机”。其构想是，在固定于海底、高120米的浮体上，安装4台长25米、直径为17米的金枪鱼涡轮机，总计产生2000千瓦的电力。预定于2013年2月开始在德岛县小鸣门海峡，利用10到20千瓦的发电机进行实证实验。铃木清美社长说：“要制造出2000千瓦的装置，需要约15亿日元的资金。我们希望能在造船公司的协助下实现这一构想。”
成为替代核电的基础电源
IHI公司、东芝公司、东京大学及三井物产战略研究所组成的研究小组计划利用流经日本沿岸的黑潮进行发电。方法是将旋转螺桨的发电装置固定于海底，就像是在海中放螺桨风筝。黑潮整年流势较为稳定，有望实现70％以上的设备利用率，这是该方法的优点所在。
不过，该技术在全球尚无开发前例，需要开发在水深500米到1000米处进行设置、固定及维护等方面的技术。力争在2020年，以每套12亿日元的成本制造输出为2000千瓦的发电装置。IHI船舶海洋技术开发部主任研究员长屋茂树充满期待地表示：“由于有望实现稳定输出，因此如果得以实现，就可用作替代核电的基础电源。”
日本综合海洋政策本部于2012年5月制定了2013年度内在国内选定实证海域的方针。计划在海中设置电力及通信电缆，构建易于在海上及海中进行实验的环境。日本今后将举全国之力对利用海洋能源发电发起挑战。（日经能源环境网 供稿）
