客观日本

福岛的“纽带”和“未来”

2014年06月19日 衣食住行

以福岛第一核电站的事故为契机,日本对能源问题的关心日益高涨。特别表现在对可再生能源的期待。在福岛县,为了支援福岛的复兴重建,正在积极推进可再生能源的项目。其中之一是在福岛县沿岸大约20公里处海域实施的“福岛复兴、浮体式洋面风场实证实验事业。”

该项目最大的特征是采用“浮体式”风力发电。海洋风力发电在欧洲非常普及,不过其方法是将风力发电设备固定在海底的“底基式”。而日本的近海水域非常深,不太适合采用底基式。因此我们考虑将风车浮在海面上的浮体式。挪威和葡萄牙也在研发浮体式海洋风力发电,但还处于实验阶段。

近年来,在日本通过陆地风力发电的发电量年年增加,不过根据国际能源协会(IEA)的调查结果,在电力需求量中所占的比例只有大约0.5%的水平。而日本洋面上的风力发电潜力非常巨大。根据日本环境省2011年4月公布的《可再生能源导入潜力调查报告》显示,洋面风力发电的赋存量(理论上算出的可利用能源量)是太阳能发电的10倍,达到了大约16亿千瓦。这是日本10家电力公司现有电力设备容量的大约8倍。

距离“福岛未来”(右后方)两公里的洋面上漂浮着浮体式附属洋面平台“福岛纽带”。(福岛洋面风力国际财团  提供)

距离“福岛未来”(右后方)两公里的洋面上漂浮着浮体式附属洋面平台“福岛纽带”。(福岛洋面风力国际财团 提供)

尤其是福岛县洋面的常年风速超过每秒7米,这对于风力发电来说是个绝好的前提条件。难点是福岛洋面有两个海流交汇,流激浪高。在如此严峻的自然环境中漂浮风车,这在世界上还没有先例。

“该项目聚集了日本的很多一流企业”担任项目技术顾问的东京大学石原孟教授说。“该项目难度很大,而且时间也有限。但是,大家都是为了重建福岛这一目的来迎接挑战的。”

该项目是经济产业省的委托事业,由东京大学、丸红、三菱商事、三井造船、新日铁、日立、清水建设等11家企业和团体组成的国际财团承接,于2012年3月开始启动。仅仅用了1年半时间,于2013年11月,开始进行风力发电了。

项目的风力发电设备大致分成三部分。第一部分是在水深约120米的洋面上漂浮的风力发电机设备“福岛未来”。发电能力为2,000千瓦。一枚风车的叶片长40米,叶片共有三枚,转起来直径达到80米。它载在浮体式的基座上。从水面到风车的最高点达到106米。为了使浮体式的基座不被强风和海流冲走,用长830米,重330吨的6根巨大链条绑在海底的锚上。

第二部分是在距离“福岛未来”两公里的洋面上漂浮的浮体式附属洋面平台“福岛纽带”。“福岛纽带”是将风车发出的电力输送到陆地上的变电设备。6万6千伏的变电设备浮在洋面上,这在全世界还是第一个。

第三部分是将“福岛未来”和“福岛纽带”连接在一起,向陆地输送电力的输电线。被称作“复兴电缆”的输电线浮游在水中,随着浮体设备的起伏和潮流的流动摆动着。在海里铺设这样的电缆也是世界首次。发出的电力在电力公司出售,据说发电量相当于约500-600户的消费电力。

该项目获得了海外的高度关注。石原教授不但接受了纽约时报等海外媒体的采访,还受到欧洲各国驻日大使馆的邀请进行演讲,与各国能源业界的相关人士进行座谈。并前往中国、韩国介绍项目内容。

“人们说‘日本改变了’。因为海外的印象是日本要投入实际使用还需要时间,而仅仅用一年半的时间风力发电就开始启动,这让很多人都感到吃惊”石原教授这样讲道。“一直以来,日本都从海外各国汲取知识和经验。今后,希望该项目的成果能够和海外各国共享,对世界报恩感谢。”

预计从今年到明年,将在洋面上新建两座发电能力为7,000千瓦的风力发电设备。风车的直径也比“福岛未来“更长,将达到167米。将成为世界上最大级别的风车。

石原教授希望以该项目为契机,建设140座7,000千瓦的风力发电设备,建成共计拥有100万千瓦发电容量的大规模风力发电场。如果能够实现,福岛县作为风力发电场基地,将会聚集很多工厂和研究设施,设施的运用、维护、更新(风力发电的耐用年数大约是20年)将增加雇佣的机会,我认为这能对福岛的复兴重建做出巨大的贡献。

“我希望在2020年东京奥运会的时候,作为福岛复兴重建的象征,能向来自世界各国的人们展示更多的浮体式洋面风力发电设备”石原教授这样讲道。“这与福岛的可持续发展有着紧密的联系。”

文/泽地治(日本综述)