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前幾篇文章介紹了全球海洋能源開發(fā)的具體情況。自本文起為讀者介紹日本的相關(guān)狀況。首先，回顧日本領(lǐng)先世界進(jìn)行技術(shù)開發(fā)的歷程，介紹在波力發(fā)電再度被寄予厚望的背景下，日本進(jìn)行的主要波力發(fā)電實證業(yè)務(wù)。

發(fā)電量相當(dāng)于42座核電機組

資料1是2010年日本獨立行政法人新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）估算的、最大限度利用海洋能源時的發(fā)電量。潮流和海流的發(fā)電量相當(dāng)于3座核電機組，波力方面從現(xiàn)在的技術(shù)水平來看，具備3座核電機組的發(fā)電量，如果將來技術(shù)發(fā)展，可實現(xiàn)與14座核電機組相當(dāng)?shù)陌l(fā)電量。海洋溫度差發(fā)電方面，利用現(xiàn)有技術(shù)可實現(xiàn)8座核電機組的發(fā)電量，隨著技術(shù)的發(fā)展，可實現(xiàn)25座核電機組的發(fā)電量。

資料1. 最大限度利用海洋能源的發(fā)電量（按種類） 注：以每座核電機組發(fā)電量100萬千瓦、設(shè)備利用率70％為前提進(jìn)行換算。 出處：根據(jù)NEDO“掌握海洋能源潛力相關(guān)業(yè)務(wù)（2010年）”制作而成。

從合計值來看，如果擁有相當(dāng)水平的技術(shù)，便可開發(fā)相當(dāng)于42座核電機組的發(fā)電量。從圖中可以看出，潮流及海流基本可利用現(xiàn)有技術(shù)，實現(xiàn)實用化已為期不遠(yuǎn)。波力和溫度差發(fā)電潛力較大，隨著研究開發(fā)成果的進(jìn)步，會進(jìn)一步擴大。

日本環(huán)境省于2012年9月公布了在2030年之前使可再生能源發(fā)電比例占3成時的目標(biāo)値。該值是以技術(shù)開發(fā)加速為前提估算得出的。海上風(fēng)力為800萬千瓦，波力及潮流為150萬千瓦。

資料2將上文所述的NEDO估算數(shù)値按各個電力公司的轄區(qū)進(jìn)行了分配。擁有遼闊海域的東京、九州及沖繩潛力較大，波力在東北地區(qū)具備較大潛力。海流方面，北海道、北陸及中部地區(qū)潛力較大。潮流受場所限制，從北往南津輕、伊豆、紀(jì)伊、室戶、足摺、吐噶喇、奄美及沖繩有較大潛力。

資料2. 最大限度利用海洋能源的發(fā)電量（按地區(qū)）單位：億千瓦時 出處：根據(jù)NEDO“掌握海洋能源潛力相關(guān)業(yè)務(wù)（2010年）”制作而成。

關(guān)于海洋能源發(fā)電成本，根據(jù)NEDO估算的目標(biāo)値（發(fā)展藍(lán)圖），到2020年將不遜色于太陽能發(fā)電。波力發(fā)電在2015年之前可達(dá)到1千瓦時40日元，2020年降到20日元，2030年降到5～10日元。溫度差發(fā)電則分別為40～60日元、15～25日元以及8～13日元。

引領(lǐng)全球的波力開發(fā)

日本四周環(huán)海，海運及造船業(yè)興盛，過去曾在海洋能源開發(fā)領(lǐng)域位居世界之首。于1919年就實施了首項波力發(fā)電實驗。近代波力發(fā)電的歷史可追溯至被譽為波力發(fā)電之父的、已故益田善雄于1940年代進(jìn)行的研究。他發(fā)明了具備波力發(fā)電功能的航線標(biāo)識浮標(biāo)，1965年被日本海上保安廳采用。雖然型體很小，最大輸出功率僅為30～60瓦，卻是最先投入實用的浮體式振蕩水柱型裝置。

其后，在山形縣酒田港及千葉縣九十九里町片貝實施了利用防波堤等的定置式波力發(fā)電試驗。隨后又進(jìn)行了具有更大潛力的、設(shè)置于海上的浮體式實驗。

全球關(guān)注的“海明”和“巨鯨”（Mighty Whale）

日本海洋科學(xué)技術(shù)中心（現(xiàn)為日本海洋研究開發(fā)機構(gòu)）與國際能源署（IEA）共同研制了浮體式波力發(fā)電裝置“海明”，從1983年到1987年在山形縣鶴岡市由良海域?qū)嵤┝藢嵶C試驗。該裝置為長80米、寬12米的船型浮體，配備13個無底空氣室。年發(fā)電量為190兆瓦，成功實現(xiàn)了為陸地供電。

在開發(fā)出“海明”約10年后的1998年8月，海洋科學(xué)技術(shù)中心開始研究海上浮體式波力發(fā)電裝置“巨鯨”（資料3）。該裝置長為50米、寬為30米、高為12米，拴置在三重縣南勢町（現(xiàn)在的南伊勢町）的五所灣海域。 

資料3.“巨鯨” 出處：獨立行政法人日本海洋研究開發(fā)機構(gòu)

該裝置吸入海水的情形就像吞食小魚的鯨魚一樣，設(shè)置有多個空氣室，利用振蕩水柱（OWC: Oscillating Water Column）原理進(jìn)行發(fā)電。共配備了3臺波力發(fā)電裝置，其中2臺為額定功率30千瓦的裝置，1臺為根據(jù)波浪的大小，轉(zhuǎn)換10千瓦和50千瓦輸出的裝置。

采用直角排列空氣室的“終結(jié)器型”設(shè)計，在全球首次使用了利用雙向空氣流動朝同一個方向旋轉(zhuǎn)的“韋爾斯水輪機”等，使用了當(dāng)時具有劃時代意義的技術(shù)，實現(xiàn)了約為海明5倍的能源轉(zhuǎn)換效率�？沙惺�50年一遇的巨浪的6條栓鏈系統(tǒng)也受到熱議，甚至有意見認(rèn)為，振蕩水柱式技術(shù)已經(jīng)基本確立�！熬搛L”從1998年8月到2000年12月，共運轉(zhuǎn)了701天，實驗于2002年3月結(jié)束。

不過，在那之后，日本就停止了提供相關(guān)開發(fā)預(yù)算。

在日本的技術(shù)開發(fā)處于停滯狀態(tài)期間，作為全球變暖對策，促進(jìn)利用可再生能源受到大力提倡，以歐洲為中心，海洋能源開發(fā)取得了進(jìn)展。海洋能源不再是遙遠(yuǎn)未來的技術(shù)，開始具備現(xiàn)實意味。海上風(fēng)力發(fā)電實現(xiàn)商業(yè)化，隨著海上油氣田日漸枯竭而開始轉(zhuǎn)用其相關(guān)技術(shù)等，在這些背景下，海洋能源技術(shù)開發(fā)得到迅速推進(jìn)，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施也在建設(shè)完善。

從波力發(fā)電來看，已從80千瓦左右的試驗設(shè)備提升到800～1000千瓦的商業(yè)規(guī)模實證設(shè)備，規(guī)模擴大到10倍。海洋中蘊藏的巨大能源潛力有著非常大的吸引力。

這樣下去，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域就會被歐洲等的企業(yè)席卷，日本自然而然產(chǎn)生了危機感。一些日本企業(yè)開始在領(lǐng)先一步的海外采取具體行動。

三菱重工業(yè)公司已開始在英國等地參與海上風(fēng)力發(fā)電業(yè)務(wù)，并在建設(shè)研究開發(fā)基地。丸紅公司及三菱商事公司向海上風(fēng)力發(fā)電相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行了投資。川崎重工業(yè)公司為了開展潮流發(fā)電實證業(yè)務(wù)，簽訂了租賃蘇格蘭歐洲海洋能源中心（EMEC:European Marine Energy Centre）設(shè)施的合同。（日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）