2026年1月,日本长崎县五岛市迎来能源行业里程碑事件:日本首座浮体式海上风电场“五岛海上风电场”正式投入商业运营。该风电场由8台单机容量2.1兆瓦的风力发电机组构成,标志着日本在深水海域可再生能源开发领域取得实质性突破。这一项目不仅将提升日本能源自给率,更被视为该国实现碳中和目标的关键一步。
浮体式海上风电与传统的固定式(着床式)风电存在本质区别。固定式风机需直接固定在海底地基上,受水深限制,通常仅适用于60米以内的浅海区域。而浮体式结构通过浮体装置将风机悬浮于海面,可部署于水深数百米的深海海域。日本周边海域地形陡峭,浅海区域占比不足一成,超过90%的海域条件决定了浮体式技术是其海上风电发展的必然选择。
在五岛项目中,户田建设选择了成本效益更优的“斯帕型”(Spar型)浮体结构。该结构利用圆柱形浮体配合类似钓鱼浮标的水下平衡机制,确保风机在深海风浪中的稳定性。针对浮体制造与安装环节,户田建设展现出独特的技术优势:其联合京都大学研发的“混合斯帕型”结构,上部采用钢材、下部采用混凝土,有效规避了钢材在高压下易发生屈曲变形的缺陷。通过引入抗压性能更佳的混凝土,该结构使浮体制造成本降低了20%至30%。
除结构创新外,户田建设还开发了“一体化吊装技术”。传统斯帕型浮体需在近岸横向制造后,再拖运至深海竖立安装,工序复杂且风险较高。户田建设则预先将风机与浮体在陆上完成组装,随后整体吊装入海,大幅简化了海上施工流程,提升了工程效率与安全性。
随着五岛项目的成功运营,户田建设将积累宝贵的运维与维护经验,为未来技术迭代奠定基础。公司明确表示,下一步将重点研发适用于15兆瓦及以上超大型风机的浮体技术,以应对全球海上风电大型化趋势。日本作为岛国,其能源结构转型压力巨大,浮式风电技术的成熟将直接推动其能源自主化进程,并为全球类似地理条件的国家提供可复制的解决方案。
户田建设的技术路径显示,通过材料创新与施工流程优化,浮式风电的度电成本有望显著下降。对于中国企业在拓展深远海风电市场时,这种结合本土资源禀赋、聚焦结构轻量化与施工效率提升的思路,值得深入借鉴。在深海风电装备国产化进程中,跨学科协同研发与全生命周期成本控制,将是突破技术瓶颈的关键所在。
