或許有一天，聯合循環發電廠會離開日本海岸，漂到大海上。西門子與挪威的Sevan Marine公司正在研發這種不受地震和海嘯影響的電廠解決方案。

2011年3月，日本東部發生地震，海嘯吞噬了沿海地區的大片土地。這場災難導致福島核電站堆芯熔毀，迫使日本關閉核反應堆。在此之前，核電滿足日本近三分之一的用電需求。現在，為了減少石油和天然氣進口量，日本政府意欲逐步恢復48座核反應堆的運行。然而，面對日本民眾高漲的反對之聲，核反應堆重新啟動的明確日程依然“猶抱琵琶半遮面”。日本也需要借助更多替代解決方案，在下一次地震來襲時，維持安全的電力供應。因此，日本需要另辟蹊徑，實現安全、環保的電力供應。

浮式電廠

為此，2014年秋季，專為石油和天然氣行業開發海上平臺的挪威Sevan Marine公司提出了一個非同尋常的建議。攜手西門子，Sevan Marine公司提出了建造能夠停泊在海上的浮式電廠的概念。譬如，這樣一座電廠可以使用液化天然氣（LNG）發電，向陸地輸送70萬千瓦電能。這個建議獲得了日本國土交通省的好評，因為在這個群山綿延的島國，適于建造能在地震和海嘯中安然無恙的礦物燃料電廠的地方不多。此外，許多人都不愿讓發電站建在自家附近。

補給船停靠浮式電廠的方案。

Fredrik Major是Sevan Marine公司的業務發展負責人，他說：“我們初想到建造浮式電廠是在2006年。那時候，我們正在探索能夠通過將沒有商業價值的所謂‘閑置天然氣’，用作集成了二氧化碳捕集和回注系統的浮式電廠的燃料，來幫助挪威減少二氧化碳的排放。這種浮式電廠，旨在為海上的石油和天然氣設施供應清潔電能，以及向陸上電網輸送電能，以取代不具備二氧化碳捕集和封存能力的燃氣電廠。”閑置天然氣是海上石油和天然氣鉆井平臺生產作業的副產品。從那時起，西門子一直在參與這個項目，設在奧斯陸的西門子石油和天然氣業務部的工程師Vemund Kaarstad補充道。

Major指出，“在遼闊的大海上，海嘯和地震不會造成毀滅性的破壞。事實上，水深只需要達到50米以上即可。浮式電廠必須距離陸地多遠，取決于沿海海床的陡峭程度，以及其與航道和居住區之間的小安全距離。”

Sevan Marine公司將為浮式電廠提供由直徑達106米的圓柱形船體構成的基座。龐大的船體將通過鏈條，被錨定到海床上的三個點。上部結構由多層甲板組成，高出水線約50米。電廠將包含一套聯合循環發電裝置，這是一種同時配備了燃氣輪機和蒸汽輪機的發電裝置。它還將具備可以容納約20名工作人員的宿舍，以及用于將電能輸送至陸地的高壓輸電系統。這項技術與海上風電場所用技術*相同，不過，由于浮式電廠要儲存大量易燃氣體，它還將采取額外的安全措施。取決于電廠所在地點，既可以由油輪為其供給LNG，也可以通過陸上管道，向其輸送天然氣。電廠的7個LNG儲罐可以儲存近20萬立方米燃料，這足夠它以70萬千瓦的發電功率運行30天時間。這座電廠還將配備一套再氣化裝置，用于將LNG轉換回氣態，以供燃燒。平臺和液化天然氣儲罐可由日本造船廠制造。

能效高達近55%

另一方面，西門子將提供兩套35萬千瓦的發電裝置。每套發電裝置都將配備5臺SGT 800燃氣輪機。這是一款經實踐檢驗的燃氣輪機型號，譬如，它也被用于大型工業設施。每臺燃氣輪機都將連接一臺余熱鍋爐，后者可利用燃氣輪機排放的尾氣來生產蒸汽，以供蒸汽輪機及其配套發電機用于生產更多電能。這樣一來，這套發電裝置的總能效將達到近55%。發電量還可以通過關閉和開啟個別燃氣輪機，按7萬千瓦的步長進行調節。在瑞典Finspång，西門子的Johan Hansson和他的同事們正在為這個日本項目開發電廠解決方案，他表示，“我們的解決方案使用的所有技術都是已在實踐中證明了其價值的現有技術。” 西門子還將負責通過海底高壓輸電線路，將電廠連接至日本電網。

擬議浮式電廠的橫截面圖

這個概念的關鍵要素之一，是平臺的圓柱形設計。這種圓形漂浮物在波濤中移動的方式，不同于狹長的船身。這種圓形漂浮物不是繞縱軸橫搖，繞橫軸縱搖，而是隨波起伏。Hansson解釋道，“相比于快速旋轉的渦輪機的臨界值，它的橫搖和縱搖幅度小得多。正因如此，我們才能使用成熟的發電裝置組件。”多年來，在北海和巴西海岸用作海上鉆井和開采平臺的圓形結構物，已經證明它們適于海上應用。 其圓形外形，也是使用能輸送大量電能的海底高壓輸電線路的前提條件。圓形船身能夠系泊在固定方向上，而狹長的船身則不得不隨波旋轉，才能讓船頭昂起，故要求通過旋轉系統來輸送電能。當前市場上的旋轉式輸電技術，只能達到1-2萬千瓦左右。

只是，這樣的解決方案是否經濟劃算？Kaarstad說：“距離海岸越近，輸電費用越低。然而，電廠選址還必須考慮到諸如漁場和主要航道等其他因素。”無論如何，日本都要進口液化天然氣，在海上供應這種燃料，比在陸地上更為容易。海上電廠的另一個優點，是它不需要任何冷卻塔，因為周圍的海水能將之冷卻。當地震對陸地電廠造成損壞時，海上電廠還能作為重要的備用系統。

西門子SGT-800燃氣輪機十分靈活，可以快速啟停，因而是應對迅速變化的需求尖峰的理想之選。

如果未來日本要大規模利用海上風電，這個系統也允許實現另一個創意。Kaarstad說：“浮式燃氣電廠可以與海上風電場相組合。”這是因為，海上風電場要求為輸電系統提供中央平臺。如果同時在這個平臺上安裝了LNG發電裝置，那么，它就可以彌補風力發電量的波動。這樣一來，風電場就可以持續供應電能，同時更好地利用其輸電線路，因為每當風力不足時，都將使用天然氣來發電。在日本安裝這樣的海上風電設施頗具挑戰，因為日本海岸的下降很陡，不能采用類似于北海淺水區的方式，將風電機組固定到海床上。然而現在，在一個名為“Fukushima Forward（福島向前沖）”的計劃中，日本正在福島海岸附近，建造配有浮式風電機組的示范風電場。不論這個項目后怎樣發展，來自Sevan Marine公司和西門子的團隊都準備在日本海岸附近安裝其自有創新系統。Major表示，“只要日本方面同意，并且找到合適的建造地點，我們就能在4年之內將這樣一座電廠投入運行。”