✅ 粗略地說
🌪️ 「 無葉風力發電」僅靠振動產生電力，無需螺旋槳，正吸引關注
⚖️ 在日本，適用現有法律和規定，例如《電力營業法》，但由於新技術的影響，也存在解釋上的困難
📝 雖然尚未商業化，但預見並組織未來商業化所需的合約問題具有重要意義
📈 市場預計將以約9%的年率成長至2037年，並正處於從示範向商業化的過渡期。
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介紹
本文將說明與風力發電相關的新技術。
當你想到風力發電時，許多人可能會想到巨大的白色螺旋槳排在廣闊的土地上。
然而，目前推翻這種常識的「無葉風力發電機」正吸引全球關注。
這項技術以多種名稱推出，如「無葉風力發電」、「渦流激發風力發電」及「振動共振風力發電」，這些都是革命性的機制，透過振動結構來回應風力產生電力。
由於噪音大、可安裝於都市區域，且對野生鳥類影響不大，預期將成為下一代分散式能源。
然而，這項技術仍處於示範實驗階段，尚未商業化。 西班牙的 Vortex Bladeless 原定於 2020 年銷售，但仍在展示中，日本 Channelage 也正處於 2024-2025 年進行示範實驗階段。
儘管如此，市場預測將從2024年的約706億美元迅速成長至2037年的2322億美元，商業化只是時間問題。 作為一名律師，我認為在法律議題付諸實務之前，從階段開始組織是有意義的。
本文將概述無葉片風力發電的技術機制，並說明日本的法律架構及未來商業化的合約考量。
什麼是無葉風力發電？
與傳統風力發電的差異
傳統風力渦輪機在風力擊中葉片時產生升力，旋轉運動會傳遞給發電機以產生電力。
典型的有水平軸型（螺旋槳型）和垂直軸型（如達里烏斯型等），兩者皆由「旋轉」驅動。
另一方面，無葉片風力發電本質上不同，因為它以「振動」作為能量來源，而非旋轉。
圓柱形或桿狀結構會隨風振動，振動能量由內部發電機（線流發電機）轉換成電力。
這種差異產生了以下特徵：
- 顯著的降噪效果：無高速旋轉葉片，導致20Hz以下幾乎無聲
- 降低維護成本：結構不允許活動部件相互接觸，降低磨損，設備壽命估計為32~96年。
- 避免鳥撞：幾乎沒有野生鳥類碰撞的風險
- 製造成本降低：估計其製造成本約為傳統型號的53%，無需引擎艙（發電儲能單元）或葉片
然而，發電效率估計約為傳統型號的30~40%，而這種效率差異是商業化的挑戰之一。
振動產生電力的機制（渦流激發現象）
無葉風力發電的核心技術是一種稱為渦流誘發振動（VIV）的物理現象。
當風通過圓柱形結構時，渦旋會在結構後方交替形成（卡爾曼渦旋序列）。 當這個渦流的頻率接近結構的自然頻率（共振頻率）時，結構開始劇烈振動。 這就是渦流激發現象。
在建築界，這種現象被稱為必須避免的風險。
1940年，美國華盛頓州的塔科馬窄橋因風引起的渦流激發產生共振，僅四個月便倒塌。 在高樓建築和橋樑的設計中，避免這種共鳴是必須的。
無葉風力發電源自於逆轉這種「可避免現象」並故意產生共振並將其用於發電的想法。
具體的發電機制如下。
- 風撞擊圓柱形結構，形成漩渦
- 如果渦流的頻率與結構的共振頻率相符，結構會產生強烈的振動。
- 結構內的線圈與磁鐵相互移動，透過電磁感應產生電力。
- 磁鐵同時也作為「調諧系統」，根據風速改變表面彈性常數，以維持在廣泛風速範圍內的振動
此機制使得從風速約3公尺/秒的微風中產生電力成為可能，且相信即使在城市地區每日吹拂的風中，也能提取足夠的能量。
主要開發者與開發狀況
目前，無葉風力發電的開發由西班牙公司Vortex Bladeless主導。 該公司由 David Yáñez 與 Raul Martin 於 2012 年創立，並擁有六項專利。
Vortex Bladeless 目前正在開發三款模型。
- Vortex Nano：高1公尺，功率3W。 專為太陽能板設計的緊湊型
- 渦旋塔科馬：高2.75公尺，功率100瓦。 用於住宅與農田的自我生產
- 渦旋亞特蘭提斯/大地：高度9~13公尺，輸出約1千瓦。 工廠與商業設施大型模型（原型階段）
公司原本計劃於2020年下半年以約200歐元（約25,000日圓）的價格出售，但實際使用延遲，目前仍處於對100個預商業裝置進行產品測試階段。
在日本，Channelage 株式會社正在開發垂直軸 magnus 風力發電機。
嚴格來說，與無葉片渦旋激發法不同，它利用旋轉圓柱體產生的馬格努斯力，但其常見之處在於這是一種「無葉風力發電」。
Chreager 採用能抵禦颱風的設計，目標是於 2024 年在福島縣南相間市安裝一台小型示範機，並於 2025 年運行一台全尺寸大型示範機。
2025年9月，我們宣布與Macnica建立商業聯盟，以加速其在都市地區的擴展。
因此，可以說這項技術正處於「從示範實驗向商業化的過渡期」，從全球角度來看。
日本的法律架構
電力商業法的適用
無葉風力發電機只要是發電設備，也受《電力業務法》規範。
根據本法第38條及第39條，商用電氣工件必須符合技術標準，並適用《風力發電設備技術標準制定部長令》（平成9年國際貿易工業省條例第53號）。
由於這項部長條例適用於「以風力發電為驅動力的電力工程」，因此也適用於無葉片風力發電，無論其為旋轉式或振動式。
此外，根據產量規模，還適用以下規定：
- 20 kW以上的風力發電設備：作為商業電氣工件，需通報
- 50 kW以上設施：有義務任命首席電機工程師
- 設施規模超過一定範圍：有義務定期進行安全管理檢查（自4月29日起執行）
目前無葉風力發電的型號輸出僅數瓦~1千瓦，因此常被視為一般電氣工程或小型商業電氣作業。
然而，隨著未來規模擴大，可能會受到更嚴格的監管。
技術標準與認證系統
基於《電力商業法》的技術標準主要基於旋轉風力發電的前提制定。
因此，人們認為這種新的振動方法在以下幾點上可能有解釋性理論。
（1） 結構強度標準的應用
部長條例詳細規定了風力發電機支架與葉片的強度標準，但無葉片風力發電中並無「葉片」這一概念。
在這種情況下，合理的做法是將振動的圓柱形部分解讀為「受風力影響的主要部分」，並採用相同的強度標準。
（2） 是否需要超速防護裝置
旋轉風力發電需要安裝超速保護裝置，以防止在強風時過度旋轉。
由於無葉片風力發電不旋轉，可能需要安裝一個安全裝置，當振動超過限值時自動停止運作，作為「過度振動保護裝置」。
事實上，Vortex Bladeless 的設計在風速超過 30~35 公尺/秒時，會自動關閉機制。
（3） 認證與檢驗實務
在日本，風力發電設備已有型式認證及預先使用自我驗證系統，但這些系統設計時仍以傳統旋轉風力發電為參考。
引入無葉風力發電時，必須事先諮詢現有認證機構與檢驗機構，釐清將使用哪些測試項目與標準來判斷符合性。
在商業化前的階段，與監管機構就示範實驗安全性確認方法的對話也將非常重要。
環境法規（噪音、景觀等）
噪音是風力發電引入過程中的重要法律與實務問題。
在傳統風力發電中，葉片高速旋轉時的空氣動力噪音及齒輪箱機械噪音是問題，因此需依據環境省的《風力發電設施噪音應對措施》（平成28頁）等指引進行措施。
相較之下，無葉風力發電的噪音極低，低於20 Hz，從噪聲控制角度來看被視為顯著優勢。
由於低噪音隔壁，安裝於都市及住宅區也預期能提供更靈活的選址選擇。
此外，由於沒有大型螺旋槳，對當地居民的影響可能比傳統型更能接受。
然而，景觀法及地方景觀條例的規定必須另行查證。
即使在示範階段，向鄰居解釋並衡量環境影響被視為重要的法律程序。
與傳統風力發電法規的比較
總結上述內容，無葉風力發電與傳統風力發電的法律處理基本上受同一框架（如《電力商業法》等）約束，但在以下幾點實務上存在差異。
| 款 | 傳統風力發電 | 無葉風力發電 |
|---|---|---|
| 基本法令 | 電力商業法（同） | 電力商業法（同） |
| 技術標準 | 關於旋轉式機體前提的詳細規定 | 有些部分需要被解讀並應用 |
| 噪音調節 | 必須嚴格回應 | 相對容易通過法規 |
| 環境評估 | 在某個程度或更高時必須達到 | 同樣必要，但影響很小 |
| 認證實務 | 既定程序 | 事先諮詢非常重要 |
| 目前開發階段 | 商業營運 | 示範實驗階段 |
商業化的合約考量
本章將主動整理未來無葉片風力發電商業化時可能帶來的合約問題。
雖然商業合約尚未簽訂，但作為律師，我認為在法律問題付諸實務之前，預見並做好準備是有意義的。
示範階段合約的特殊性
目前開發階段，將先簽署示範測試合約。 這在性質上不同於一般的銷售合約或介紹合約，並被認為具有以下特徵。
（1） 研發元素的強度
示範實驗的主要目的不是「產品銷售」，而是「技術驗證」。
因此，合約性質更可能包含類似聯合研發協議的元素，而非銷售合約。
（2） 資料取得與智慧財產權
示範實驗所獲得的數據（發電量、風況、振動模式、耐久性等）對製造商來說是極為重要的技術資訊。
另一方面，對於安裝者（實驗合作者）來說，作為自己現場的環境資料也很有價值。
有必要在合約上明確說明這些資料的所有權、使用範圍，以及是否可以向第三方揭露。
（3） 成本負擔與激勵措施
另一個問題是，將給予合作示範實驗的安裝商哪些獎勵。
它可以有多種形式，例如免費安裝、相當於電費的補償，或未來商業產品的優先購買權。
設計未來商業化的性能保證
商業化時，履約保證條款應成為合約的核心。
然而，由於這是新技術，需考量與傳統風力發電的性能保證不同。
（1） 保證發電的困難
無葉風力發電在特定風速範圍內能最有效地發電，但實際安裝現場的風況難以預測。
認為「在年平均風速○ m/s條件下」的前提設定，比傳統類型更為重要。
此外，缺乏長期績效數據，製造商難以提供可靠的性能保證，因此可能需要制定「盡力而為」條款及逐步提高保固價值（第一年為中等，第三年後為全面保固等）。
（2） 設定比較目標
也考慮了「○%效能相較於傳統風力發電」的相對保證方法，但依安裝地點與條件不同，可能難以比較。
將保證金以絕對值（○千瓦時/年）與相對價值（○百分比）合併，可能是現實的做法。
（3） 保固期間與逐步評估
對於早期商業產品，採用分階段策略，採用短期（1~2年）的性能評估期，並根據結果提供長期保固，也值得考慮。
新技術專屬風險分配
引入新技術時，意外風險出現的可能性很高。
釐清合約中以下的風險分配非常重要。
（1） 發現技術缺陷的風險
商業化後，可能會發現設計缺陷和材料缺陷。 此時，合約中需明確說明製造商是否有義務進行修正，或買方也須承擔某些風險。
特別是對於初始批次（前零單位），在認識風險後，可以建立特殊子句作為引言。
（2） 法律與法規變更的風險
如第二章所述，無葉風力發電的法律和規定尚不明確。
未來可能會制定新的技術標準，或可能需要額外的認證。
事先應同意誰負責處理費用（修改費用、認證取得費用等）。
（3） 長期耐久性的不確定性
設備壽命估計為32~96年，但這僅為理論值，並無實證數據。
事實上，它可能比預期更快惡化。
有必要釐清製造商在保固期結束後（如付費維修、免費更換等）對性能惡化或故障負多大責任。
維修及維修合約問題
無葉風力發電有時被認為是「免維護」，但實際上，定期檢查和零件更換被認為是必要的。 在維護合約中，預期議程中會包含以下事項：
（1） 維護細節確認
不需像傳統風力發電那樣進行「葉片檢查」或「齒輪箱換油」，但預期透過示範實驗將明確所需的檢查方式。
在簽署合約時，提供「製造商建議的檢查項目」以彈性，並設定檢查頻率與費用上限是現實可行的。
（2） 負責供應備件
由於這是新技術，替換零件的供應系統可能不足。
對於重要零件，可以要求製造商確保一定數量的庫存，或在供應困難時建立替代措施（免費借出替換機器等）。
（3） 遠端監控與資料利用
利用物聯網技術的遠端監控系統預計將被引入。
在這種情況下，收集資料的處理（隱私、安全、次要使用等）也必須在合約中加以規範。
商業化合約清單草案
基於上述，我們將彙整一份未來無葉風力發電商業化時，合約中需檢查的關鍵項目清單。
□ 契約性質的澄清
- 是銷售合約、示範合作合約，還是聯合研發合約？
- 產品或原型
□ 設備規格
- 型號、產量、尺寸、重量
- 支援的風速範圍（發電量啟動風速、額定風速、截止風速）
- 預期安裝環境（溫度範圍、耐候性等）
- 指定它是原型還是商業產品
□ 效能保證（新技術支援）
- 保固的可用性與內容（絕對或相對）
- 請指定先決條件（風速、利用率等）。
- 保固期間（有無分級評估）
- 若未達保證金額（退款、改善義務、取消權利等）可採取的補救措施
- 「盡力而為」條款的可用性
□ 風險分配
- 發現技術缺陷時的責任分擔
- 法律與法規變更時的應變成本負擔
- 解決長期耐久性的不確定性
- 不可抗力（颱風、地震等）時的責任
- 對第三方損害賠償的責任（包括產品責任）
□ 資料與智慧財產權
- 實證資料的歸屬與使用範圍
- 向第三方揭露的可能性
- 改良發明的處理
□ 遵守法律與法規
- 確認遵守相關法律及法規，如《電力業務法》
- 執行認證與檢驗的義務及成本負擔
- 對法律與法規變更的回應
□ 交付與安裝
- 交貨時間與延遲罰款（因新技術帶來的彈性）
- 安裝工作範圍與職責分工
- 服役與驗收條件
□ 保固與維護
- 產品保固期間與保固內容
- 維護合約的內容與費用（若內容未確定則需處理）
- 故障時的應變系統（聯絡資訊、回應時間等）
- 備件供應系統及供應中斷時的措施
- 遠端監控系統與資料處理
□ 合約終止
- 合約期限與續約條款
- 中途終止條件與罰款（因新技術而享有特殊終止權利）
- 合約結束時移除設備的義務
此清單僅為未來商業化的考量材料，實際合約內容應依技術成熟度及市場狀況靈活設計。
商業化的現況與未來展望。
全球市場趨勢
全球無葉風力發電市場預計未來將快速成長，儘管目前仍處於示範階段。 根據多家市場調查公司的數據，預計2024年市場規模將達到約706~718億美元，並於2037年達到2322億美元，複合年增長率（CAGR）約為8.6~9.6%。
以下因素可歸因於此成長預測。
- 全球對再生能源需求的增加
- 都市地區對分散式電力需求的日益增長
- 對噪音與環境影響日益關注
- 作為物聯網裝置小規模電力供應的需求
特別是，當它與太陽能板結合使用時，預期將作為「混合發電系統」使用，並評估其即使在夜間或陰天、太陽能發電困難時仍能穩定供電的能力。
然而，這些市場預測假設「商業化將實現」，且將基於克服技術與經濟挑戰。
日本的示範實驗與議題
在日本，Channel Rennery 於 2024 年在福島縣南相間市開始示範實驗，並計劃於 2025 年開始運行全尺寸示範機。 此外，公司於2025年9月宣布與Macnica建立商業聯盟，目標是在災難發生時將其作為備用電源推廣。
另一方面，日本在全面商業開發方面也面臨一些挑戰。
（1） 發電效率問題
無葉片風力發電的發電效率約為傳統風力發電的30~40%。
從經濟角度來看，重要的是要觀察這種效率差異能在多大程度上被成本降低與環境效益所彌補。
（2） 經驗資料的累積
長期耐用性、實際發電性能、故障率等，尚未累積足夠的商業化所需的示範數據。
未來幾年的示範實驗將決定商業化的成敗。
（3） 血統連結問題
當要成為一種小型分散式電力來源時，將大量發電機連接到電網可能會面臨技術與制度上的挑戰。
特別是輸出波動的大小及如何處理逆流電流，未來可能成為值得關注的議題。
（4） 回收期
與傳統模式相比，初始投資的回收期是實施決策的重要因素。
雖然製造成本被認為低，但發電效率也較低，因此需要全面的經濟評估。
從律師視角看法律發展的方向
建立法律環境對於新技術的社會實施至關重要。
未來無葉片風力發電將需要以下法律發展。
（1） 技術標準的澄清
現行《部長條例：制定風力發電設備技術標準》主要假設為旋轉式。
經濟產業部希望能針對振動類型提供專屬技術標準，或至少提供解讀指引。
即使在示範階段，只要有關於實驗安全標準的指引，開發商與監管機構之間的對話也將被促進。
（2） 建立型式認證系統
對於新型風力發電設備，製造商與安裝商都必須建立適當的認證程序與標準。
（3） 小型分散式發電的制度設計
無葉片風力發電預計將以小規模分散式方式使用，而非大規模集中式。 因此，有必要考慮適合此類新型電源型態的電網連接規則，以及 FIT/FIP 系統的適用範圍。
（4） 促進示範實驗的措施
為了加速新技術的社會化實施，監管沙盒系統及示範實驗的支持措施（補貼、法規彈性適用等）被認為有效。
（5） 對國際標準化的回應
風力發電的技術標準正由國際電工委員會（IEC）及其他組織進行國際標準化。 日本企業應積極參與無葉風電國際標準的制定，從國際競爭力的角度出發。
概括
本文將概述無葉風力發電，該型風力發電因其技術機制、日本的法律架構及未來商業化的合約考量，該型風力發電正受到關注。
無葉風力發電是一項革命性技術，基於簡單的振動原理發電，具有低噪音與低維護成本的顯著優勢。
市場預測也強勁，若克服技術挑戰，未來幾年商業化可能全面展開。
目前仍處於示範實驗階段，實際商業合約尚未簽訂。
然而，作為律師，我認為在法律問題付諸實務之前，從階段開始組織是有意義的。
特別是，隨著技術成熟，預期如何以合約方式分配風險以應對新技術所帶來的不確定性、如何設計性能保證，以及在示範階段如何處理資料與智慧財產權等議題。
在法律與法規方面，與監管機構對話，了解如何將基於旋轉風力發電的傳統系統應用於新型振動方式也非常重要。
有各種議題需要考量，例如釐清技術標準、發展認證系統，以及設計系統為小規模分散式電源。
再生能源領域每天都在演進，創新技術如無葉風力發電不斷出現。
作為法律實務者，我認為有必要持續追蹤最新的科技趨勢，並準備合法支持新科技的社會實施。
未來若示範實驗或商業化有進展，我希望重新組織法律議題並提供有助於實務的資訊。
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