✅ 粗略地说
🌪️ “ 无叶风力发电”，仅通过振动发电，无需螺旋桨，正引起关注
⚖️ 在日本，适用现有法律法规如《电力营业法》，但由于新技术的出现，解释上也存在问题
📝 虽然尚未商业化，但预见和组织合同问题以备未来商业化具有重要意义
📈 预计该市场将以约9%的年增长率增长至2037年，正处于示范向商业化的过渡期。
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介绍
本文将介绍与风电相关的新技术。
当你想到风力发电时，许多人可能会想到巨大的白色螺旋桨排在广袤的土地上。
然而，目前，颠覆这种常识的“无叶风机”正吸引全球关注。
该技术以“无叶风力发电”、“涡激风力发电”和“振动共振风力发电”等名称被引入，这些都是通过振动结构响应风力产生电力的革命性机制。
由于噪音大、可安装在城市地区，且对野生鸟类影响不大，预计将成为下一代分布式能源。
然而，该技术仍处于示范实验阶段，尚未实现商业化。 西班牙的Vortex Bladeless原计划于2020年销售，但仍在演示阶段，日本的Channelage也处于2024-2025年进行演示实验阶段。
不过，市场预测将从2024年的约706亿美元迅速增长到2037年的2322亿美元，商业化只是时间问题。 作为一名律师，我认为在法律问题付诸实践之前，从阶段开始组织是有意义的。
本文将概述无叶片风电的技术机制，并解释日本的法律框架及未来商业化的合同考虑因素。
什么是无叶风力发电？
与传统风力发电的区别
传统风力涡轮机在风吹到叶片时产生升力，旋转运动传递给发电机发电。
水平轴类型（螺旋桨型）和垂直轴类型（达赖斯型等）是典型的，这两种类型都通过“旋转”驱动。
另一方面，无叶片风力发电从根本上不同，它使用“振动”作为能量来源，而非旋转。
圆柱形或杆状结构在风中振动，振动能量通过内部发电机（线流发电机）转换为电能。
这种差异产生了以下特征：
- 显著降噪：无高速旋转叶片，导致20Hz以下几乎无声
- 降低维护成本：结构不允许活动部件相互接触，降低磨损，设备寿命估计为32~96年。
- 避免鸟击：几乎没有野生鸟类碰撞的风险
- 制造成本降低：估计其制造成本约为传统型号的53%，无需发动机舱（发电机储能单元）或叶片
然而，发电效率估计仅为传统型号的30~40%，这一效率差异是商业化面临的挑战之一。
通过振动发电的机制（涡流激励现象）
无叶风电的核心技术是一种称为涡旋诱导振动（VIV）的物理现象。
当风穿过圆柱形结构时，涡旋会在结构后方交替形成（卡尔曼涡旋序列）。 当该涡旋的频率接近结构的固有频率（共振频率）时，结构开始剧烈振动。 这就是涡流激发现象。
在建筑界，这种现象被称为需要避免的风险。
1940年，美国华盛顿州的塔科马窄桥因风引起的涡旋激发共振，仅四个月便坍塌。 在高层建筑和桥梁的设计中，避免这种共振是必须的。
无叶风力发电源于逆转这一“可避免现象”并故意制造共振并将其用于发电的想法。
具体的发电机制如下。
- 风吹进圆柱形结构，形成漩涡
- 如果涡旋频率与结构的共振频率相匹配，结构会强烈振动。
- 结构内部的线圈和磁铁相互移动，通过电磁感应产生电力。
- 磁铁还作为“调谐系统”，根据风速改变表观弹性常数，以维持在宽广风速范围内的振动
这种机制使得从风速约3米/秒的微风中发电成为可能，且据信即使在城市地区每天吹拂的风中也能提取足够的能量。
主要开发者与开发状态
目前，无叶风力发电的开发由西班牙公司Vortex Bladeless领导。 该公司由David Yáñez和Raul Martin于2012年创立，拥有六项专利。
Vortex Bladeless 目前正在开发三款型号。
- Vortex Nano：高1米，功率3W。 紧凑型型号，专为太阳能电池板设计
- 涡旋塔科马：高2.75米，功率100瓦。 用于房屋和农田的自我生成
- Vortex Atlantis/Grand：高度9~13米，输出约1千瓦。 工厂和商业设施的大型模型（原型阶段）
公司原计划在2020年下半年以约200欧元（约25,000日元）的价格出售，但实际应用有所延迟，目前仍处于对100个预商业设备进行产品测试阶段。
在日本，Channelage株式会社正在开发垂直轴Magnus风力涡轮机。
严格来说，与无叶涡激发法不同，它利用旋转圆柱产生的马格努斯力，但其常见性在于这是一种“无叶风力发电”。
Chreager采用了能够抵御台风的设计，计划于2024年在福岛县南相马市安装一台小型示范机，并于2025年投入全尺寸大型示范机运行。
2025年9月，我们宣布与Macnica建立商业联盟，以加速其在城市地区的推广。
因此，可以说该技术正处于“从示范实验向商业化的过渡期”，从全球角度看。
日本的法律框架
《电力业务法》的适用
只要无叶片风力涡轮机是发电设备，也受《电力业务法》的监管。
根据本法第38条和第39条，商用电气工件必须符合技术标准，适用《风力发电设备技术标准部长条例》（平成9年国际贸易工业省条例第53号）。
由于该部长条例适用于“以风力发电为驱动力的电气工程”，因此也适用于无叶片风力发电，无论其为旋转风力还是振动风力。
此外，根据产量规模，适用以下规定：
- 20千瓦及以上风力发电设备：作为商业电气工件，需提前通知
- 50千瓦及以上设施：有义务任命首席电气工程师
- 一定规模的设施：有义务定期进行安全管理检查（4月29日执行）
当前无叶片风力发电型号输出功率较小，仅有几瓦~1千瓦，因此通常被视为一般电气工作或小规模商业电气工作。
然而，随着未来规模的扩大，可能会受到更严格的监管。
技术标准与认证体系
基于《电力业务法》的技术标准主要基于旋转风电发电的前提制定。
因此，人们认为这种新的振动方法可能在以下几点具有解释性理论。
（1） 结构强度标准的应用
部长条例详细规定了风力涡轮机支架和叶片的强度标准，但无叶片风力发电中没有“叶片”这一概念。
在这种情况下，合理的理解是振动的圆柱形部分为“受风力影响的主要部件”，并适用相同的强度标准。
（2）是否需要超速保护装置
旋转风力发电需要安装超速保护装置，以防止在大风时发生超速旋转。
由于无叶片风力不旋转，可能需要安装一个安全装置，当振动超过限值时自动停止运行，作为“过度振动保护装置”。
事实上，Vortex Bladeless的设计在风速超过30~35米/秒时自动关闭。
（3）认证与检验实践
在日本，风电设备已有型式认证和预使用自我验证系统，但这些系统设计时考虑了传统的旋转风力发电。
引入无叶风电发电时，需通过事先咨询现有认证机构和检验机构，明确将使用哪些测试项目和标准来确定合规性。
在商业化前的这一阶段，与监管机构就示范实验安全性确认方法的对话也将非常重要。
环境法规（噪音、景观等）
噪声是风力发电引入过程中一个重要的法律和实际问题。
在传统风电发电中，叶片高速旋转时产生的空气动力噪音和齿轮箱机械噪音是个问题，因此需要依据环境省的《风力发电设施噪声响应》（平成28页）等指导方针进行措施。
相比之下，无叶片风力发电的噪声水平极低，低于20 Hz，这在噪声控制方面被视为显著优势。
由于低噪隔，城市和住宅区的安装也预计将实现更灵活的选址选择。
此外，由于没有大型螺旋桨，对当地居民的影响可能比传统类型更容易接受。
然而，景观法和地方景观条例的规定必须单独核查。
即使在示范阶段，向邻居解释和测量环境影响也被视为重要的法律程序。
与传统风电法规的比较
综上所述，人们认为无叶风电和传统风电的法律处理基本受同一框架（如《电力业务法》等）约束，但在以下几点存在实际差异。
| 项目 | 传统风电发电 | 无叶风力发电 |
|---|---|---|
| 基本法令 | 电力业务法（同） | 电力业务法（同） |
| 技术标准 | 关于旋转式机车前提的详细规定 | 有些部分需要被解读和应用 |
| 噪音调节 | 需要严格回应 | 相对容易通过法规 |
| 环境评估 | 在一定规模或更高时是必需的 | 同样必要，但影响很小 |
| 认证实践 | 既定程序 | 事先咨询很重要 |
| 当前开发阶段 | 商业运营 | 示范实验阶段 |
商业化的合同考量
在本章中，我们将主动整理未来无叶片风电商业化时可能出现的合同问题。
虽然商业合同尚未签订，但作为律师，我认为在法律问题实际应用之前，预见并做好准备是有意义的。
示范阶段合同的特殊性
目前开发阶段，将首先签署示范测试合同。 这在性质上不同于普通销售合同或介绍合同，具有以下特征。
（1） 研发要素的强度
演示实验的主要目的不是“产品销售”，而是“技术验证”。
因此，合同的性质更可能包含类似于联合研发协议的元素，而非销售合同。
（2） 数据采集与知识产权
演示实验获得的数据（发电量、风况、振动模式、耐久性等）对制造商来说极为重要的技术信息。
另一方面，对于安装者（实验合作者）来说，作为环境数据，它也非常有价值。
有必要在合同中明确这些数据的所有权、使用范围以及是否可以向第三方披露。
（3）成本负担与激励措施
另一个问题是，配合示范实验的安装商将获得哪些激励措施。
它可以有多种形式，比如免费安装、相当于电费的补偿，或未来商业产品的优先购买权。
为未来商业化设计性能保障
商业化时，履约保证条款应成为合同的核心。
然而，由于这是一项新技术，它需要考虑与传统风电的性能保证不同的考量。
（1）保证发电的困难
无叶片风力发电在特定风速范围内最高效发电，但实际安装现场的风况难以预测。
认为，设定“年平均风速○ m/s”的前提条件比传统类型更为重要。
此外，缺乏长期性能数据，制造商难以提供可靠的性能保证，因此可能需要制定“尽力而为”条款和逐步提高保修价值（第一年为中等，第三年后为全面保修等）。
（2） 设定比较目标
还考虑了“相较于传统风电发电的零%性能”的相对保证方法，但根据安装地点和条件，比较可能较困难。
将绝对价值（〇千瓦时/年）和相对价值（传统价值中的零%）保证合并，可能是现实的。
（3）保修期及分步评估
对于早期商业产品，采用分阶段方法，短期（1~2年）性能评估期，并基于结果提供长期保修，也值得考虑。
新技术专属风险分配
引入新技术时，出现意外风险的可能性很大。
合同中明确以下风险分配非常重要。
（1）发现技术缺陷的风险
商业化后，可能会发现设计缺陷和材料缺陷。 在这种情况下，合同中需要明确制造商是否有义务进行修正，还是买方也将承担某些风险。
特别地，对于初始批次（前零单位），在认识到风险后，可以建立特殊条款作为引言。
（2）法律和法规变更的风险
如第二章所述，无叶风力发电的法律法规尚不明确。
未来可能会制定新的技术标准，或需要额外的认证。
最好提前达成协议，谁承担处理费用（修改成本、认证获取成本等）。
（3）长期耐久性的不确定性
设备寿命估计为32~96年，但这仅是理论值，并非基于实证数据。
事实上，它可能比预期更快恶化。
需要明确制造商在保修期结束后（如付费维修、免费更换等）对性能下降或故障负有多大责任。
维护及维护合同问题
无叶风力发电有时被认为是“免维护”，但实际上，定期检查和更换零件被认为是必要的。 在维护合同中，预计议程上应包含以下内容：
（1） 维护细节的确认
不需要像传统风电那样进行“叶片检查”或“变速箱换油”，但预计通过示范实验将明确所需的检查类型。
在签订合同时，提供“制造商推荐的检查项目”以灵活性提供，同时设定检查频率和费用上限是现实的。
（2）供应备件的责任
由于这是一项新技术，替换零件的供应系统可能不足。
对于重要零件，可以要求制造商确保一定数量的库存，或在供应困难时建立替代措施（如免费借用替换机器等）。
（3）远程监控与数据利用
利用物联网技术的远程监控系统预计将被引入。
在这种情况下，收集数据的处理（隐私、安全、二次使用等）也必须在合同中安排。
商业化合同清单草案
基于上述内容，我们将编制一份未来无叶风电商业化合同中需要检查的关键项目清单。
□ 合同性质的澄清
- 是销售合同、示范合作合同，还是联合研发合同？
- 产品或原型
□ 设备规格
- 型号、产量、尺寸、重量
- 支持的风速范围（发电起始风速、额定风速、截止风速）
- 预计安装环境（温度范围、耐候性等）
- 明确它是原型还是商业产品
□ 性能保证（新技术支持
- 保修的可用性及内容（绝对或相对）
- 明确前提条件（风速、利用率等）。
- 保修期（有无分级评估）
- 未能达到保证金额时的补救措施（退款、改进义务、取消权利等）
- “尽力而为”条款的可用性
□ 风险分配
- 发现技术缺陷时的责任分担
- 法律法规变更时的应对成本负担
- 应对长期耐用性的不确定性
- 不可抗力（台风、地震等）情况下的责任
- 对第三方损害赔偿责任（包括产品责任）
□ 数据与知识产权
- 经验数据的归因与使用范围
- 向第三方披露的可能性
- 改进发明的处理
□ 遵守法律法规
- 确认遵守相关法律法规，如《电力业务法》
- 实施认证和检验的义务及成本负担
- 对法律法规变化的回应
□ 交付与安装
- 送货时间和延迟罚款（新技术带来的灵活性）
- 安装工作范围及职责分工
- 服役与验收条件
□ 保修与维护
- 产品保修期及保修内容
- 维护合同的内容和费用（如果内容未最终确定，则需处理）
- 故障响应系统（联系方式、响应时间等）
- 备件供应系统及供应中断时的措施
- 远程监控系统与数据处理
□ 合同终止
- 合同期限与续约条款
- 中期终止及处罚条件（因新技术而享有特殊终止权）
- 合同结束时移除设备的义务
该清单仅作为未来商业化的考量材料，合同内容应根据技术成熟度和市场状况灵活设计。
当前商业化的现状及未来展望。
全球市场趋势
全球无叶风电市场预计未来将迅速增长，尽管目前仍处于示范阶段。 根据多家市场调研公司的数据，预计2024年市场规模将达到约706~718亿美元，到2037年达到2322亿美元，复合年增长率（CAGR）约为8.6~9.6%。
以下因素可归因于这一增长预测。
- 全球对可再生能源需求的增长
- 城市地区对分布式电力发电需求的增长
- 对噪音和环境影响日益增长的关注
- 作为物联网设备小规模电力供应的需求
特别是，预计将其作为“混合发电系统”与太阳能电池板结合使用，评估其即使在夜间或阴天条件下太阳能发电困难时也能提供稳定电力。
然而，这些市场预测假设“商业化将实现”，并将基于克服技术和经济挑战。
日本的示范实验与问题
在日本，Channel Rennery已于2024年在福岛县南相间市启动示范实验，目标于2025年开始运行一台全尺寸示范机。 此外，公司于2025年9月宣布与Macnica建立商业联盟，旨在将其作为灾难时的备用电源推广。
另一方面，日本在全面商业开发方面也存在一些挑战。
（1）发电效率问题
无叶风电的发电效率约为传统风电的30~40%。
从经济角度看，重要的是观察这种效率差异能通过成本降低和环境效益覆盖到多大程度。
（2）经验数据的积累
长期耐用性、实际发电性能、故障率等尚未积累足够的商业化所需的演示数据。
未来几年的示范实验将决定商业化的成败。
（3）血统联系问题
当它成为一种小规模分布式电源时，将大量发电机连接到电网可能面临技术和制度上的挑战。
特别是输出波动的大小及如何应对逆流，未来可能成为需要考虑的问题。
（4） 回收期
与传统模式相比，初始投资的回收期是实施决策的重要因素。
虽然制造成本被认为低，但发电效率也较低，因此需要全面的经济评估。
从律师视角看法律发展方向
法律环境的发展对于新技术的社会实施至关重要。
预计未来无叶片风电发电将需要以下法律发展。
（1）技术标准的澄清
现行《部长条例：制定风电设备技术标准》主要假设为旋转式。
经济产业部希望提供针对振动类型的技术标准，或至少提供解释指南。
即使在示范阶段，如果有关于实验应采用安全标准的指导方针，开发商与监管机构之间的对话也将被认为会得到促进。
（2） 建立型号认证体系
对于新型风电设备，制造商和安装商都必须建立适当的认证程序和标准。
（3）小规模分布式发电的制度设计
无叶片风电预计将以小规模分布式方式使用，而非大规模集中式。 认为有必要考虑适合此类新型电源形式及FIT/FIP系统适用范围的电网连接规则。
（4）促进示范实验的措施
为了加速新技术的社会化实施，监管沙盒体系及示范实验支持措施（补贴、法规灵活适用等）被认为有效。
（5）对国际标准化的回应
风电技术标准正在国际范围内由国际电工委员会（IEC）及其他组织标准化。 日本企业应积极参与制定国际无叶风电标准，从国际竞争力角度出发。
概括
本文概述了无叶风力发电，它作为“无叶风力涡轮机”备受关注，从其技术机制到日本的法律框架以及未来商业化的合同考虑。
无叶风力发电是一种革命性技术，基于简单的振动原理发电，具有低噪声和低维护成本的显著优势。
市场预测也很强劲，如果克服技术挑战，未来几年商业化可能全面展开。
目前，该项目仍处于示范实验阶段，实际商业合同直到现在才会签署。
然而，作为一名律师，我认为在法律问题付诸实践之前，从阶段开始组织是有意义的。
特别是，随着技术成熟，如何合同中分配新技术带来的不确定性风险、如何设计性能保证，以及演示阶段的数据和知识产权如何处理等问题，预计将逐渐浮现。
在法律法规方面，与监管机构对话如何将基于旋转风力发电的传统系统应用于新型振动方式也非常重要。
需要考虑的议题广泛，比如技术标准的明确、认证系统的发展以及将系统设计为小规模分布式电源。
可再生能源领域每天都在发展，诸如无叶风力发电等创新技术不断涌现。
作为一名法律从业者，我认为有必要持续关注最新的技术趋势，并准备合法支持新技术的社会实施。
未来如果示范实验或商业化有进展，我希望重新组织法律问题，提供有助于实践的信息。
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