科技創(chuàng)新世界潮|漂浮式海上風(fēng)電將掀起能源革新浪潮
今年3月，美國能源部發(fā)布海上風(fēng)電普及戰(zhàn)略，目標(biāo)是讓海上風(fēng)電裝機容量由現(xiàn)在的數(shù)萬千瓦，提高至2050年的1.1億千瓦。目前在全世界范圍內(nèi)普及的是固定在海底的著床式風(fēng)電機組，其適合淺水海灘，很難應(yīng)用于水深超過50米的海域，因此尚未大規(guī)模商用。讓發(fā)電設(shè)備浮于海上的漂浮式系統(tǒng)成為美國海上風(fēng)電戰(zhàn)略的關(guān)鍵。美國能源部長珍妮·格蘭霍姆強調(diào)：“這是21世紀(jì)最有潛力的清潔能源技術(shù)之一，將使美國到2035年實現(xiàn)無碳電力。”
由緬因大學(xué)工程師設(shè)計的小型漂浮式海上風(fēng)電演示設(shè)備坐落于緬因州海岸附近的水域，一直在收集數(shù)據(jù)，以了解沿海水域暴風(fēng)雨對渦輪機等的影響。圖片來源：美國緬因大學(xué)
除美國外，歐洲正在加緊推進漂浮式海上風(fēng)電的實用化；亞洲國家也開始布署漂浮式風(fēng)電開發(fā)?！度毡窘?jīng)濟新聞》評論稱，漂浮式海上風(fēng)電有望掀起能源革新浪潮。
(資料圖片僅供參考)
走向深海
作為一種低成本又安全的能源，海上風(fēng)電日益被視為全球脫碳的核心。
工程師在緬因大學(xué)先進結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心的游泳池中測試漂浮式海上風(fēng)電模型。圖片來源：美國緬因大學(xué)
但研究顯示，全球大部分風(fēng)能資源位于水深超過60米的海域。美國能源部稱，美國2/3的海上風(fēng)能資源位于深水地區(qū)。深遠(yuǎn)海區(qū)域面積大、風(fēng)力好，水深50米以上的風(fēng)能密度約為近海區(qū)域的2—4倍。
隨著近海風(fēng)能資源開發(fā)將趨于飽和，海上風(fēng)電走向深遠(yuǎn)海已是大勢所趨，而水深超過60米的海域適合采用漂浮式海上風(fēng)電開發(fā)模式。
據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）報道，漂浮式海上風(fēng)電場具有巨大的能源潛力，能產(chǎn)生比太陽能電池板或陸上風(fēng)能更多的能源。格蘭霍姆去年就表示，漂浮渦輪機未來有望產(chǎn)生高達28億千瓦的清潔能源，是美國目前電力需求的兩倍多。
加拿大優(yōu)先研究公司預(yù)測，全球漂浮式風(fēng)電市場規(guī)模2030年將達到698億美元左右。
歐美競逐
目前有許多國家競相研發(fā)和部署漂浮式海上風(fēng)電。
據(jù)CNN報道，美國第一臺全尺寸漂浮式海上風(fēng)力渦輪機將聳立在緬因灣海浪上方，其葉片直徑長達236米，計劃于2030年前運行，預(yù)計將產(chǎn)生多達15000千瓦的清潔電力，足以為數(shù)千個家庭供電。據(jù)悉，這樣的渦輪機共有10個。
目前，全球僅有20個此類漂浮式海上風(fēng)電設(shè)備，主要位于歐洲。專家表示，這些漂浮渦輪機是風(fēng)能行業(yè)的未來，每個項目有望為75萬戶家庭提供清潔電力。
丹麥風(fēng)力渦輪機發(fā)明者亨瑞克·斯蒂爾斯達爾估計，漂浮式海上風(fēng)電最終可為美國東海岸和西海岸提供一半的電力，歐洲已經(jīng)設(shè)定了到本世紀(jì)中葉從漂浮式海上風(fēng)電獲得一半電力的目標(biāo)。
2022年9月，拜登政府宣布了一項到2035年安裝1500萬千瓦漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電裝置的計劃。
歐洲在海上風(fēng)電領(lǐng)域走在前列，正加緊推進實用化。蘇格蘭出臺了全球規(guī)模最大的漂浮式風(fēng)電開發(fā)計劃，準(zhǔn)備在約8000平方公里的海域開發(fā)裝機容量達2800萬千瓦的海上風(fēng)電，其中約六成為漂浮式風(fēng)電機組。挪威則計劃在2030年前建造更多漂浮式海上風(fēng)電場。英國也計劃到2030年建成百萬千瓦漂浮式海上風(fēng)電設(shè)施。
亞洲推進
日本也開始推進漂浮式風(fēng)電開發(fā)。在長崎縣五島列島海岸，戶田建設(shè)公司開始推進漂浮式風(fēng)電機組建設(shè)。盡管規(guī)模較小，但在日本屬于首例。該公司將測試漂浮式風(fēng)電機組能否承受巨大臺風(fēng)的沖擊。該公司也將與大阪大學(xué)合作，計劃到2025年進行1萬千瓦漂浮式風(fēng)電機組的實證試驗。
去年11月，中國海南萬寧市政府與中國電建海南分公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，將投資建設(shè)全國首個百萬千瓦級漂浮式海上風(fēng)電試驗項目。據(jù)相關(guān)報道，該項目于2022年9月完成可研評審，計劃分兩期建設(shè)，其中一期建設(shè)規(guī)模20萬千瓦，計劃于2025年前投運；二期規(guī)模80萬千瓦，計劃于2027年底前投運。
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