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(jī)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(jī)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)無碳電力。”

由緬因大學(xué)工程師設(shè)計(jì)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(duì)渦輪機(jī)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(jìn)漂浮式海上風(fēng)電的實(shí)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(jì)新聞》評(píng)論稱，漂浮式海上風(fēng)電有望掀起能源革新浪潮。

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(jìn)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心的游泳池中測(cè)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(shì)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(bào)道，漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)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(jī)未來有望產(chǎn)生高達(dá)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(cè)，全球漂浮式風(fēng)電市場(chǎng)規(guī)模2030年將達(dá)到698億美元左右。

歐美競(jìng)逐

目前有許多國家競(jìng)相研發(fā)和部署漂浮式海上風(fēng)電。

據(jù)CNN報(bào)道，美國第一臺(tái)全尺寸漂浮式海上風(fēng)力渦輪機(jī)將聳立在緬因?yàn)澈＠松戏?#xff0c;其葉片直徑長達(dá)236米，計(jì)劃于2030年前運(yùn)行，預(yù)計(jì)將產(chǎn)生多達(dá)15000千瓦的清潔電力，足以為數(shù)千個(gè)家庭供電。據(jù)悉，這樣的渦輪機(jī)共有10個(gè)。

目前，全球僅有20個(gè)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(jī)是風(fēng)能行業(yè)的未來，每個(gè)項(xiàng)目有望為75萬戶家庭提供清潔電力。

丹麥風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)明者亨瑞克·斯蒂爾斯達(dá)爾估計(jì)，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(xiàng)到2035年安裝1500萬千瓦漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電裝置的計(jì)劃。

歐洲在海上風(fēng)電領(lǐng)域走在前列，正加緊推進(jìn)實(shí)用化。蘇格蘭出臺(tái)了全球規(guī)模最大的漂浮式風(fēng)電開發(fā)計(jì)劃，準(zhǔn)備在約8000平方公里的海域開發(fā)裝機(jī)容量達(dá)2800萬千瓦的海上風(fēng)電，其中約六成為漂浮式風(fēng)電機(jī)組。挪威則計(jì)劃在2030年前建造更多漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)。英國也計(jì)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(jìn)

日本也開始推進(jìn)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(jìn)漂浮式風(fēng)電機(jī)組建設(shè)。盡管規(guī)模較小，但在日本屬于首例。該公司將測(cè)試漂浮式風(fēng)電機(jī)組能否承受巨大臺(tái)風(fēng)的沖擊。該公司也將與大阪大學(xué)合作，計(jì)劃到2025年進(jìn)行1萬千瓦漂浮式風(fēng)電機(jī)組的實(shí)證試驗(yàn)。

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(gè)百萬千瓦級(jí)漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)項(xiàng)目。據(jù)相關(guān)報(bào)道，該項(xiàng)目于2022年9月完成可研評(píng)審，計(jì)劃分兩期建設(shè)，其中一期建設(shè)規(guī)模20萬千瓦，計(jì)劃于2025年前投運(yùn)；二期規(guī)模80萬千瓦，計(jì)劃于2027年底前投運(yùn)。