今年3月,美國能源部發(fā)布海上風(fēng)電普及戰略,目標是讓海上風(fēng)電裝機容量由現在的數萬(wàn)千瓦,提高至2050年的1.1億千瓦。目前在全世界范圍內普及的是固定在海底的著(zhù)床式風(fēng)電機組,其適合淺水海灘,很難應用于水深超過(guò)50米的海域,因此尚未大規模商用。讓發(fā)電設備浮于海上的漂浮式系統成為美國海上風(fēng)電戰略的關(guān)鍵。美國能源部長(cháng)珍妮·格蘭霍姆強調:“這是21世紀最有潛力的清潔能源技術(shù)之一,將使美國到2035年實(shí)現無(wú)碳電力?!?/p>
由緬因大學(xué)工程師設計的小型漂浮式海上風(fēng)電演示設備坐落于緬因州海岸附近的水域,一直在收集數據,以了解沿海水域暴風(fēng)雨對渦輪機等的影響。
圖片來(lái)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(kāi)始布署漂浮式風(fēng)電開(kāi)發(fā)?!度毡窘?jīng)濟新聞》評論稱(chēng),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)結構和復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(lái)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(guò)60米的海域。美國能源部稱(chēng),美國2/3的海上風(fēng)能資源位于深水地區。深遠海區域面積大、風(fēng)力好,水深50米以上的風(fēng)能密度約為近海區域的2—4倍。
隨著(zhù)近海風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)將趨于飽和,海上風(fēng)電走向深遠海已是大勢所趨,而水深超過(guò)60米的海域適合采用漂浮式海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)模式。
據美國有線(xiàn)電視新聞網(wǎng)(CNN)報道,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(yáng)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(lái)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)先研究公司預測,全球漂浮式風(fēng)電市場(chǎng)規模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(cháng)達236米,計劃于2030年前運行,預計將產(chǎn)生多達15000千瓦的清潔電力,足以為數千個(gè)家庭供電。據悉,這樣的渦輪機共有10個(gè)。
目前,全球僅有20個(gè)此類(lèi)漂浮式海上風(fēng)電設備,主要位于歐洲。專(zhuān)家表示,這些漂浮渦輪機是風(fēng)能行業(yè)的未來(lái),每個(gè)項目有望為75萬(wàn)戶(hù)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)設定了到本世紀中葉從漂浮式海上風(fēng)電獲得一半電力的目標。
2022年9月,拜登政府宣布了一項到2035年安裝1500萬(wàn)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(jìn)實(shí)用化。蘇格蘭出臺了全球規模最大的漂浮式風(fēng)電開(kāi)發(fā)計劃,準備在約8000平方公里的海域開(kāi)發(fā)裝機容量達2800萬(wàn)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(chǎng)。英國也計劃到2030年建成百萬(wàn)千瓦漂浮式海上風(fēng)電設施。
亞洲推進(jìn)
日本也開(kāi)始推進(jìn)漂浮式風(fēng)電開(kāi)發(fā)。在長(cháng)崎縣五島列島海岸,戶(hù)田建設公司開(kāi)始推進(jìn)漂浮式風(fēng)電機組建設。盡管規模較小,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(jìn)行1萬(wàn)千瓦漂浮式風(fēng)電機組的實(shí)證試驗。
去年11月,中國海南萬(wàn)寧市政府與中國電建海南分公司簽訂戰略合作協(xié)議,將投資建設全國首個(gè)百萬(wàn)千瓦級漂浮式海上風(fēng)電試驗項目。據相關(guān)報道,該項目于2022年9月完成可研評審,計劃分兩期建設,其中一期建設規模20萬(wàn)千瓦,計劃于2025年前投運;二期規模80萬(wàn)千瓦,計劃于2027年底前投運。
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