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風起電涌 美國“試水”海上風力發電

2014-10-09 09:49:51 中國科學報 

位于美國緬因州的卡斯汀鎮仿佛是一處被時光遺忘的地方。17世紀早期,開始有人到此定居。如今,街道上排列著擁有幾百年歷史的建筑物。船兒在小小的港灣里搖動,由粗糙石板建成的白色燈塔則在一座高高的山丘上“站崗放哨”。 

不過,就在離岸邊500米遠的海上,未來的氣息透過灰色的薄霧若隱若現。一臺淡黃色的風力渦輪機在波浪中搖晃,薄薄的葉片緩慢地旋轉著。這個20米高的家伙建于去年6月,是一種試驗性漂浮設計,規模只有實際大小的1/8。它最多可提供20千瓦電力,基本夠6個美國家庭用電。不過,因為是美國近海唯一的海上風力發電場,這個被稱為VolturnUS的建筑物正引發廣泛關注。 

過去幾十年間,其他國家如比利時、英國、丹麥和德國在其海岸線周圍建造了大規模的渦輪機發電場。然而,由于環境顧慮、官僚制度和政治反對,美國開發海上風電的努力一直沒有結果。不過,一切或許將很快得以改觀。生態研究顯示,經過周密計劃建立的風電場不會明顯傷害到鳥類或海洋哺乳動物。商業人士和政客對開發和投資海上風電的興趣也日益增加。 

今年5月,美國能源部撥款給新澤西州、俄勒岡州和弗吉尼亞州的3個示范項目。一些州政府也正在為其建造海上風電場的雄心開辟道路,開發商則表示他們最快可于明年開始在海洋中安置渦輪機。 

從理論上講,這種潛力是巨大的。包括難以達到的深水地區,美國近海預計可產生4萬億瓦電力,足夠提供4倍于該國現有用電需求的電量。不過,在該領域獲得快速發展前,支持者不得不證明海上風電在經濟意義上可以同其他能量來源競爭,而且必須清除各州和聯邦政府在管制海上風電項目時設置的各種錯綜復雜的規定。 

“我不認為我們在該領域已毫無顧慮。”美國國家可再生能源實驗室長期關注海上風電的研究人員Walt Musial表示,我們需要證明其在實踐中是可行的。 

海上試驗 

沒有一個項目在開發海上風電時面臨的挑戰能超過波士頓能源管理公司建立的鱈魚岬海上風電場。此項目距離卡斯汀西南處350公里,旨在充分利用馬薩諸塞州科德角附近南塔基灣強勁的風力和相對平靜的水域。 

鱈魚岬海上風電場計劃包括130臺渦輪機,每臺約有80米高,共占地65平方公里。該能源管理公司表示,風力發電場建成后,將擁有468兆瓦發電量,可為科德角以及附近的瑪莎葡萄園島和南塔基島提供75%的電力。 

然而,十幾年來,該項目一直面臨著強烈反對。包括非營利性組織等一些機構認為該項目將傷害鳥類和其他野生動物,增加消費者負擔的電力價格,并威脅到進入私人空域的飛機。而幾乎所有的司法判決一直都站在鱈魚岬海上風電場這邊,其發言人Mark Rodgers表示,即便需要應對的上訴即將到來,該項目還是打算在2015年開建。 

鱈魚岬海上風電場是美國第一個完成主要環境評估的海上風電項目。它對海洋哺乳動物的影響或許更難以預測。研究人員和環保人士尤其擔憂在海上風力發電場的建設階段,當巨大的鋼梁敲進海床會產生相當于一場小型爆炸的聲音,足以擾亂一些海洋哺乳動物的行為。 

為避免出現諸如損害海洋哺乳動物聽力等嚴重問題,鱈魚岬海上風電場被要求至少配備一名觀察員監視每臺渦輪機的安裝。該風電場施工和環境項目經理Rachel Pachter表示,如果海洋哺乳動物在距安裝地點750米內,公司將延緩打樁。 

一旦完工,海上風力發電場甚至可以為海洋哺乳動物帶來好處。研究人員發現眾多海上渦輪機可以變成人工魚礁,而今年發表的一項研究利用追蹤數據發現,在德國和英國,海豹會尋找正在運營的風電場渦輪機。主導該研究的英國圣安德魯斯大學海洋生物學家Deborah Russell介紹說,這些海豹可能喜歡風電場所提供的遠離船只的保護。 

除了對野生動物的擔憂,美國海上風力發電場的支持者還不得不解決颶風問題。盡管馬薩諸塞大學風能中心主任、機械工程師James Manwell表示,諸如石油平臺等海上建筑物的經歷為渦輪機的安裝提供了信心。不過,加固渦輪機需要額外的鋼鐵卻增加了花費。公司不得不決定如何平衡為應對罕見颶風而加固風電場所帶來的開支和好處。 

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責任編輯: 中國能源網

標簽:風電