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潮汐能發電的未來

2015-10-12 08:21:48 中國石化報

連接北海與大西洋的海峽,水流速度超過每小時11英里。蘇格蘭希望在這寒冷的水域能找到能源未來,而未來不是隱于海底石油層,是通過對水流的控制獲得能量。

這里應是全世界發展潮汐能的最好地點之一,原因是水流速度適中、不太深的海底,以及與該國能源網絡不太遠的距離。牛津大學調查顯示,理論上彭特蘭灣產生的電力接近蘇格蘭目前所消耗的一半。

接下來兩年,旨在利用彭特蘭灣潛力的MeyGen公司計劃在海底安裝4臺渦輪機,類似于現代風力渦輪機,但驅動力是水而不是空氣,渦輪機陣列將跟隨潮汐節奏律動。如果一切順利,陣列可擴展到269臺渦輪機,將使其成為世界最大潮汐能項目。在某種程度上,潮汐能是未來世界最有前途的能源之一,但也可能是最不切實際的,其能否成功便系于這些雄心勃勃的計劃。2016年,MeyGen公司將通過渦輪機向陸上電網送電。該公司稱,最終發電容量可接近400兆瓦,可為17.5萬戶蘇格蘭家庭提供電力。

人類自19世紀中葉就開始利用潮汐能,但潮汐能從未成為世界能源結構的重要組成部分。目前它占全球能源供應不足0.001%。潮汐能是可再生能源中最具挑戰性的來源之一,不僅因為操作和維護設備的條件復雜,而且擔心其會對海洋生物產業造成影響。近年來,由于對氣候變化的關注,對潮汐能的興趣和投資已大幅上升。

潮汐能的魅力顯而易見,有很多無法替代的優點。如水力渦輪機隱藏在海浪之下,不會破壞任何景觀,對潮汐預測的準確性遠超過對風的預測。在特定時間內,通過渦輪機的水量越大,產生的功率越大。

不過,與幾十年前開始起步的風電產業相似,潮汐能的發展正經歷不斷襲來的“陣痛”。隨著技術改進和成本下降,近期太陽能發電量暴漲,超過2000年的10倍。要想成為綠色電力的主要來源,潮汐能或許也會遵循類似的發展路徑。

第一個商用潮汐發電站50多年前建在法國朗斯河上,現在6個商業潮汐發電站正在運行中,包括位于韓國的2011年上線的254兆瓦的潮汐發電站。容量為1320兆瓦的韓國仁川潮汐發電站正在建設中,預計2017年完工,屆時其將成為世界最大潮汐發電站。

英國不僅有機會利用豐富的潮汐能資源,而且有機會擁有潛在的海洋能源技術。這些希望都寄托在MeyGen公司的“內聲項目”上,該項目是彭特蘭灣和奧克尼群島海洋能源計劃9個項目中最大的一個,目前仍處于發展的早期階段,只有取得階段性進步后才會進行下一步擴展。

此外,潮汐能項目可幫助英國實現歐盟要求的2020年15%的電力來自可再生能源的目標。英國政府估計,波浪和潮汐能總和最終可為英國提供20%的電力。但到2013年底,英國潮汐能總裝機容量僅為7.2兆瓦。

彭特蘭灣的能源發展仍處于起步階段,任何地方的潮汐能發電項目都要克服一些困難。雖然潮汐能渦輪機原型已被開發,但技術尚未完全商業化。2012年,Verdant電力公司獲得聯邦能源監管委員會頒發的全美首個商業潮汐能發電許可,獲準在紐約市東河建試點項目。今年起,Verdant電力公司有權限安裝30臺第五代潮汐渦輪機,總發電能力約1兆瓦。

技術挑戰比預期要大。潮汐能項目成本高,且關于渦輪機是否能承受惡劣條件下不被破壞或腐蝕的問題還有不確定性。2006年,Verdant公司在紐約東河安裝示范項目中的兩個一代渦輪機時,水流強于預期,渦輪機葉片連一天都沒撐下來。

建造連接渦輪機和電網所需的基礎設施也是挑戰。在蘇格蘭寒冷、急速奔涌的水中鋪設電纜且確保渦輪機安全非常不容易。

潮汐能雖承載未來的希望,但成本較高,要想成功必須獲得政府支持,而目前英國的支持方式是直接融資。

如果蘇格蘭潮汐能項目失敗,其他地區也不可能成功。如果MeyGen公司的項目在輸電入網方面沒有重大問題,會給投資者、公用事業公司、政客發出信號,即潮汐能發電可加入不斷壯大的可再生能源投資組合。




責任編輯: 李穎

標簽:潮汐能發電