漂浮式海上風電將掀起能源革新浪潮

【科技創新世界潮】

◎本報記者 劉霞

今年3月,美國能源部發佈海上風電普及戰略,目標是讓海上風電裝機容量由現在的數萬千瓦,提高至2050年的1.1億千瓦。目前在全世界範圍內普及的是固定在海底的著床式風電機組,其適合淺水海灘,很難應用於水深超過50米的海域,因此尚未大規模商用。讓發電設備浮于海上的漂浮式系統成為美國海上風電戰略的關鍵。美國能源部長珍妮·格蘭霍姆強調:“這是21世紀最有潛力的清潔能源技術之一,將使美國到2035年實現無碳電力。”

除美國外,歐洲正在加緊推進漂浮式海上風電的實用化;亞洲國家也開始部署漂浮式風電開發。《日本經濟新聞》評論稱,漂浮式海上風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,海上風電日益被視為全球脫碳的核心。

但研究顯示,全球大部分風能資源位於水深超過60米的海域。美國能源部稱,美國2/3的海上風能資源位於深水地區。深遠海區域面積大、風力好,水深50米以上的風能密度約為近海區域的2—4倍。

隨著近海風能資源開發將趨於飽和,海上風電走向深遠海已是大勢所趨,而水深超過60米的海域適合採用漂浮式海上風電開發模式。

據美國有線電視新聞網(CNN)報道,漂浮式海上風電場具有巨大的能源潛力,能産生比太陽能電池板或陸上風能更多的能源。格蘭霍姆去年就表示,漂浮渦輪機未來有望産生高達28億千瓦的清潔能源,是美國目前電力需求的兩倍多。

加拿大優先研究公司預測,全球漂浮式風電市場規模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和部署漂浮式海上風電。

據CNN報道,美國第一台全尺寸漂浮式海上風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年前運作,預計將産生多達15000千瓦的清潔電力,足以為數千個家庭供電。據悉,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電設備,主要位於歐洲。專家表示,這些漂浮渦輪機是風能行業的未來,每個項目有望為75萬戶家庭提供清潔電力。

丹麥風力渦輪機發明者亨瑞克·斯蒂爾斯達爾估計,漂浮式海上風電最終可為美國東海岸和西海岸提供一半的電力,歐洲已經設定了到本世紀中葉從漂浮式海上風電獲得一半電力的目標。

2022年9月,拜登政府宣佈了一項到2035年安裝1500萬千瓦漂浮式海上風力發電裝置的計劃。

歐洲在海上風電領域走在前列,正加緊推進實用化。蘇格蘭出臺了全球規模最大的漂浮式風電開發計劃,準備在約8000平方公里的海域開發裝機容量達2800萬千瓦的海上風電,其中約六成為漂浮式風電機組。挪威則計劃在2030年前建造更多漂浮式海上風電場。英國也計劃到2030年建成百萬千瓦漂浮式海上風電設施。

亞洲推進

日本也開始推進漂浮式風電開發。在長崎縣五島列島海岸,戶田建設公司開始推進漂浮式風電機組建設。儘管規模較小,但在日本屬於首例。該公司將測試漂浮式風電機組能否承受巨大颱風的衝擊。該公司也將與大阪大學合作,計劃到2025年進行1萬千瓦漂浮式風電機組的實證試驗。

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略合作協議,將投資建設全國首個百萬千瓦級漂浮式海上風電試驗項目。據相關報道,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20萬千瓦,計劃于2025年前投運;二期規模80萬千瓦,計劃于2027年底前投運。