“这就是未来”:为什么漂浮的涡轮机可能成为英国风力发电的新浪潮

区块链作者 / 世界之声 / 2025-05-23 12:27
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      从苏格兰阿伯丁海岸向外10英里,北海上空190米的高空有5个巨大的风力涡轮机在旋转,悄无声息地产生足够的清洁电力,

  

  

  从苏格兰阿伯丁海岸向外10英里,北海上空190米的高空有5个巨大的风力涡轮机在旋转,悄无声息地产生足够的清洁电力,为大约35000个苏格兰家庭供电。

  这个海上风力发电场在英国东海岸海面上拔地而起的涡轮机面前显得微不足道。但金卡丁项目代表了清洁能源的另一种未来:它是世界上最大的漂浮风力发电场。

  金卡丁的每个巨型涡轮机都安装在浮力基础上,在水深80米的水中。传统的海上风电场地基植根于海底,而浮动地基通过电缆与海底相连,这意味着它们可以安装在更深的水域。

  这项工程是一项史诗般的工程壮举。金卡丁的每台涡轮机都安装在一个漂浮的三角形基座上,基座离海面近30米,由三根相距约50米的浮力柱支撑。该框架包括在其两点上的装满水的罐子,以平衡涡轮机的重量,涡轮机位于第三点的顶部。

  浮式基础还有其他设计,包括用水、岩石或其他重材料稳定的垂直浮力圆柱体。然后这些地基被拴在海床上。

  传统的设计可能引领了近年来的海上风力革命,但据估计,世界上高达80%的海上风力资源位于60米以下的水域,在那里无法建造固定的海底涡轮机。因此,当巨大的风电场如雨后春笋般出现在英国沿海水域,使英国成为世界海上风电的领导者时,工程师们一直在努力证明,浮动基础可以帮助这项技术在公海上达到新的前沿。

  这项技术的基本原理借鉴于化石燃料行业,该行业在20世纪60年代首次开始开拓浮式石油钻井平台。因此,不足为奇的是,欧洲新兴浮式风电领域的领军者同时也是欧洲最大的产油国:挪威、英国和意大利。

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  通过为巨大的海上涡轮机建造浮动基础,开发商希望继续将世界风力发电能力从相对较浅的沿海水域扩展到更深的海洋深处,那里的风速也更大。

  金卡丁的50兆瓦容量与世界上最大的固定海上风电场Hornsea 2的1.32吉瓦规模相比相形见绌,Hornsea 2位于亨伯河口,能够为140多万户家庭供电。总体而言,英国的浮动风力发电能力为80兆瓦,仅次于挪威,位居世界第二,但与英国固定海上风电场贡献的14吉瓦相比,仍然只是一小部分(0.6%)。

  在未来几十年里,这种情况可能会发生变化,尽管根据英国政府2030年的净零目标,浮动风力发电场将保持在其前身的阴影之下,发电量为5GW,而固定风力发电场将迅速增长至60GW。

  扩大海上风力发电是部长们通过扩大可再生能源生产来降低能源成本计划的一个关键要素。电费仍然远高于俄罗斯入侵乌克兰之前的水平,上周五,英国电力监管机构Ofgem宣布,从10月份开始,每年的平均双燃料账单将再次上涨10%,达到1717英镑。

  本月早些时候,拥有英国海岸海底权益的皇家地产(crown estate)邀请资格预审的开发商制定他们在凯尔特海(Celtic Sea)建造三座浮动海上风电场的计划。通过批准这些计划作为申请程序的一部分,它希望加快建造浮动风力设施的步伐。

  英国可再生能源行业协会认为,到21世纪40年代,浮动海上风电场将占英国海上风力发电量的一半以上。

  “漂浮式海上风电是海上风电的未来,”英国可再生能源公司(Renewable UK)海上风电主管简·库珀(Jane Cooper)说。“这是自然的过程。它有可能使英国迈出一大步,在更远的海上,在风速更高的更深水域建造下一代项目。”

  对于海上风电行业来说,这一有争议的转变并非没有挑战。最近,开发商遭遇了一波金融动荡,原因是成本通胀飙升、利率上升,加之供应链中断,整个行业的建设计划都被打乱了。

  8月15日,丹麦开发商?rsted宣布,它被迫推迟在美国东北海岸附近的一个大型项目,几个月前,它取消了附近的两个开发项目,并裁减了数百个工作岗位。

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  对于漂浮式海上风电来说,最大的挑战是成本。这在政府即将进行的清洁能源补贴拍卖的指导方针中是明确的。这将固定海上风电场开发商的最高价格定为每兆瓦时73英镑;对于浮动海上开发商来说,这个数字是每兆瓦时176英镑。

  挪威国家石油公司(Equinor)是开发浮式风电场的领导者,该公司认为,在适当的政策支持下,到本世纪30年代初,浮式风电场的成本可能会与固定风电场持平,从而赶上欧洲和世界各地浮式项目的预期繁荣。

  对英国来说,第二个挑战更接近国内。英国的港口太小,资源不足,无法容纳满足政府雄心所需的巨大涡轮机和浮动基础。将需要数十亿美元的投资,使港口变得更大、更深,同时升级其设施,以便制造和组装所需的庞大基础设施。

  英国首个浮式风力发电场“苏格兰海风”(Hywind Scotland)将于今年夏天在挪威韦格兰港进行维护工作,这一工作在英国无法完成。将涡轮机基础拖过北海的决定被苏格兰企业称为“错失的机会”。

  库珀说:“到本十年末,我们需要吸引40亿英镑的公共和私人投资来建设新的港口基础设施,以容纳漂浮式风电。”

  “这将推动整个英国180亿英镑的更广泛的经济活动,到2040年,浮动风力发电行业将支持4.5万个就业岗位。”

  英国风能行业急于抓住新技术出现带来的产业机遇,以帮助那些海岸线不太适合安装固定涡轮机的国家(如葡萄牙、日本和美国)扩大风力发电。

  英国早期的一个成功案例是总部位于布里斯托尔的Rovco。这家海底测量和机器人公司近年来已成为英国发展最快的初创公司之一,这得益于其为包括SSE和Iberdrola在内的海上风电开发商提供数据解决方案的数字化方法。预计该公司将在今年晚些时候达到“独角兽”地位——估值超过10亿美元。该公司正在寻求更多融资,为其全球扩张提供资金。

  Rovco的首席执行官布莱恩?艾伦(Brian Allen)表示,风能“为我们的业务提供了一个巨大而光明的未来”。他补充道:“如果你看看我们2014年的情况,那里的海上风电场并不多。但在过去10年里取得的巨大技术飞跃和规模经济证明了我们在未来几十年里可以在浮式海上风电领域取得的成就。”

  艾伦说,未来变化的速度可能会让很多人感到惊讶。

  “与我交谈过的大多数人(他们应该知道这一点)都不明白(漂浮风)将成为一个多么大的行业。该行业预计开发海上风电的大多数地区都位于非常深的水域,这些风电场需要漂浮起来。

  “尽管英国在开发海上风电方面确实处于世界领先地位,但人们真的不知道。它就像一列货运列车一样驶来,但人们却视而不见。”

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