漂浮的風(fēng)力發(fā)電機(jī)

文Adward Lee

挪威國(guó)家石油海德魯公司將成為全球首家嘗試在離岸10公里、最深700米的深海區(qū)域建設(shè)浮置式風(fēng)力渦輪的公司。

當(dāng)大家都在爭(zhēng)論獨(dú)立風(fēng)力渦輪是否將終結(jié)大壩的使命時(shí)，位于瑞典的挪威國(guó)家石油海德魯公司（StatoilHydro）又將獨(dú)立風(fēng)力渦輪的技術(shù)更推進(jìn)一步，這家目前全球最大的海洋油氣開(kāi)發(fā)商近期宣布將在挪威卡姆（Karmoy）海域進(jìn)行為期兩年的實(shí)驗(yàn)后，于2009年秋動(dòng)工建造世界上第一座名為Hywind的全規(guī)模浮置式風(fēng)力渦輪。與目前已經(jīng)存在的獨(dú)立式風(fēng)力渦輪不同，Hywind不需要任何底座的支撐，而是通過(guò)錨索進(jìn)行固定的浮置式風(fēng)力渦輪。挪威國(guó)家石油海德魯公司表示，整個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃投資4億克郎（約6000萬(wàn)美元）。

該項(xiàng)目將一些高新技術(shù)進(jìn)行了新的組合應(yīng)用。一個(gè)2.3兆瓦（MW）的風(fēng)力渦輪附著在一個(gè)擁有翼梁的浮標(biāo)體頂部，該浮標(biāo)體與生產(chǎn)平臺(tái)和海上負(fù)載浮標(biāo)體的解決方案相似。挪威國(guó)家石油海德魯公司利用自身在油氣工業(yè)中所積累的海上作業(yè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)開(kāi)發(fā)海上風(fēng)能發(fā)電。

浮置式風(fēng)力渦輪的轉(zhuǎn)片直徑有80米，相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球廠的長(zhǎng)度，發(fā)電機(jī)機(jī)艙高出海平面約65米，浮置式的發(fā)電設(shè)備安裝在海平面下100多米的浮標(biāo)上，并通過(guò)三根錨索固定在海床上，風(fēng)力渦輪可以被放置在水深120-700米范圍的海水中。挪威國(guó)家石油海德魯公司新能源部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)亞歷山大·本奇·喬夫（Alexandra Bech Gjorv）表示，將風(fēng)力渦輪放置在海水中帶來(lái)了新的機(jī)遇，風(fēng)力比陸地上更強(qiáng)也更持久，但同時(shí)也帶來(lái)了比陸地項(xiàng)目更多的挑戰(zhàn)。

Hywind實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕M裝工作將在靠近挪威海港城市斯塔萬(wàn)格（Stavanger）的Amoyfjorden進(jìn)行，組裝后將被放置在羅加蘭郡（Rogaland）卡姆海域離岸10公里處。挪威國(guó)家石油海德魯公司已經(jīng)與多家公司進(jìn)行了合作，風(fēng)力渦輪由西門(mén)子公司生產(chǎn)，法國(guó)德西尼布公司（Technip）生產(chǎn)浮置式部件并負(fù)責(zé)進(jìn)行海上安裝，耐克森公司（Nexans）負(fù)責(zé)鋪設(shè)從海底到海岸的纜線，挪威國(guó)家能源公司Enova也為該項(xiàng)目提供了5900萬(wàn)克郎（約850萬(wàn)美元）的資助。

目前挪威國(guó)家石油海德魯公司的目標(biāo)是盡可能地降低成本，從而使浮置式風(fēng)力渦輪能夠在市場(chǎng)中更有競(jìng)爭(zhēng)力?！案≈檬斤L(fēng)力渦輪目前還不是一個(gè)成熟的技術(shù)，通往商業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用的道路還很漫長(zhǎng)，所以目前來(lái)說(shuō)對(duì)于該項(xiàng)目最重要的是技術(shù)研發(fā)。”亞歷山大·本奇·喬夫表示。公司現(xiàn)在已經(jīng)就此項(xiàng)目和西門(mén)子公司簽署了技術(shù)開(kāi)發(fā)協(xié)議，風(fēng)力渦輪最先要解決的就是在大浪里產(chǎn)生晃動(dòng)時(shí)也必須能夠正常運(yùn)作，并能以最高的安全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。一個(gè)三米高的模型實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了成功。“如果在真正的海上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)也能取得成功的話，那將是海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)里一個(gè)重要的進(jìn)步。到那時(shí)，浮置式風(fēng)力渦輪將為世界的清潔能源發(fā)電做出重要的貢獻(xiàn)?！?/p>

挪威國(guó)家石油海德魯公司是挪威國(guó)家石油公司（Statoil）與挪威海德魯公司（Hydro）下屬油氣業(yè)務(wù)在2007年10月重組后成立的。合并之后，挪威國(guó)家石油海德魯公司成為全球最大的海洋油氣開(kāi)發(fā)商，公司市值約900億美元，日產(chǎn)石油超過(guò)170萬(wàn)桶，原油年開(kāi)采量超過(guò)8000萬(wàn)噸，目前已探明可開(kāi)采儲(chǔ)量超過(guò)60億桶。其實(shí)在合并之前，海德魯公司就已經(jīng)在北海進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)30年的風(fēng)速測(cè)量工作，為日后的海上風(fēng)力發(fā)電做前期的準(zhǔn)備?；谒鶞y(cè)數(shù)據(jù)，海上的平均風(fēng)速高于陸地，所以可以想象，Hywind將成為高效的能源設(shè)備。但挪威國(guó)家石油海德魯公司表示，Hywind只是陸地風(fēng)能發(fā)電的有效補(bǔ)充，而不是替代品。Hywind非常適用于那些可用土地稀少而具有良好海風(fēng)條件的國(guó)家和地區(qū)，比如日本、美國(guó)東西海岸和西歐部分臨海國(guó)家。

挪威國(guó)家石油海德魯公司的未來(lái)計(jì)劃是10-15年后能建造一個(gè)包含200座渦輪的大型海上風(fēng)能基地，每年能發(fā)電近4太瓦小時(shí)（TWh），為海上和陸地上的生產(chǎn)和生活輸送可再生的電能。4太瓦小時(shí)相當(dāng)于20萬(wàn)挪威家庭的平均電能消耗量。

雖然與Hywind的浮置式風(fēng)力渦輪不太相似，但在世界范圍內(nèi)，很多國(guó)家也都在大力發(fā)展離岸獨(dú)立風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)組，蘇格蘭、英國(guó)、丹麥都是其中的佼佼者。加拿大塔里斯曼能源公司（Talisman Energy）正在與蘇格蘭的蘇格蘭及南方能源公司（Scottish Southern Energy）合作一個(gè)名為Project Beatrice的計(jì)劃，大約用七年的時(shí)間在蘇格蘭東部北海馬里灣（Moray Firth）海域內(nèi)、離岸15公里處建立一個(gè)擁有200座渦輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電廠，為蘇格蘭五分之一人口大約100萬(wàn)人提供充足的電力。但此計(jì)劃的成本在9000萬(wàn)美元，遠(yuǎn)超過(guò)同等裝置容量的天然氣發(fā)電廠的建造成本。與此同時(shí)，美國(guó)的Cape Wind Associates公司也正在計(jì)劃在馬薩諸塞州鱈魚(yú)岬（Cape Cod）離岸6公里處建造一個(gè)130座風(fēng)力發(fā)電渦輪組。英國(guó)政府正在計(jì)劃在倫敦東北方海域建造一個(gè)擁有341座風(fēng)力渦輪的發(fā)電廠，這個(gè)名為“倫敦陣列”（London Array）的發(fā)電廠將耗資15億英鎊。而丹麥則希望在2025年前，能通過(guò)在北海建造的離岸風(fēng)力發(fā)電廠，為丹麥提供所需電力的75%。

雖然已經(jīng)有很多國(guó)家都有了建造離岸風(fēng)力渦輪發(fā)電廠的計(jì)劃，但其實(shí)離岸風(fēng)力發(fā)電尚處于初期階段，像Hywind這樣的浮置式風(fēng)力渦輪更是全球僅有。據(jù)公開(kāi)資料顯示，目前全球離岸風(fēng)力發(fā)電裝置的總?cè)萘繛?200兆瓦，其中丹麥處于領(lǐng)先地位，約占全球總?cè)萘康娜种唬?guó)以近400兆瓦的容量位居第二位。

雖然離岸風(fēng)力發(fā)電廠有效利用了大海資源，但批評(píng)的聲音也不絕于耳，比如深海風(fēng)力渦輪的成本太高，平均的電力成本仍高于其他傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)備的成本；深海風(fēng)力渦輪破壞了海上船只的航運(yùn)線以及海鳥(niǎo)的飛翔覓食海域；同時(shí)，遠(yuǎn)離陸地的情況下，為了將電力連接到電柵系統(tǒng)，還得修建很長(zhǎng)的海底電力輸送線。歸根結(jié)底，如何降低成本以提高離岸風(fēng)力渦輪的發(fā)電效率是包括挪威國(guó)家石油海德魯公司在內(nèi)的所有開(kāi)發(fā)建設(shè)離岸風(fēng)力渦輪的公司所急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。