月亮能量来了 - 彭博社
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在纽约市的东河中,一场戏剧正在展开。今年夏天,位于罗斯福岛的Gristedes超市里的冰棒将由距离河岸仅一石之遥的发电设施保持冰冷。六个水下涡轮机将锚定在30英尺深的水下,日夜不停地运转,受潮流的驱动。以友好的35转每分钟的速度,螺旋桨将产生高达200千瓦的清洁电力,约占超市峰值需求的一半。
像这样的项目仍然是小菜一碟。但水电,这种绿色能源的祖父,正在卷土重来。想想胡佛大坝,但不那么显眼,对环境的影响也小得多。这种重生的清洁能源尚未进入乔治·W·布什的议程,他正在全国范围内为可再生能源进行宣传。总统指向地球以获取植物基乙醇,指向天空以获取风能,指向太阳以获取光伏。但新水电的支持者表示,他也应该指向月球,以及位于其下的海洋。受月球引力的牵引,风和洋流的搅动,海洋的潮汐和波浪提供了大量未开发的能量储备,承诺比风能更强劲,比太阳能更可靠。
下一代水电的吸引力不容忽视。“它是本地的、可靠的、可再生的和清洁的。此外,它不显眼,”Verdant Power LLC的总裁特雷·泰勒说,该公司正在开发东河的项目。电力研究所(EPRI)海洋能源负责人罗杰·贝达德补充道:“离岸波浪和潮汐能就像20年前的风能,但它们将更快成熟。”贝达德预测,到2010年,美国将利用约120兆瓦的离岸波浪能——足以为一个小城市供电——而今天几乎为零。
日益增长的需求
行星的确在水力发电方面达成了一致。天然气和煤炭的价格高昂,使得可再生能源更具成本竞争力。为了遏制气候变化和减少能源进口,19个州已规定其电力的一部分来自绿色能源。替代能源的需求正在飙升:美国的风能容量去年激增近2500兆瓦,增长了35%,而太阳能也在快速发展。
风能和太阳能无法满足所有绿色电力的要求。因此,全球有超过两打公司正在开发系统,以释放波浪和潮流的能量。首个向商业项目销售设备的公司是爱丁堡的海洋动力交付有限公司。其Pelamis系统是一种像蛇一样的钢管,半沉浮在海洋中。
在其苏格兰工厂,OPD正在对这三台400英尺长的机器进行最后的调整。今年夏天,它们将被拖到距离葡萄牙西北海岸三英里的地点,并接入电网。由于在水面下低伏,这些“蛇”从远处是看不见的,不像在大西洋对面的凯普科德,海上风电场引发了“不要在我家后院”的投诉。最初,该项目将提供2500千瓦的电力,足以供1500个葡萄牙家庭使用。OPD希望到2008年在该地点拥有30个单元,能够提供足够的电力供15000个家庭使用。
根据EPRI的估计,美国拥有约2300太瓦时的近海波浪能潜力。这是国家现有水电大坝年产量的八倍多——“这是一个非常重要的资源,”贝达德说。此外,由于水比空气重,海洋系统的能量输出比风能更强大。因为它们不是通过在昂贵的堤坝后拦截河流来工作,而是通过利用水的能量在涨落、流动或退潮时获取能量,因此前期成本低于大坝。维护以防止藤壶和类似的“生物污垢”通常比风能更高。然而,贝达德相信,总体而言,波浪能的发展将比风能在类似发展水平时更便宜。
电力也变得更加可预测。与依赖雨水或积雪来保持电流流动并在干旱期间关闭的水坝式水电发电机不同,较新的“水动力”系统利用了不那么多变的自然力量。专家如弗吉尼亚理工大学的高级研究员乔治·哈格曼(George Hagerman)提出了“月球能量”这一术语,他是最近一项EPRI海洋能源研究的共同作者。“你无法知道一个小时后风是否会增强,”他说,“但你可以预测一千年后的潮汐。”
水电已经在美国推动了一场革命。从大萧条开始,政府修建了数千座水坝,将廉价电力传播到许多州。今天,它们满足了美国7%的需求,是风能、太阳能和其他可再生能源总和的三倍多。尽管现有水坝正在升级,但环境问题阻碍了新水坝的建设。
欧洲的拥抱
在美国充分利用潮汐能之前,它将不得不迎头赶上。海洋能源的研发始于卡特和里根时代的能源计划,但这些实验在1980年代失去了资金。“当我开始时,我们是领导者。现在英国正在恳求我们在那里建立,”Verdant的技术总监迪恩·科伦(Dean Corren)说。他在1980年代中期在纽约大学研究替代能源时构思了东河项目。但随后“电力变得更便宜,研究停止了,”他说。
在大西洋彼岸,支持可再生能源的补贴历史悠久。例如,欧盟支持的位于苏格兰奥克尼的欧洲海洋能源中心有限公司(European Marine Energy Center Ltd.)是月球初创企业的一站式服务中心。EMEC的董事总经理尼尔·克莫德(Neil Kermode)表示,企业家可以迅速在水中获得测试设备并连接到电网。
位于新泽西州彭宁顿的海洋能源技术公司选择在伦敦上市,因为欧洲投资者的兴趣更强,首席执行官乔治·W·泰勒表示。美国海军和西班牙的公用事业公司Iberdrola均已签署合同,测试OPT的PowerBuoy,该设备通过上下浮动产生能量。
在美国,去年的能源法案让水电社区充满希望。通过将海上风能和海洋能源项目的许可统一在内政部矿产管理局的管辖下,“这为更快的批准奠定了基础,”海洋可再生能源联盟的联合创始人卡罗琳·埃莱凡特说。但该法案未能将海洋能源视为有资格获得在90年代启动风能投资的生产税收抵免。
在东河,Verdant对其紧凑型潜水涡轮机能够经受长期考验充满信心。一旦18个月的试验完成,Verdant希望获得批准安装多达300台涡轮机。这将产生足够的电力供应大约8000个纽约家庭。“这是我们在基蒂霍克的飞行,”泰勒说。
作者:亚当·阿斯顿