风力发电:木质涡轮机可能是更绿色未来的关键 - 彭博社
Lars Paulsson
在瑞典哥德堡的Modvion工厂建造木质风力涡轮塔,时间是7月3日。
摄影师:Frederik Lerneryd/Bloomberg本文是彭博绿色系列的一部分木材小镇,探讨了木材作为低碳建筑材料在全球崛起的现象。
一台巨型起重机将一块重达40吨的涡轮塔部件吊起近200英尺(60米)高空,然后将其放置在一个半成品结构的顶部。这个项目的不同之处在于,它不是用通常的材料:钢。
相反,初创公司Modvion AB正在用木材建造塔,该公司表示这种材料将使碳足迹减少超过90%。这将是世界上最高的木质涡轮塔,在未来几周内完工,然后将被出售给向当地家庭和工厂供应清洁能源的公用事业公司。
瑞典在从风车到有几个世纪历史的教堂、木屐、装饰性达拉马马和甚至摩天大楼等各个方面都有丰富的木材传统。Modvion正在利用这种工艺来颠覆一个 400亿美元的塔行业,在这个行业中,使用污染严重的钢铁和水泥的情况在过去几十年里几乎没有改变,削弱了涡轮机的环境效益。
“世界正面临气候危机,我们需要转变能源来源,”首席执行官奥托·伦德曼在观看完吊装后说。“风力是我们拥有的最有效和最具吸引力的能源之一。我们进一步增加了这个价值。”
Modvion的安装地点位于瑞典斯卡拉外,时间为9月6日。摄影师:AnnaCarin Isaksson/Bloomberg一台起重机将一节重达40吨的部件吊到木质风力涡轮塔顶部。摄影师:AnnaCarin Isaksson/Bloomberg尽管叶片和机械设备是行业标准设备,但这种方法吸引了一些欧洲最大的能源公司的兴趣。Vestas风力系统公司在看到较小的演示模型后购买了该公司15%的股份,意大利的Enel Green Power SpA达成了合作协议。
瑞典的Vattenfall AB是合作伙伴,德国的RWE AG 签署 了一份意向书,于3月份表示将在未来项目中使用Modvion的木质塔。
在净零时代,地球最初的建筑材料正在卷土重来,木结构高层建筑、企业园区和奥林匹克村住宅都在筹备中。2021年,一座20层的“胶合板摩天大楼”在瑞典斯凯勒夫特开业。
尽管风能行业 遭受 成本上涨、供应链瓶颈和由于利率上升而导致的融资问题的困扰,但由于各国急于实现减少二氧化碳排放的雄心勃勃计划,增长预期仍然巨大。根据BloombergNEF的预测,到2030年,欧洲年度陆上风电装机量预计将增长近四分之一。
风力发电新增装机容量将首次超过16吉瓦,德国、法国、西班牙、瑞典和芬兰支撑了这一预测。
“我们预计我们的合作将增加,”Vestas Ventures首席执行官托德·奥尼尔说道。“许多客户已经主动询问如何参与Modvion的旅程。”
这种联系非常方便。木质塔顶上的发电机将是一台回收的Vestas V90 2兆瓦机器。这家丹麦风能巨头还将提供叶片来覆盖这座结构,完成后高度将达到150米(492英尺)。
外部塔身涂成钢灰色,但内部未经处理,芬兰云杉木纹清晰可见。摄影师:安娜卡琳·伊萨克松/彭博社奥托·隆德曼在斯卡拉的安装现场。摄影师:安娜卡琳·伊萨克松/彭博社Modvion在瑞典斯卡拉外的项目采用芬兰云杉,经过层压以增强强度、防护风雨和防火,然后弯曲成约30厘米(12英寸)厚的四块。随着Modvion技术的完善,塔壁可能会变得更薄。
这些模块在哥德堡的工厂上装车,然后在现场粘合在一起。
组装过程节省了未来的维护成本,因为典型的钢铁塔可能包含多达5万个需要工人手动检查的螺栓。Modvion的塔可以通过无人机进行检查。
然而,正是与碳排放有关的数字——无论是在制造过程中还是在运营过程中——使木材在与钢铁相比具有明显优势。
钢铁生产占能源行业二氧化碳排放的约8%,去碳化将需要数万亿美元的投资。相比之下,木材是一种碳汇——而且是可再生的。
Modvion工厂的部分区域实现了自动化,机器人将模块的端部切割成凹口,以便像拼图一样将它们拼接在一起。然而,也有一些老式的木工正在进行。在最近的一次参观中,工人们使用卷尺、钉枪和手锯将零件加工到恰到好处。为了未来扩大规模,更多的工作可能需要由机器完成。
7月3日,位于哥德堡的Modvion工厂。在净零时代,木材正在卷土重来,木结构高层建筑、企业园区和奥林匹克村住宅正在酝酿中。摄影师:Frederik Lerneryd/Bloomberg7月3日,Modvion工厂的一名工人。摄影师:Frederik Lerneryd/Bloomberg该公司表示,层压木材在相同重量下比钢铁更坚固,因此木质风力涡轮机可以更高,支撑更大的叶片(发电更多),同时需要更少的加固(节省建筑成本)。
Lundman拒绝透露带有木质塔的机器将花费多少。风力分析师Leo Wang表示,标准的2兆瓦涡轮机约为200万美元。
Enel预计一旦建立起供应链和规模经济,使用木材将会带来显著的成本降低。“我们目前正在监测它们的发展,以便在这项技术准备好用于大规模应用时能够立即采用,” Enel Green Power创新负责人Nicola Rossi说道。“木质解决方案很有前途,但商业风力发电场全面采用木质塔的长期好处尚待评估。”
Modvion自称是一家专注于工程木材的科技公司,由56岁的木匠、造船工和建筑师David Olivegren构思而成。
在学习期间,他开发了木质桅杆和管道的概念,在翻新旧房屋时磨练了技能,甚至建造了一个旨在为改装的雷诺SA汽车充电的小型风力涡轮机。
这家成立于2016年的初创公司已从欧盟和瑞典能源局获得资金。今年早些时候,通过可转换票据发行筹集了1.25亿瑞典克朗(1100万美元)。
该公司表示,一轮2000万欧元(2100万美元)的资本轮主要通过股权持股筹集,预计将于2024年第一季度结束。
这将有助于资助一座高150米的塔楼,支撑一个2025年开始发电的6兆瓦机器。
“我们对高度并不感到紧张,” Olivegren说。“随着行业的发展,我们将获得更多优势。”
围绕木塔的乡村景观点缀着传统的涡轮机,这些涡轮机产生了瑞典约20%的电力。
附近的一台传统涡轮机。Modvion表示,用木材建造可以将碳足迹减少超过90%。摄影师:AnnaCarin Isaksson/Bloomberg最近一次访问时,几个木制部件被排列在地面上,等待被吊起来组成一座塔。外部涂成一种钢灰色,但内部未经处理,木纹清晰可见。
地面上一个洗碗机大小的气候控制系统向上吹送空气,以保持塔内湿度低于65%。
这家船舶制造商的初创公司还计划最终在海上使用木材 —— 用于海上涡轮机塔。
“这是一种绝妙的材料,长期以来一直被忽视,”Lundman说。“‘大自然的碳纤维可以用于更多用途,我们希望能帮助证明这一点。”