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为什么海浪能远远落后

这个故事最初出现在耶鲁环境360上,并经许可转载。

这并不难以想象风能看起来像是这样 - 到目前为止,我们都看到了耸立了景观的高耸涡轮机。太阳能和面板也是如此屋顶上蔓延在全球范围内。但另一种大量可用的可再生能源却一点也不让人想起:波浪能技术是什么样的?

在过去的一二十年里,随着成本迅速下降,以及气候变化的威胁明确表明需要从化石燃料转向风能和太阳能,风能和太阳能在过去一二十年里迅速发展起来。与此同时,大量研究(PDF)已经得出结论,波浪力量 - 以及较小程度,潮汐力量 - 可以为整体能量图像提供大量的量。但是,虽然该行业已经停止了进展,但专家认为它仍然是其他形式的可再生能源落后的几十年,其中甚至开始赶上大量资金和研究。

目前还没有商业规模的波浪发电操作,尽管有一个小规模的装置2008年和2009年葡萄牙的海岸运营。今年2月,美国企业巨头洛克希德·马丁公司宣布成立一家合资企业,创建世界上最大的波浪能源项目62.5-Megawatt安装为澳大利亚海岸的安装这将产生足够10000个家庭使用的电力。苏格兰被大西洋和北海的波涛汹涌的海水包围,已经成为波浪能研究和开发的温床,政府去年批准在设得兰群岛安装一个40兆瓦的波浪能装置。

但一个核心挑战被证明是利用海浪能量的复杂性,这导致了许多设计,包括扭动蛇形衰减器胸部浮标,甚至设备谨慎地安装在海底上的利用压力的差异作为波浪的流逝。一些器件在现场产生电力,并通过海底电缆向岸进行传输,而其他设备在将波浪的机械能转换为电能之前将波浪的机械能传递到陆地。这些巨大的不同概念可能出现,因为赢家远未清楚。

“我们甚至可能还没有发明出最好的设备,”他说罗伯特闲逛是一位研究员国家可再生能源实验室

从技术角度来看,在海上作业比在陆地上要困难得多;例如,建造海上风力设施往往比建造陆上风力发电场要昂贵得多。海水对设备来说是一个充满敌意的环境,而海浪本身也为收集能量提供了挑战,因为它们不仅滚过设备,还在混乱的海洋中上下浮动或从四面八方汇聚。这为能量捕获提供了诱人的机会,但也为优化设计带来了挑战。

弗吉尼亚理工大学的副研究员乔治·哈格曼(George Hagerman)说:“我想保持乐观,但现实地说,我不可能做到。高级研究所也是美国能源部评估报告的撰稿人之一(PDF)波能量的潜力。“你已经在海洋中工作的所有成本问题海上风说明了然后,您已经获得了[能源]转换技术,真正没有人似乎已经解决了坚固,可靠和高效的设计。随着风,你是用风速的函数利用能量。在波浪能中,你不仅有波浪的高度,而且你有波浪的时期,所以它变成了一个更复杂的问题。“

波动力专家之间的重复主题是波能量是风能三十年前的波动。当时,工程师没有解决风力涡轮机的最佳设计,但随后的研究已经产生了高度复杂的涡轮机设计。随着波浪力量,一些研究发生在20世纪70年代阿拉伯石油禁运后,但随后政府和商业研究和发展与风能和太阳能相比,波浪力量剧烈。

与任何能源一样,基本障碍朝着更广泛的部署是成本。到目前为止,波能源场是充斥着小公司挑选少量政府资金。根据众多专家,它可能需要一些大公司(如GE或SIEMENS)(如风涡轮机的主要制造商),如GE或SIEMENS(风力涡轮机的主要制造商),根据众多专家。这些公司可能正在等待技术在投资之前对自己进行挑战,在任何新生领域的常见困境中。

尽管媒体固有的挑战,但行业正在进行,尽管慢慢地。一些小型波浪农场和试点项目在水中,包括Pelamis Wave Power的第一波农场葡萄牙北部海岸附近。该公司已兆瓦鳞片波农场计划,而其他,如海洋电力技术继续部署测试设备,以提高基于浮标的技术。

澳大利亚公司卡内基浪潮计划委托一个“商业规模”的安装今年晚些时候,在珀斯附近,用一艘完全淹没的船设备它利用波浪能将水泵到岸上转化为电能。有迹象表明,大公司的收购已经开始,洛克希德马丁公司(Lockheed Martin)的澳大利亚项目就证明了这一点,该项目将使用浮标技术,利用涨落的波浪发电。

另一个公司,M3波他计划安装一种新设备今年夏天就在俄勒冈州海岸.M3将使用基于压力的设备,坐在海底上的视线。随着波浪通过它,装置内的空气被从一个腔室变动到另一个腔室的压力变化,旋转涡轮机以产生电力。

到目前为止,实际上只有几兆瓦的项目已经投入到水中,但专家表示,在取得实质性进展之前,该行业不必只考虑一种设备。

“如果我们最终发现的那样,我不会感到惊讶,我们将有一个我们在更深的水中使用的设备,以及我们使用更近岸的设备,”贝琳达板条他是俄勒冈州立大学的教授,也是该研究所的主任西北国家海洋可再生能源中心

改进这些技术的过程正在进行中。的欧洲海洋能源中心在苏格兰的奥克尼群岛,允许公司将他们的设备连接到现有的基础设施和电缆,以测试他们的发电能力,并发现问题。巴顿说,她在俄勒冈州立大学的中心正在审批建立一个相应的测试中心(PDF)这将使企业能够连接到现有电网进行测试。

这两个试验场的位置并非偶然,因为它们位于以高能海浪闻名的海域。太平洋西北部和阿拉斯加可能会垄断美国的第一代波浪发电项目,而在欧洲,英国——尤其是苏格兰——正高度关注波浪能源的开发。英国政府表示,英国可能会得到相当于英国政府的援助75%它的能量需求来自海浪和潮汐的结合;与此同时,美国能源部(U.S. Department of Energy)估计,美国的海浪能也能产生同样多的能量每年1,170特拉瓦时间这相当于美国全部用电量的四分之一以上。

全国可再生能源实验室的特工说,波力的第一个市场可能在阿拉斯加等偏远地区,因为依赖柴油等昂贵的进口燃料,所以能量昂贵。“对一些岛屿社区有兴趣,”Thresher说。

随着该行业开始开发更大的项目,并继续测试各种设备,以寻找最佳设计,这是否意味着海浪发电终于可以实现了,就像25年前的风能一样?

詹森布希,执行董事俄勒冈波浪能源信托——一个致力于帮助推动该行业发展的非营利组织——表示,有太多的变数,比如天然气的价格或碳税的最终通过,要将风能或太阳能的经验应用到不同的技术和时期,是不可能的。

“在我看来,最大的问题是碳定价的失败,”Busch说。“只要我们拒绝将温室气体的成本内在化,那么我们就是在一个不公平的环境中竞争。”

尽管如此,他认为,他认为稳定的技术进步将导致大量的网格连接波力通过2035年。“在10年的过程中,我们从甚至远程可行的零波能源技术都消失了在水中有几个,并在商业活力的尖端上,“BUSCH说。“我们正在进行一些非常好的进展。”

海浪照片通过chrisvanlennepphoto.通过Shutterstock.

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