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美國風(fēng)能研究專家認(rèn)為“中美風(fēng)機(jī)發(fā)展面臨相似挑戰(zhàn)”
責(zé)編: 發(fā)布時(shí)間:2016-03-25 13:31:13 瀏覽次數(shù):

 

  近年來,隨著以化石燃料為主的國際原油市場(chǎng)的持續(xù)波動(dòng),世界各國對(duì)包括風(fēng)能在內(nèi)的綠色能源的重要性有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),紛紛加大投資,使其有了較快的增長。作為能源生產(chǎn)和使用大國,美國的風(fēng)能研究、投入及產(chǎn)出就呈現(xiàn)銳增態(tài)勢(shì)。在走訪了美國國家風(fēng)能研究所及美國風(fēng)能中心,看到他們對(duì)風(fēng)能的研究重視有加,且成果豐碩,而他們對(duì)加強(qiáng)與中國的互利共贏合作表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣,也充滿了期待。

  美風(fēng)研所:風(fēng)能前景光明

  里斯技術(shù)研究中心此前曾是美國的一個(gè)很重要的空軍基地,但這里現(xiàn)在已經(jīng)成為美國風(fēng)能研究、能源開發(fā)及諸如颶風(fēng)等氣候現(xiàn)象研究的一個(gè)中心。在杰夫的引導(dǎo)下,來到一個(gè)巨大的廠房里,只見里面擺放著各種研究設(shè)備與測(cè)算數(shù)據(jù)的特種車輛。旁邊的屋子里,墻上掛著不少風(fēng)能分析表。教室里,一位年輕的女教師正在給一些學(xué)生講授風(fēng)能的課題。此后,搭乘杰夫駕駛的能夠抵抗颶風(fēng)襲擊的厚重皮卡車,向不遠(yuǎn)處的露天研究中心進(jìn)發(fā)。

  當(dāng)天烏云密布,北風(fēng)勁吹,剛剛經(jīng)過大雨洗禮的荒野上坑坑洼洼,積水仍存,汽車在上面顛簸不斷,艱難行駛。但抬頭望去,高聳入云的風(fēng)力渦輪機(jī)上的巨大葉片正歡快地旋轉(zhuǎn)著,似乎很是享受。風(fēng)力渦輪機(jī)一旁,插入天空的鐵塔電網(wǎng)密布,不遠(yuǎn)處小房子里的電腦,正記錄著各種數(shù)據(jù),并會(huì)傳送到基地研究室的數(shù)據(jù)庫里。

  離開露天研究中心,我們走進(jìn)了美國國家風(fēng)能研究所。該所設(shè)在得克薩斯州西北部城市拉伯克的得州理工大學(xué)校園內(nèi),迄今已經(jīng)有超過40年的歷史。所長梁大安是一位熱情的華裔教授,他的辦公桌上擺放著一個(gè)用軟塑料制作的白綠相間的風(fēng)力渦輪機(jī)模型。

  梁大安表示,國際原油和天然氣價(jià)格的下滑,的確對(duì)風(fēng)能的發(fā)展造成了短期的壓力。但從中長期來看,風(fēng)能的發(fā)展前景卻是一片光明,尤其是對(duì)當(dāng)今世界兩個(gè)最重要的大國美國和中國來說,更是如此。相對(duì)其他能源(如火力發(fā)電)而言,風(fēng)能開發(fā)商通常簽訂的是長期與固定價(jià)格的賣電協(xié)議。因此,它的收益不受原材料市場(chǎng)影響,是一個(gè)很好的對(duì)沖風(fēng)險(xiǎn)的方法。

  美國環(huán)保署署長吉娜˙麥卡錫女士今年2月下旬在休斯敦舉行的劍橋能源周會(huì)議上的講話,也印證了梁所長的判斷。她表示從化石燃料向可再生能源的發(fā)展是在向更加清潔的能源轉(zhuǎn)變,清潔能源列車目前已經(jīng)駛離了車站。可再生能源實(shí)際上為大家提供了創(chuàng)新的良機(jī),使產(chǎn)生污染燃料的需求減少,也使能源價(jià)格出現(xiàn)下跌。目前可再生能源的增長已經(jīng)幫助美國全國創(chuàng)造了25萬多份就業(yè)機(jī)會(huì),這也是美國人希望和支持可再生能源發(fā)展的最好佐證。

  未來5年內(nèi),美國預(yù)計(jì)將要安裝的風(fēng)能和太陽能會(huì)超過100吉瓦(1吉瓦=1000兆瓦),這將會(huì)使美國在安裝過程中使用的新技術(shù)含量翻一倍,并能使電力領(lǐng)域二氧化碳的排放量減少10%。

  梁大安認(rèn)為,當(dāng)前風(fēng)能的主要功效是發(fā)電,它的優(yōu)勢(shì)是不用燃料,安裝之后,可持續(xù)使用約20年。主要缺點(diǎn)是它的間歇性,風(fēng)速太低或太高都不行。除此之外,風(fēng)資源好的地方往往少有人居住,因此需要建設(shè)遠(yuǎn)程的輸電線路。

  他說,風(fēng)電價(jià)格的進(jìn)一步下降將由兩個(gè)因素驅(qū)動(dòng):首先是單機(jī)效率的進(jìn)一步提升和成本的降低。新的材料,優(yōu)化的設(shè)計(jì),高效的生產(chǎn)流程是達(dá)到這個(gè)目標(biāo)的關(guān)鍵。中國的制造商雖然起步晚,但是可以借助國內(nèi)強(qiáng)大的生產(chǎn)制造鏈,增強(qiáng)自身的競(jìng)爭力。其次,提高風(fēng)力發(fā)電廠的營運(yùn)效率也將是未來研發(fā)的重點(diǎn)。進(jìn)行這方面的研究需要跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì),如大氣科學(xué)家、流體、機(jī)械、電子工程師都要參加進(jìn)來。

  他認(rèn)為,作為一種無污染和可再生的新能源,風(fēng)能蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)摿Α,F(xiàn)階段,全球總裝機(jī)容量是8990兆瓦,其中96%集中在歐洲。中國大陸、中國臺(tái)灣、日本和韓國對(duì)海上風(fēng)能表現(xiàn)出了極大的興趣。海上風(fēng)能的優(yōu)勢(shì)在于風(fēng)資源優(yōu)越,靠近人口中心,但是目前的障礙包括環(huán)境復(fù)雜,施工難度大,許可過程長,易受臺(tái)風(fēng)襲擊。這導(dǎo)致它的成本比陸上風(fēng)能高出許多。包括美國在內(nèi),許多國家對(duì)海上風(fēng)能還在探索階段。

  “中美風(fēng)能合作十分必要”

  梁大安說,目前制約世界風(fēng)能發(fā)展的主要因素是機(jī)組和傳輸成本。隨著科技的進(jìn)步,機(jī)組成本逐年下降,但是下降速度也漸漸放緩。未來大幅下降會(huì)更困難,除非有革命性的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。與此同時(shí),缺少輸電線路壓制了風(fēng)能的廣泛開發(fā)。

  “作為當(dāng)今全球最大的兩個(gè)經(jīng)濟(jì)體,中美在風(fēng)能研究上加強(qiáng)合作十分必要,也對(duì)彼此大有裨益。”他說,在兩國進(jìn)行風(fēng)能投資與發(fā)展的過程中,中國特別應(yīng)注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開發(fā)和保護(hù),這樣就能夠逐漸建立起自己的信用。如果是共同資助的研發(fā)項(xiàng)目,首先確定可能產(chǎn)生的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和它的所有權(quán)。這一點(diǎn)上,美國高校的要求更透明與靈活一些。如果說美國的風(fēng)能市場(chǎng)已經(jīng)被西方幾大公司壟斷,那么中國可以以高校風(fēng)能合作為切入點(diǎn),加強(qiáng)研發(fā),逐漸進(jìn)入當(dāng)?shù)厥袌?chǎng),得州理工大學(xué)就歡迎與中國的風(fēng)能合作。此外,如果政策允許,中國公司也可以在美國買地,獨(dú)資設(shè)立風(fēng)力發(fā)電園。

  他認(rèn)為,中國風(fēng)機(jī)制造商的挑戰(zhàn)與國外制造商是相似的:提高整機(jī)效率,降低成本,有效并網(wǎng)。應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)不但需要企業(yè)對(duì)研發(fā)的投入,也需要政府政策導(dǎo)向和高校的資源配合,以避免粗放、盲目性發(fā)展。風(fēng)能雖然屬于清潔能源,但開發(fā)也應(yīng)該考慮項(xiàng)目對(duì)環(huán)境和生態(tài)的負(fù)面影響。美國和歐洲在噪聲、野生動(dòng)物及農(nóng)業(yè)用地方面已經(jīng)做了大量的研究,這些值得中國借鑒。

  目前,風(fēng)研所和中國在風(fēng)能研究方面的合作還在起步階段。梁大安說,風(fēng)研所正在和一家中國國內(nèi)的大型風(fēng)機(jī)制造商合作,風(fēng)研所和中國可以有多層次及多渠道的合作,希望和中國的高校和研究院發(fā)展學(xué)術(shù)交流、人員互訪,增強(qiáng)知識(shí)和技術(shù)的互補(bǔ)。風(fēng)研所也歡迎中國國內(nèi)的學(xué)生來得州理工大學(xué)風(fēng)研所攻讀風(fēng)能有關(guān)的學(xué)位?,F(xiàn)在,得州理工大學(xué)加大了對(duì)技術(shù)轉(zhuǎn)讓和商業(yè)化的重視。因此,風(fēng)研所特別希望和中國國內(nèi)的風(fēng)機(jī)制造商和運(yùn)營商能夠開展聯(lián)合研發(fā),以提高他們的市場(chǎng)競(jìng)爭力。

  風(fēng)車博物館:科研與科普并行

  風(fēng)能的作用和效果正在美國不斷深入人心。在拉伯克市市郊,還有一個(gè)占地11萬平方米的美國風(fēng)能中心,它實(shí)際上是一個(gè)頗具美國特色的風(fēng)車博物館。見到我們后,館長哈里斯先生便親自擔(dān)當(dāng)起了導(dǎo)游與解說員。

  哈里斯先生曾是得州理工大學(xué)員工,從上個(gè)世紀(jì)60年代起便潛心研究風(fēng)車。1993年,他和醉心于研究收集風(fēng)車的沃爾夫女士聯(lián)手,共同建起這家風(fēng)車博物館。進(jìn)入博物館內(nèi)部,一百多個(gè)大小不一、形態(tài)各異、材質(zhì)不同的風(fēng)車便映入眼簾,這些風(fēng)車或木制,或鐵質(zhì),歷史悠久,非常珍貴。它們的一個(gè)共同特點(diǎn)就是借助風(fēng)力作為動(dòng)力(風(fēng)電機(jī)),來向牧場(chǎng)或居民提供使用的淡水。它們屬于不同年代,有些甚至可以追溯到上個(gè)世紀(jì)20年代。特別使人印象深刻的還有館內(nèi)一幅講述風(fēng)車歷史的巨大彩色壁畫——總面積竟達(dá)510平米。

  來到寬敞開闊的博物館院落,60個(gè)風(fēng)車高高矗立在綠色的土地上,其中一個(gè)是美國最古老且最大的木制風(fēng)車。在風(fēng)車?yán)镯樠弁?,遠(yuǎn)處一個(gè)50米高的白色風(fēng)力渦輪機(jī)特別搶眼。哈里斯先生說,這是維斯塔斯V47型風(fēng)力渦輪機(jī),功率為660KW,其常年生產(chǎn)的電力除了能滿足博物館平時(shí)的用電外,多余的電力還會(huì)賣給當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)。稍后,哈里斯先生還特意帶記者參觀了博物館后院的廢舊風(fēng)車存放地。平時(shí),當(dāng)風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)感受其巨大與威力,而此刻看到躺在大地母親懷抱里的巨大葉片時(shí),心靈還是會(huì)受到強(qiáng)烈的震撼。

  如今,哈里斯先生的美國風(fēng)能中心不僅供普通游客參觀,也供來自得州理工大學(xué)風(fēng)能專業(yè)的師生來研究學(xué)習(xí)。巨大的白色風(fēng)力渦輪機(jī)隨風(fēng)起舞,像希臘神話中的阿波羅一樣,為人間帶來光明。

 

                                摘自《國際先驅(qū)導(dǎo)報(bào)》2016-03-17