28 吨、1.2 兆瓦的潮汐风筝现已向电网输电
一台重 28 吨、现已向电网输出 1.2 MW 的“潮汐风筝”重新激发了人们对潮汐能的兴趣,因为它可作为太阳能和风能的可预测补充。评论者在权衡其潜在优势——高能量密度、对景观几乎没有视觉影响,以及适合偏远或北方地区——与严峻担忧,包括恶劣盐水环境下的维护、生物附着、海底电缆成本和当地生态影响。许多人认为它前景可期,但仅限于特定地理场景,且必须证明其长期可靠性和相对于日益便宜的太阳能、风能、电池与核能的成本竞争力。
技术与运行
- 该装置是一台 28 吨重的“潮汐风筝”,配有 1.2 MW 发电机,在强潮流中沿海床系缆做数字 8 字形轨迹飞行。
- 以一定角度迎着水流移动,会使涡轮机相对水速高于固定在海床上的涡轮机。
- 电力通过系缆中的电缆以及通往岸上的海床脐缆传输。
- 与固定式涡轮机或大坝相比,这种方案被认为更模块化、可运输(可装入集装箱),并且潜在上更容易维护(风筝可浮出水面)。
经济性与对比
- 一些人认为它比空中风能系统更实用,也比风力涡轮机更不显眼。
- 对比:现代陆上风电约 2–4 MW,海上风电 8–12 MW;燃煤电厂约为 GW 级;核电站最高可达数 GW。
- 预计平准化度电成本(LCOE)约为 $50–54/MWh,与约 $30/MWh 的太阳能、低于 $50/MWh 的海上风电,以及约 $48/MWh 的美国平均电网电力相比,有人对此能否具备竞争力表示怀疑。
- 也有人认为,潮汐能不必是最便宜的,只要它能减少风电/太阳能所需的储能需求就行。
维护与工程挑战
- 对盐水腐蚀、藤壶/海洋生物附着、海水中的运动部件以及系缆磨损有很大担忧。
- 反驳观点是:海事行业(船舶、海上石油、海底电缆)已经在类似环境中管理寿命很长的硬件。
- 被指出的优势是:如果风筝可浮出水面维修,就不需要巨型海上起重机或潜水员。
- 目前尚不清楚这些装置能使用多久,以及年度维护/更换成本会是多少。
环境与行星层面影响
- 当地野生动物:人们担心鱼类、鲸类以及航行危险;预计会有一定影响,但影响程度尚不明确。
- 有人推测系泊装置可能像人工礁一样,吸引海洋生物。
- 更大的哲学争论是:潮汐能最终利用的是地球—月球自转能;从技术上说它并非可再生,但储量极其庞大,而当前开采量与自然潮汐耗散相比几乎可以忽略不计。
- 有人提出大规模削弱潮汐可能带来累积生态影响,但目前仍被视为高度理论化的问题。
电网角色、可预测性与规模
- 潮汐高度可预测,但并非持续不断;在潮水停滞时,风筝会停泊。
- 它被视为一种有价值的、可稳定预测的发电来源,可补充间歇性的太阳能和风能,尤其适用于高纬度或偏远沿海地区。
- 功率规模:1 MW 可供数百个普通家庭用电;某些地点计划建设 20–40 MW 的阵列,但要替代大型化石燃料或核电站则需要数千台装置。