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主題: [其他] [轉貼]河底發電站:利用潮汐能開闢新方式   字型大小:||| 
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鐵驢友〔初級〕
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#1 : 2021-3-31 06:15 PM     只看本作者 引言回覆

綠色能源公司在紐約東河河底建造的渦輪機機組為利用潮汐能開闢了新的方式,這家公司希望未來能夠為紐約提供25%的日常用電。

也許在不久的將來,美國紐約的能源將有一部分來自其市區附近的河流。

今年9月,美國綠色能源公司(Verdant Power)在羅斯福島(Roosevelt Island)與皇后區(Queens)之間的紐約東河(East River)河底完成了為期10天的潮汐渦輪機發電測試,以檢測渦輪機設備是否可以承受水流的強烈衝擊和適應流速的變化。除了潮汐渦輪機的強度,這次測試還包括了以較大規模陣列排布渦輪機的發電效果。

EPRI(the Electric Power Research Institute)電力研究機構海洋能項目的負責人羅傑(Roger Ailshie)說,“這是第一個如此大規模使用渦輪機的海洋動力發電項目,並且它靠近人類居住區,要求更嚴格的環境監控。”

綠色能源公司在東河河底安裝了30台潮汐渦輪機。平均每台潮汐渦輪機可以提供約35千瓦的發電能力,這相當於一個風力發電機,可供一百個家庭的日常用電。這些潮汐渦輪機的外形類似夏天所使用的手持電扇,由牢牢固定在河床上的支撐桿和三片渦輪葉片組成。

雖然在本次實驗中,渦輪機在東河的河水里浸泡了10天,但是葉片沒有發現明顯的磨損和損壞跡象。這家公司的聯合創始人兼CMO泰勒表示,公司仍然在繼續委託其他製造商製造更堅固耐用的分層玻璃纖維或塑料(8500,-135.00,-1.56%)葉片。

潮汐能在地球上多種多樣的能源里並不是一種總量十分巨大的能源,但卻有著獨特的開發優勢。以美國為例,美國每年消耗的電力達4萬億千瓦時,而海上風力發電有望提供1萬億千瓦時,潮汐能則可提供2600億千瓦時,這相當於目前美國所有水電站的產能。最重要的是潮汐能的開發和使用靠近陸地,因此,相對於開發遠離陸地的海上風能和波浪能項目,潮汐能發電成本要低廉一些。

根據綠色能源公司與美國國家可再生能源實驗室、明尼蘇達大學等機構共同開發的“自由流”系統,無需建造堤壩或其他土木建築主動控制潮汐,只需要憑藉水流和潮汐的自由轉動,驅動一個渦輪上的增速器,然後驅動通過電網連接的發電機,即可以提供穩定的電力供應。

綠色能源公司的技術總監迪安·柯潤(Dean Corren)表示,東河河底是個“完美的試驗場”,水流流速達到每秒2米,足可以使潮汐渦輪機的葉片緩慢地旋轉。這項“自由流”系統技術比起其他獲取潮汐能的方法,比如都需要建立堤壩的潮汐堰壩和動態潮汐能技術,其成本和生態影響都更低。

這次測驗屬於“羅斯福島潮汐能源”項目(Roosevelt Island Tidal Energy,簡稱RITE)的第三階段,也可以說是正式投入商業批量生產的階段。“RITE項目開始於2002年,在2002年到2006年完成了初級階段的論證階段。從2006年到2009年,在東河部署了6座全尺寸水下渦輪機,向紐約市的商業機構供電,從而完成了第二階段的實證,如今,RITE進入了兆瓦級規模製造階段。

綠色能源公司在今年1月拿到了由美國聯邦能源管理委員會(Federal Energy Regulatory Commission,簡稱FERC)頒發的商業發電許可證,這是美國對潮汐發電的第一次商業授權。根據授權,綠色能源公司可計劃開發一個1兆瓦的試點項目,最多由30台商業類潮汐渦輪機組成,試用許可的期限是10年。該計劃的目標是從2013年開始,逐漸增加潮汐能發電的比例,直到佔紐約市電力供應的25%。

綠色能源公司由三位聯合創始人共同成立於2000年,總部位於紐約。但是,自1998年公司尚未誕生之時,三位創始人就已經著手建立、測試和部署四種不同類型的海洋能源系統的原型。RITE項目是綠色能源公司的第一個項目。在2007年,綠色能源還發起了”安大略康沃爾河流能源“項目(Cornwall Ontario River Energy,簡稱CORE),希望藉助同樣的”自由流“系統,利用聖勞倫斯河的水流和潮汐創造電力。此外,綠色能源還有一系列正在籌劃的項目,比如組織一個潛在消費者的聯盟,或在英國、南美、中國和印度尋找可行的水體和新的合作機會。

綠色能源公司的發展得益於20世紀遭遇兩次能源危機以來,美國政府採用的一系列綠色能源政策,其中包括提供研發經費、示範補貼、減免稅款、貸款等方式激勵發電企業利用風能、太陽能、地熱等設備生產綠色電力。

  美國能源部近期還提供了5000萬美元,專門用以支持潮汐能發電示範項目,比如對綠色能源公司RITE項目中新復合材料渦輪機葉片的設計和測試的部分資金支持。自2002年起,綠色能源也獲得了一系列NYSERDA獎項(紐約州能源研究與發展獎New York State Energy Research and Development Authority)。NYSERDA獎項提供了約25%的RITE項目資金需求。此外,綠色電力公司也已從投資者那裡籌集了約3300萬美元,並將自己的技術出售,用於世界各地的河流以及海洋發電。

  潮汐能此前一直並沒有得到美國人的重視,在潮汐發電領域,全球最發達的潮汐能發電廠一直位於蘇格蘭海岸附近。

2008年,英國在北愛爾蘭斯特蘭福德灣入海口安裝了世界首台潮汐能發電機SeaGen,它有兩個潮汐能渦輪機,可為當地提供1.2兆瓦的電力。雖然這台發電機提供的電能總量不大,但是英國的海岸線綿長,能夠提供足夠多的地點來安裝渦輪機。

英國首席大臣亞歷克斯·薩爾門德(Alex Salmond)在今年9月表示,經過一系列的測試和投資,英國的潮汐能即將開啟大規模商業應用。正在蘇格蘭近海測試的潮汐能發電裝置預計將於2015年正式投產,裝機容量可達數十萬千瓦。而在全國范圍內,潮汐能有望滿足英國20%的能源需求,使英國成為”海洋能源中的沙特“。

  不僅如此,加拿大、亞洲政府和私人企業在支持潮汐能研究方面都比美國超前,不過值得慶幸的是,現在似乎也還不太晚。

今年10月,美國首個商業潮汐能發電項目已完成初步安裝。海洋可再生能源發電公司(ORPC)的”緬因州潮汐能項目“將成為美國首個連接國家電網[微博]的海洋項目,該項目同樣是無需壩體的潮汐能發電機組。它的第一階段已順利完工,將從10月份開始向美國電網輸送電力。

  但是就目前來說,綠色能源公司還需要逐步改進RITE項目。

潮汐渦輪機在一次性原型階段的建設和投入都非常大。在這個階段,每千瓦發電能力的成本大概在4800美元到到5000美元之間左右。而實現商業化之後,價格有望回落到每千瓦2400美元。

  根據綠色能源公司的公開資料預測,RITE項目(5兆瓦規模)的經營成本將在0.07美元到0.09美元/千瓦時左右浮動。

正是由於前期投入巨大,工期較長,且在選址上極為苛刻,潮汐發電尚未成為主流的電力來源。加之與常規電站相比電價較為昂貴,目前在全世界建成投產的商業用潮汐電站並不多。所以,RITE是否能實現安全、穩定的發電,並進一步能實現較為廉價的商業化,讓技術成為商品,是目前最為緊迫的問題。

紐約市長彭博與紐約州副州長派特森在紐約東河的羅斯福島,向媒體介紹紐約市的乾淨能源─每天可供應一千瓩的「自然水流轉動渦輪機發電設施」。

紐約市政府致力於推動開發乾淨能源及降低廢氣排放。彭博指出,紐約東河中間的羅斯福島是全球第一個裝置潮汐動力發電設施的地區。這套設施有助於紐約市降低廢氣排放的計劃。

彭博說,紐約市的人口估計到了二零三零年還會增加一百萬,紐約市政府必須傾力降低任何可能造成全球氣候變化的因素。市政府鼓勵再生能源技術的開發,包括水流動力發電、屋頂上的太陽能集熱板等。

開發這項科技的佛登特電力公司自二零零二年開始進行「羅斯福島潮汐能源」計劃,目前已進入第二階段,在東河河床裝置的六具渦輪機與電廠連結,每天的發電可供應羅斯福島上的超級市場及停車場的用電。

「羅斯福島潮汐能源」計劃是全球第一個潮汐動力發電可以直接供應終端用戶的。在最大負載的情況下,可以供應八千個住宅的用電。

彭博在今天的「羅斯福島潮汐能源」技術發表會上表示,紐約市政府與民間共同致力於替代能源的開發和應用,另一項重點是屋頂太陽能集熱板的裝置。

他說,紐約市政府已提出與電力公司合作的模式─由電力公司出資裝置設施並負責電力供應的營運管理,紐約市政府與電力公司簽二十年長期購買電力的合約。他強調,開發替代能源有賴公務機關與民間企業的聯手合作。

[geo 在  2021-3-31 06:37 PM 作了最後編輯]



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#2 : 2021-4-6 03:02 PM     只看本作者 引言回覆

轉貼一個舊聞吧。

綠色貿易網

潮汐發電講白了就是海水發電,但所有在海岸的開發都有同樣的毛病,那就是破壞海岸生態,而且這種破壞通常是得不償失,不可逆,且效益低落。

美國東岸這一套潮汐能發電站,發電量約為法國布列塔尼海岸潮汐能發電廠的一半,這些新興電力廠的毛病,就是建造方往往大幅低估成本。

我不認為「渦輪機在東河的河水里浸泡了10天,但是葉片沒有發現明顯的磨損和損壞跡象。」是重大的突破,要知道上線時,渦輪機必須經年累月泡在河水裏,如果才十天就出現腐蝕的跡象,這個包商還是趕快換成法國那家比較好。所以這個試驗成果有什麼好提的?難道汽車的手剎車可以用人推不動就推斷是正常的嗎?

「免費的最貴」深刻體驗在能源方案之上。陽光、空氣、水,通常被視為成本極低、可以忽視。但是不管是日能、風能或是水力發電,真的要搞起來都比火力發電昻貴得多。日能需要充分的日照,只能白天供電,它與風能一樣受限於場地,而風能還有個大麻煩,用電顛峰期只要無風就派不上用場。

水力發電在工業發展造成供水吃緊的現代,根本不能指望。所以過去認為難搞的潮汐發電也開始有人搞了。哪一天有人真的要搞洋流發電我也不意外,希望海洋生物不要因為人類在黑潮途徑上擺渦輪發電機而造成人工大滅絕才好。



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