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风力发电的达摩克利斯之剑

2020-09-11 17:58:49

  风力发电也许是当下众多新能源中争议最少的能源之一,然而,一旦引起盲目地追逐,风力发电也会成为一把双刃剑,反噬其主。

  “站在科德角可以忘掉整个美国。”科德角的美景,曾让梭罗这位19世纪美国最具世界影响力的作家发出如此惊艳之叹。然而,今天你站在科德角也许会想起“全世界”,因为这里即将变成钢筋铁骨的世界,将成为美国最大的海上风电场,一种新的“绿色”将覆盖整个海岸线。

  从能源与环境的评估体系来看,水电,被定义为严重破坏当地生态;太阳能,则造成多晶硅污染至今难解;原本被认为是技术最成熟、最安全的核电,在日本核泄漏事件之后,又成为了“功在当代,罪在后代”的巨大隐患。新能源问题似乎到了一个骑虎难下、进退维谷的地步。尴尬之境中,风电似乎成为了唯一还保持着原本“纯洁”概念的新能源,吸引了全球的目光。

  然而,风电真如人们料想般“一帆风顺、事半功倍”吗?海上风电虽然以风速快、风资源持续稳定、发电量大、不占用宝贵的土地资源,且可以靠近经济发达地区,距离电力负荷中心近,风电并网和消纳容易等特点被寄予厚望,但是,自上世纪90年代末丹麦建立第一座海上风电场以来,世界海上风电的发展一直踯躅不前。究其原因,技术复杂,安装、运行、维护的成本高昂等,让“性价比”这一关键词,成为了一直摆在所有人面前的一道难题。

  美国作为世界第一大国,在长达10年的时间里,未见任何一个海上涡轮机。2010年,奥巴马政府宣布一项决定——在马萨诸塞州的海上建设科德角风电项目。根据规划,这是一个可能涵盖长岛到伊利湖地区,预计将产出450兆瓦电力的庞大项目。然而,从2010年正式提出后,项目就陷入了一片反对声当中。许多反对者们认为,将原本环境优美的科德角改造成高达40层楼的巨型怪物,并且将它们矗立在马萨诸塞州东部岛屿的水景之中是“So Crazy”的事情。要知道,象征着美国历史源头的“五月花”号登陆美洲大陆的第一站就是天堂之美的科德角。

  除了文化上的难以接受,科德角风电站的性价比也是争议的核心之一。从2007年起,美国的风电装机容量翻了一倍还多,超过35吉瓦,约占全美发电总量的2%。在陆地适合推进风力发电的土地资源日渐枯萎的背景下,尽管海上发电的成本仍居高位,但开发商们还是计划从泽西海滩到墨西哥海湾建造20多座水上风电场。狂热已掩盖了理智,当时几乎没有人质疑这些地方是否适合修建风电场。科德角风电项目仅在楠塔基特岛海湾就将安装了130部涡轮机,每个高440英尺,单建造成本预计将超过10亿美元。更为严重的是,在恶劣的海洋环境内建设和维护涡轮机,必须长期负担高额费用,毕竟加固设备以抵御海浪、飓风、腐蚀性盐等都是最基本的内容,更为麻烦的是,五大湖区域还有冬冰的破坏。

  据美国推广该产业的公共和私人组织和机构联盟“海上风能合作”组织调查结果显示,目前安装完整的海上风能系统的标价估计为每千瓦4600美元,接近陆地系统每千瓦2400美元的两倍。美国市场调查和咨询公司IDC能源启示公司的能源分析师山姆(专栏)。杰斐(Sam Jefferson)曾表示:“美国没有海上风电场的原因与陆地还有许多有待开发的地方有很大关系。”因此,许多人都怀疑开发成本更昂贵的海上发电项目,最根本的动力来源只是开发商们为了赚更多的钱。

  由于建造海上风电场的资金成本过高,在科德角风电项目许诺将一半的产出电力卖给国家电网,向美国东北部供应电力的情况下,每度电还是需要人们支付18.7美分的高昂价格,造成比当地居民用电价格甚至高出2倍有余(当地现在每度电8-12美分)的情况。麻省理工学院能源中心研发工程师斯蒂芬。康纳斯(Stephen Connors)认为:“从长远来看,科德角风电项目究竟是提升还是减少了用户的电费开支,还要看接下来的几年或几十年内煤、天然气与石油的价格变动。科德角风电项目的电力实际上所有美国电网用户都在使用,大概占每个用户用电量的4%。在科德角风电项目上的投资即便保守估计,也相当于每月花掉全美国电网公司家庭用户1美元。再多一些,就相当于每月多消费两杯星巴克咖啡。”

  从目前各国的新能源布局来看,风电不约而同地成为世界范围内发展速度最快的新能源。2010年全世界每年新增发电装机超过4000万千瓦,很多国家都把风电作为能源发展重点,其中中国就位列全球风电发展最快的国家之一。2009年,中国风电新增装机容量1200万千瓦,总量在世界居第一位。东海大桥的海上风电项目创造了全球除欧洲之外,第一个海上风电并网的项目,总装机容量102兆瓦,全部采用华锐风电自主研发的34台3兆瓦海上风电机组。预计未来年发电量可达2.6亿千瓦时,所发电能将通过海底电缆输送回陆地,可供上海20多万户居民使用一年,相当于每年节约燃煤10万吨,每年减排二氧化碳20万吨。东海大桥的海上风电项目因此还成为上海世博会最主要的能源之一。

  而这个带着“样本”标签的工程多少还是让人心有疑虑。“按照科学的研制程序,一般的海上风电机组样机需要先在陆上试运行,然后再到海上,而且从样机运行到投入生产至少需要一年时间。”有业内人士指出,国外超过5兆瓦的海上风机一般需要在岸上运行监测3年以上,并进行海上恶劣环境下的风机各参数非标准排量模拟仿真试验后,才逐渐确定批量生产。然而国内风机老大华锐风机4年前才开始涉足海上风机领域,据此,外国咨询公司预言目前运营的国产风机质量问题,可能将在未来两到三年后集中爆发。

  更令人担心的是,海上风场的建址将使其不得不面对台风的威胁。桑美台风2006年登陆浙江,最大风速78米/秒,导致浙江苍南风电场28台风机倒了20台,整个风场几乎报废。虽然上海电气副总经理刘琦曾表示,现在的风场规划大多在长江以北受台风影响较小的区域,大家会在积累了相当经验的前提下,再逐步向有台风影响的区域推进。“随着技术的发展,对抗台风已经不是难题。”但是,正如美国科德角海上风电项目一样,人们仍然对这个需要长期维护的庞然大物充满了担忧。

  密切关注科德角风能风险事业的绿色和平组织研究室主任科特·戴维斯(Cote Davis)曾说:“人们应该谨慎地考虑,保护视野就保护了这个地方。事实上,所有的模型都显示,如果气候变化继续加快步伐,海角和岛屿以及楠塔基特都将大变样。”开发新能源的初衷是要找到人类社会经济发展与保护生态环境的平衡点,而绝非是用“绿色”作为新的破坏的借口。如同所有的传统产业一样,新能源的发展也必须在综合考虑生态、成本、必要性等问题的情况下循序渐进地发展,而没有捷径可走。(陈晓平)


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