美国国家可再生能源实验室研究发现:潮汐能可满足美国 57% 的电力需求
一家阿拉斯加州潮汐能源企业正在马萨诸塞州近海测试一款全新的小型模块化涡轮机,力求挖掘美国储量庞大、尚未开发的潮汐发电潜力。这款涡轮机落地科德角强劲的潮汐流开展试点,在真实工况下测试设备的运行性能与耐用性,以此研判该技术是否适合商业化规模化推广。
挖掘美国潮汐能潜力或将成为美国实现脱碳、保障能源安全的重大转折点。美国国家可再生能源实验室(NREL)在 2021 年发布报告,美国海洋能源总蕴藏量约为每年 2300 太瓦时,等同于美国 2019 年全国发电量的 57%。报告写明:“即便仅开发技术可利用资源潜力中的一小部分,海洋能源技术也能为美国用电需求做出可观贡献。”
坐拥丰富潮汐能资源,美国当下却没有任何一座潮汐电站实现商业化运营。因此,目前在科德角潮汐水道测试的这套设备,有望成为开发海量清洁能源潜力的关键第一步,推动这项技术距离商业化落地更近一步。
多数潮汐能原型设备都是大型机组,需要固定安装在海床。而本次在海洋可再生能源协作组织(MRECo)Bourne潮汐试验场(BTTS)测试的机型尺寸小、模块化程度高,即便在偏远沿海社区,也能简化安装、扩容与运维流程,适配商业化应用。该试验场以小规模探索试验为主,但可为潮汐能后续研发、设备设计积累极具价值的实测数据。
Sitkana公司创始人兼首席执行官兰斯・麦克马伦近期接受《趣味工程》采访时表示:“我们的目标是让偏远地区的海洋能源更容易建造、投用与维护。迈向商业化部署的进程中,本次测试意义重大。” 麦克马伦补充解释道。
科德角水流湍急,最高流速可达 4 节,该地十分适合让整套设备承受极限工况,为机组模块优化提供关键参考。麦克马伦对《近海能源》称:“Bourne潮汐试验场是少数能在同一地点完成整套设备全维度测评的场地。除发电量性能检测外,我们还可以观测设备在真实海洋环境下的运行状态,更充分掌握机组与海洋野生动物之间的相互影响。”
该技术的适用场景与深远影响早已突破美国国界。勘测结果显示,美国和加拿大拥有全球最高的波浪能蕴藏量;若得到充分开发,这项技术可供给全球大量电力。欧洲海洋能源协会最新报告得出结论:海洋能源有潜力满足欧盟当前总能耗的 21%,还可覆盖全球电力总需求的 13%。欧洲接连遭遇能源危机,正全力争取能源自主、降低化石燃料进口依赖,海洋能源或将彻底改变欧洲的能源格局。
当前欧洲在潮汐能研发投入上处于领先地位,但依托美国能源部大规模资金扶持,美国正在快速追赶。Bourne潮汐试验只是美国海域内众多前沿潮汐技术试验项目之一。密歇根大学研究人员在五大湖布设了小型原型设备,未来有望为湖区岛屿居民供电;加州门洛帕克一家科研机构正在测试水下风筝发电机组,可为无电网接入的沿海社区供给潮汐电力。
