世界最大的海上風電場在英國

英格蘭風電場

要形容這些機器的巨大不是件易事。在我眼前,這些巨型結構的後方就是灰藍色的天空;我們所在的船此時在距離利物浦四英里(七公里)之外的海域,船身輕盈地上下起伏於汪洋之中。此時,我們已經抵達 Burbo Bank Extension 風電場,一睹這一建築奇觀:世界最大風力發電機組。

當某一風機葉片轉動至最高的195米(640英尺)時,此刻的風力發電機足有大本鐘的兩倍之高。風機三隻巨型葉片的直徑比倫敦眼的直徑還要長。每當風機的巨翼如揚起的帆在空氣中劃過,便發出緩緩的嗖嗖響聲。

首個海上風電場誕生于丹麥,不過如今在該領域領先全球的卻是英國。地球上最大的海上風電場是英國倫敦的陣列風電場(London Array)。位於泰晤士河口之外的這一巨型風電場上豎立著足足175架風力發電機。英國的海上風機提供的電力達5.2千兆瓦——超過了歐洲大陸海上風電場發電量的三分之二,幾乎是歐洲其他國家海上風電場發電量的總和。而在歐洲之外,全球其他地區的海上風電量之和只不過幾千兆瓦。

業內人士表示,利用沿海風能發電、獲取更便宜的電力,其重要性不容小覷。2016年12月,世界經濟論壇報道,過去三年內風力發電機生產的成本降低了超過30%,世界範圍內風電平均發電成本也降低至補貼前每兆瓦50美元——該數字僅為煤炭發電成本的一半。

儘管海上風能發電的工程建設難度非常大,風機結構的堅固性要求極高,但其每兆瓦/小時電力的成本仍然比核電還低。

因此,德國、丹麥和荷蘭等國家紛紛投資風能發電,中國和韓國等國家也表現出了對該領域的投資興趣。

Burbo Bank海上風電場就是海上風電發展之迅速程度的典型例證。該風電場建設於十年前,彼時,其風機發電量為253.6兆瓦——可為80,000戶人家提供電力。Burbo Bank擴建後,風機發電量為328兆瓦,發電能力是先前的三倍。

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Image caption Burbo Bank 的海上變電站(圖片來源: Chris Baraniuk)

"這是了不起的成就,"丹麥公司東能源(Dong Energy)副總裁兼資產管理負責人本吉·塞克斯(Benj Sykes)表示,該公司負責Burbo Bank擴建項目的安裝工作。"我認為這就是過去十年間技術發展的證明。"

塞克斯表示,這些巨型葉片每轉動一周,就能滿足一戶普通英國人家29小時的用電需求。旋轉最快之時,葉片速度可達每分鐘30次。不過這些巨型旋翼能夠駕馭的風力也是有限的,如果旋轉速度過快,其轉動會毀壞風力發電機機體,因此在葉片設計上便有意設置了遇到暴風自動鎖機的功能。

而一經建成,風機也是需要維護的。又因為風機遠離海岸,所以維護起來可能有些困難。在利物浦,技術團隊輪班照料Burbo Bank風電場那些"孤獨"的風機。"這就像你保養自己的車一樣,"技術團隊負責人賈斯汀·莫納漢(Justin Monaghan)表示。"當風力發電機出現故障,你得過去看看哪裏出了問題。"

根據問題的不同,有時莫納漢和他的團隊需要修理或替換電動齒輪、液壓系統,或更換活動部件。每一架風機內部都存放有一筐食物和水,謹防天氣突遭變化,技術人員需暫時躲避其中,等待天氣好轉。

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Image caption 因為海上風機距離陸地較遠,因此維護起來可能有些困難(圖片來源: Chris Baraniuk)

目前,因為在工人們維護風機時能做到對氣候精確的預測和小心的監控,因此發生這種極端情況尚屬罕見。然而不久後,駐守海上風電場就將成為技術人員們工作的一部分了。下一個地標式海上風電項目是英格蘭西北部海岸之外的霍恩西(Hornsea)。該風電場將遠離海岸:在距離海岸120公里以外的地方。因此,近150名技術人員將居住在海上,而非坐船往返於風電場與海岸之間。這與在石油鑽井平台工作的工人們相差無幾。

2021年竣工後,僅霍恩西電場一期工程就將晉升為全世界規模最大海上風電場,發電量將達1.2千兆瓦。根據最終階段計劃的不同,數字可能有所差異,但總體上,到21世紀20年代中期,整個風電場的發電量將達4-6千兆瓦——能夠滿足400萬戶人家,也即大約英國15%家庭的電力需求。

遠離海岸

開發人員正在構想建設距海岸更遠的項目。有提議指出,可在北海建一座人工島,周圍環繞以成百上千架風機,其所提供的電力將沿輸電線惠及荷蘭、德國、丹麥、挪威、比利時和英國。對發電量的預測有所差別,估計在70至100千兆瓦左右,超過法國所有核電站發電量的總和。

這樣的風電場將耗時幾十年去計劃和建設,而目前為止,它還是一個距離我們比較遙遠的設想。

大多數人預計,英國將繼續投資於海上風電,但所建風電場的規模將近似於目前已建設的風電場。"項目潛力很大,"歐洲風能協會(Wind Europe)的喬爾·麥格拉爾斯(Joel Meggelaars)表示。"因為英國和北海海域風力強勁。"麥格拉爾斯解釋說,英國風機的負荷係數——實際能源產出量——異常之高。去年12月,英國海上風機總發電能力的平均負荷為68.2%,而其他地區海上風機的負荷普遍低於50%。

風力發電機越大,發電效果越好。8兆瓦是目前的最大發電量,麥格拉爾斯預計十年後該數字將翻倍。

風力發電機

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Image caption 風力發電機越大,發電效果更好(圖片來源: Chris Baraniuk)

只要持續進行維護工作,風機可在較遠的海上運行25年之久。當然,與太陽能不同,只要有風,風機晚上也能提供電力。

不過,海上風電也有其不利之處。除了安裝和維護費用高昂以外,風機對野生動物會產生致命性影響。批評者表示,風機對塘鵝和三趾鷗等鳥類的棲息地極具破壞性,由於威脅到了海鳥的安危,倫敦陣列風電場的某項擴建計劃已被法院終止。

其他批評者則指出,風機的震動可能會讓鯨魚喪失方向感。然而,除了安裝風機固定樁時會產生很大的噪聲外,人們尚不知曉風機正常運行時產生的聲音會有多大的危害。

許多英國人已經看到了海上風力發電增長的未來。與陸上風電場相比,海上風電收獲了更多公眾熱情。儘管有投訴認為,海上風電場影響了海景,但是有證據表明,大部分民眾仍支持海上發電。2016年的一次民意調查顯示,有73%的民眾支持海上風電場。

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Image caption 儘管益處多多,但海上風機也有其不利之處,包括對鳥類的破壞性(圖片來源: Chris Baraniuk)

"當風機在海上時,就不會顯得那麼突兀,因為它們離我們比較遠,"莫納漢指出:"他們沒有在你家的後院裏發出嗡嗡的聲音。"

目前看來,英國的風機滿足了人們對可再生能源的多項要求。海上風力發電是清潔的,其運轉不會妨礙普通人的生活,同時還能夠促進本地工業的發展。我們也許很快就會了解海上風電的長期性優勢和劣勢。而現在,Burbo Bank風電場新風機葉片已經開始運轉,所發電力也已經接入電網之中。

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