人类迄今基本尚未开发利用的高空风能,或将因近年来新浮空技术的成功开发而在2015年得到利用。据英国《每日邮报》报道,有科学家预测,利用高空风能进行发电将会成为现实。
万米高空的能源革命
可再生能源的利用面临着困扰问题,通常呈分散状,不像化石燃料那么高密度。而为了取得所需能源量,则需要让开采覆盖到更广大的地域。因此,业内人士皆在寻求尽可能密集的可再生能源,其中,非常有前途的就是尚未被开发过的高空风能。
街道上迎面吹来的风并不能为城市提供电力,但理论上,一台放置在城市高空的风力机器却可以做到,这就是高空风能。高空风能通常所指的范围至少需离地面3000米,高则可达1万米以上,在这一高度的气流中所蕴含的能量,是全球每年所需能源的100倍。美国《连线》杂志2009年的一篇文章指出,与全球最优的高空风力发电源匹配的恰好也是人口密集地区,包括北美的东海岸和中国的海岸线。
但没有开发者会想建造一个近万米高的大风车,尤其是在人口稠密区。于是,高空风电设想就有两种主要框架:在空中建电站,以电缆输送电力到地面;或者打造一只“大风筝”,风力拉伸产生机械能,再经由发电机转换为电能。
高空风电是否空中楼阁
这两种关于高空风电的构架,并非不符合实际,但一直以来却没有任何严格的技术评估。其中部分原因,是其需要铺设大量基础设施,在实际应用上还需要储存大量备用能源。
美国加州州立大学的气象学家克里斯蒂娜·阿彻近日表示,利用高空风能进行发电将会成为现实,因为全球许多公司针对高空风能的利用技术进行了大量研发,其成果或将在2015年前后打开高空风能的市场。
这些创新研发的共同点是:以往高空风能的目的地一直是对流层,但当下公司们更关注2000英尺(约600米)这层“天花板”,这之上的空气发生强烈摩擦。据估算,2000英尺高度的风力为350英尺标准高度地面风机的20倍。
这些高空风能的支持者亦表示,他们的产品更加小巧灵活,且在价格上远优于装备着粗大叶片、塔身必须固定在地表或海洋深处的传统风机。低成本意味着低电价。据推算,在实现广泛应用的条件下,高空风能可使得风电价格由当前地面风电的每千瓦时9美分~10美分,降至2美分。
仍有相对保守的声音
但美国国家可再生能源实验室的专家福特·菲尔柯认为,高空风能实现产业化并成为国家电力需求的主要提供者,至少还需要10年的时间。
菲尔柯表示,目前还没有一家公司达到高空风能利用的最基本要求,即保证风机在无人监管的条件下,安全、长时间地飞行于空中。而且,新型高空风电如何应变天气变化仍是个问题:在雷电时节,要回收设备吗?需要着陆时该如何具体实现?
高空风能的发展首先必须面对一个地面风能也遭遇的问题:安全与环境保护。周围的居民安全必须得到保证,不会因为高空风机及其输电线路的坠落而受到伤害。也不能影响鸟类等自然动物的生存。
不过,制造者对这些问题却不以为然。风能专业人士表示,与地面风能的发展轨迹一样,高空风能一开始也遭遇到质疑,但很快便通过出色的表现证明了自己。人们对此需要调整自身的观念,就像当年面对怀特兄弟发明的飞机一样。△(张梦然)