你可能從來沒有思考過這樣一個問題,大自然為我們提供了光能,於是形成了光伏太陽能發電產業,提供了風能,於是形成了風力發電產業,但大自然為我們提供了更強大的水能——海浪,為什麼卻沒形成類似的水能發電產業呢?
你可能會說,有啊,我們有水力發電啊,但水力發電本質上是利用重力勢能發電,不是像利用光的波動、空氣的波動一樣,利用水的波動來發電,而水的波動顯然比光的波動、空氣的波動要強大得多,這意味著我們可以使用比風能太陽能規模小得多的裝置,就可以獲得同樣多的電能,為什麼我們沒有過聽說有這樣的發電站呢?
這樣的歷史可能就要結束了,因為芬蘭一家初創公司已經發明瞭這種神奇的“浪能”發電,同樣規模的浪能是風能的7倍,一個不大的裝置就可以提供數百個家庭用電。
這家公司名叫AW-Energy,創始人是一位潛水員勞諾·科伊武薩里 (Rauno Koivusaari) ,1993年他在芬蘭海岸潛水時,發現了一艘沉船,船上有一個巨大的艙門,在海浪中強烈地擺動,他突然意識到,欸,是不是可以利用這種力量來發電呢?
科伊武薩里於是組建了一個小團隊,開始研究海浪發電技術,最終開發出了一種名為“波輪”(Waveroller)的海浪發電裝置,2019年第一臺350千瓦的商用波輪在葡萄牙海岸投入執行,併成功併網發電,目前已開發出1000千瓦的發電機,發電量估計可以達到624-813兆瓦時。
波輪放置在一個長方形的平臺上,由發電機和巨大的取力板(PTO)構成。取力板相當於風力渦輪機的葉片,雖然看起來也很大,但比起葉片來小了很多,取力板固定在平臺上,可以在海浪作用下來回擺動,透過液壓桿驅動液壓油泵來發電,一個PTO大概可以吸收1500千瓦到2000千瓦的浪湧功率。
波輪的安裝也很簡單,整個平臺由拖船拖到近海位置後,沉入8-20米深的海床上並錨定,這是因為8至20米深處是波浪最強大的地方。由於潮起潮落,取力板可能會被全部淹沒,也可能部分露出水面,根據波浪條件,可以提供25%到50%的容量係數,也就是實際輸出和額定容量之比大概在這個範圍內。
波輪可以單個部署,也可以多個一起形成發電場,在同等大小的區域內,浪能發電場的標稱發電能力大約是風電場的7倍。並且浪能發電機基本是在水面以下,避免了巨型風電機對自然景觀的視覺影響。然後就是液壓、機械和電氣系統完全密封,避免了海洋生物受到噪音和其他可能的汙染物影響。
最關鍵的是,和每天只有幾個小時的太陽能,以及不知道什麼時候吹的風能相比,浪能發電基本是全天候的,平均可以減少30-40%的間歇性,這意味著它在佔用空間更少的情況下,可以發出更多的電。何況它還可以和海上風電場結合,更有效地利用大自然賜予我們的能源。
看起來浪能發電似乎真的很完美,遠遠超過了風能太陽能,你的心中可能已經升起了一個銷魂的巨大疑問,既然它這麼好,為什麼以前都沒有人發展,也沒有形成風能太陽能那樣的浪能產業呢?是不是成本太高了?
AW-Energy聲稱他們的平準化能源成本為100-150美元/兆瓦時,低於離岸風能的82-255美元/兆瓦時,他們雄心勃勃地認為,這可能真正地改變遊戲規則。
看起來成本也不是問題,浪能發電以後真的會改變遊戲規則,在清潔能源市場後來居上,大展宏圖了嗎?我覺得這種想法可能太樂觀了一些,因為還有一個最關鍵的問題沒有解決,一臺發電機究竟能夠使用多久?
由於海水中含有多種鹽分,浪能裝置不可避免地會受到腐蝕侵蝕,2021年該公司將第一臺機器撈起來檢修時,發現它已經鏽跡斑斑,掛滿藤壺,雖然公司自豪地宣稱它仍然運轉良好,質量可靠,經久耐用,但僅僅幾年的執行,顯然還無法準確評估它的壽命週期,所以繼風能、太陽能之後,“浪能”究竟能不能成為第三種人類大規模使用的清潔能源,可能還有比較長的路要走。