为什么波浪能源远远落后

这故事最初出现在耶鲁环境360上，并经许可转载。

不难想象风能是什么样子的——到目前为止，我们都已经看到高耸的涡轮机点缀着风景。太阳能和太阳能板也是如此整个屋顶蔓延在全球范围内。但是，另一种大量可用的可再生能源却一点也不让人在意:波浪发电技术是什么样子的?

在过去的一二十年里，随着成本的迅速下降，以及气候变化的威胁明确表明了放弃化石燃料的必要性，风能和太阳能得到了飞速发展。与此同时,大量研究(PDF)已经得出的结论是，波浪能——以及在较小程度上的潮汐能——可能对整个能源图景做出巨大贡献。不过，尽管该行业取得了断断续续的进展，但专家们一致认为，它仍落后于其他形式的可再生能源数十年之久，即便是要开始追赶，也需要大量的资金和研究。

虽然有一个小规模的装置，但目前还没有商业规模的波浪发电业务曾在2008年和2009年在葡萄牙海岸附近作业。今年2月，美国企业巨头洛克希德·马丁公司宣布成立一家合资公司，创建世界上最大的波浪能源项目a计划在澳大利亚海岸安装62.5兆瓦的装置这将为1万个家庭提供足够的电力。去年政府批准了设得兰群岛40兆瓦的海浪能源装置，苏格兰被大西洋和北海汹涌的海水所包围，已经成为海浪能源研究和发展的温床。

但一个核心挑战已经被证明是利用海浪能量的复杂性，这导致了一系列的设计，包括扭动蛇形衰减器,摆动浮标甚至是被小心翼翼地安装在海底，靠它工作的设备利用压力差异当波浪经过时。一些设备就地发电，然后通过海底电缆将其传输到岸上，而另一些设备则将波浪的机械能传递到陆地上，然后将其转化为电能。这些截然不同的概念中，哪一个会成为赢家还远不清楚。

“我们可能还没有发明出最好的设备，”他说罗伯特脱粒机他是该研究所的研究员国家可再生能源实验室。

从技术角度来看，在海洋中操作要比在陆地上困难得多;例如，建造海上风力装置往往比建造陆上风力发电场要昂贵得多。海水对设备来说是一个不利的环境，海浪本身也为获取能量提供了挑战，因为海浪不仅会滚过设备，而且还会在混乱的海洋中上下摆动或从四面八方汇聚。这为能源捕获提供了诱人的机会，但对优化设计提出了挑战。

弗吉尼亚理工大学的研究助理乔治·哈格曼(George Hagerman)说:“我愿意保持乐观，但我不认为现实地我能做到。高级研究学院同时也是美国能源部评估报告的贡献者(PDF)波浪能量的势能。“在海洋中工作的成本问题海上风力说明然后你就得到了一种(能源)转换技术，似乎没有人确定一种健壮、可靠和高效的设计。对于风，你利用的能量是风速的函数。在波能方面，我们不仅知道了波的高度，还知道了波的周期，所以这就变成了一个更复杂的问题。”

波浪能源专家们反复强调的一个主题是，波浪能源就像30年前的风能一样。当时，工程师们还没有确定风力涡轮机的最佳设计，但数十年的后续研究已经产生了高度复杂的涡轮机设计。上世纪70年代阿拉伯石油禁运后，人们对波浪发电进行了一些研究，但自那以后，政府和商业对波浪发电的研究和发展与风能和太阳能相比就相形见绌了。

与任何能源一样，更广泛应用的根本障碍是成本。到目前为止，波能场是到处都是小公司在可能的情况下，抽取少量的政府资金。据众多专家称，在海浪发电真正发挥作用之前，可能需要一些大公司的参与，如通用电气和西门子(这两家公司都是风力涡轮机的主要制造商)。这些公司可能在投资前等待这项技术自行解决问题，这在任何新兴领域都是一个常见的困境。

尽管媒体面临着固有的挑战，但该行业仍在进步，尽管速度缓慢。一些小型波浪农场和试点项目正在水中，包括佩拉米斯海浪能源公司的第一个海浪农场葡萄牙北部海岸。该公司已几megawatt-scale波农场计划，而其他，如海洋能源技术,继续部署测试设备以改进基于浮标的技术。

澳大利亚公司卡内基波计划委托一个“商业规模”的安装今年晚些时候，在珀斯附近使用了一艘完全沉入水中的船设备它利用海浪的力量把水抽到岸上转化为电能。有迹象表明，大公司开始买进，洛克希德·马丁公司的澳大利亚项目就是证明，该项目将使用浮标技术，利用海浪的涨落发电。

另一个公司,M3波他计划安装一种新设备今年夏天就在俄勒冈海岸附近。M3将使用一种压基设备，位于看不见的海底。当波浪经过时，装置内部的空气受到压力变化的推动，从一个室到另一个室，从而带动涡轮机产生电能。

到目前为止，发电量只有几兆瓦的项目实际上已经进入了水中，但专家说，在取得实质性进展之前，行业不需要确定一个设备。

他说:“如果我们最终发现一个我们在深水中使用的设备，以及一个我们在近海使用的设备，我不会感到惊讶。贝琳达板条他是俄勒冈州立大学(Oregon State University)的教授，也是俄勒冈州立大学的主任西北国家海洋可再生能源中心。

改进这些技术的过程正在进行中。的欧洲海洋能源中心在苏格兰的奥克尼群岛，允许公司将他们的设备连接到现有的基础设施和电缆上，以测试他们的发电能力并发现问题。巴顿说，她在俄勒冈州立大学的中心正在审批一个类似的检测中心(PDF)这将使公司能够连接到现有的电网进行测试。

这两个试验场的位置并非偶然，因为它们位于高能波的海洋区域。太平洋西北部和阿拉斯加可能会垄断美国第一代波浪发电项目，而在欧洲，英国——尤其是苏格兰——正大力发展波浪能源。英国政府表示，该国可能会获得与美国一样多的补贴75%其能量从波浪和潮汐组合的需要;能源美国能源部，同时，估计在美国那波功率可以产生尽可能多的每年1170太瓦时，相当于美国所有用电超过四分之一。

国家可再生能源实验室的脱场者说，海浪能源的第一个市场很可能是在像阿拉斯加这样的偏远地区，那里的能源由于依赖昂贵的进口燃料如柴油而价格昂贵。长尾鲨说:“人们对一些岛屿社区产生了兴趣。

随着该行业开始开发更大的项目，并继续测试各种设备以寻找最佳设计，这是否意味着波浪能源最终可能会像25年前的风能那样走上发展道路?

Jason Busch说俄勒冈波浪能源信托- 一个致力于帮助促进行业的非营利性组织 - 说，有太多的变量，如天然气或碳税最终通道的价格，风能和太阳能的经验应用到不同的技术和时间段。

“在我看来，最大的问题是没有给碳定价，”Busch说。“只要我们拒绝将温室气体的成本内在化，那么我们就处于一个不公平的竞争环境中。”

尽管存在这些障碍，但他认为，技术的稳步进步将导致到2035年实现大量的并网海浪发电。Busch说:“在10年的时间里，我们已经从零海浪能源技术发展到可以在水中使用的技术，并且处于商业可行性的顶峰。”“我们正在取得一些非常好的进展。”

海浪照片通过ChrisVanLennepPhoto通过在上面