为什么波浪发电能源已远远落后

这故事最初发表于360年耶鲁大学环境,允许转载。

不难想象,风能是什么样子,这一点我们都看到高耸的涡轮机点缀风景。这同样适用于太阳能电池板屋顶上蔓延在全球范围内。但另一种形式的可再生能源,大量,没有想起任何东西:波浪发电技术是什么样子?

风能和太阳能已经在过去的十年或二十年,随着成本迅速下降,威胁来自气候变化明确表示需要过渡远离化石燃料。与此同时,大量研究(PDF)得出结论,波浪发电,在较小程度上,潮汐能,可以为整体贡献大量能源的画面。虽然该行业已经停止进步,专家认为,它仍然是几十年落后于其他形式的可再生能源,与所需大量资金和研究它,甚至开始迎头赶上。

现在没有商业规模波浪发电业务存在,虽然一个小规模的安装做操作海岸的葡萄牙在2008年和2009年。今年2月,美国企业巨头洛克希德·马丁公司宣布了一项合资创建世界上最大的海浪能源项目62.5兆瓦安装于澳大利亚的海岸这将产生足够10000户家庭使用的能量。苏格兰,被大西洋和北海的汹涛,已经成为波浪-能量研究和发展的温床,与政府去年批准40-megawatt波能装置的设得兰群岛。

但是一个主要挑战已经被证明是利用波浪发电的复杂性,导致一系列的设计,包括扭动蛇形衰减器,摆动浮标,甚至设备安装小心翼翼地在海底工作利用不同的压力波经过。有些设备生成电力当场通过海底电缆传输到岸上,而其他人将波的机械能传给土地之前,将其转化为电能。这些大大发散的概念可能成为赢家还远不清楚。

“我们甚至可能没有发明了最好的设备,”说罗伯特脱粒机,一个研究员国家可再生能源实验室。

从技术角度来看,海洋中操作远比在陆地上更困难;建设海上风电安装,例如,往往是更昂贵的比建设风力发电场在岸。盐水是一个充满敌意的环境,设备,和海浪能量收获,因为他们提供了一个挑战不仅滚过去的设备,而且上下鲍勃或收敛各方海域混淆。这对能源获取提供了诱人的机会,但是优化设计的一个挑战。

“我想乐观,但实际上我不认为我可以,”乔治•哈格曼表示,美国弗吉尼亚理工大学的一名研究助理高级研究学院美国能源部和贡献者的评估(PDF)波能量的潜力。“你有所有这些成本在海洋工作的问题海上风力说明,然后你有(能量)转换技术,似乎没有人已经选定了一个健壮的设计,可靠和有效的。风,你利用能量的函数风的速度。在波能,您不仅得到了波的高度,但你有波的时期,所以它变成了一个更复杂的问题。”

一个反复出现的主题在波浪发电专家是波浪能源,风能是三十年前。当时,工程师没有选定了风力发电机的优化设计,但几十年的随后的研究导致了高度复杂的涡轮设计。波浪发电,一些研究发生在1970年代的阿拉伯石油禁运,但自那时起政府和商业研究和开发成波浪发电和风能和太阳能相比大为逊色。

与任何能源,最根本的障碍向更广泛的部署成本。到目前为止,波的能量场满是小公司选择少量的政府资助,在那里他们可以。它可能需要参与的一些大公司,如通用电气、西门子(两大风力涡轮机制造商),才波动力变化之前,根据许多专家。这些公司可能会等待技术自行解决在投资之前,任何新兴领域的一个常见的两难境地。

尽管固有的挑战中,工业进步,尽管速度缓慢。一些小波农场在水中和试点项目,包括Pelamis波浪发电公司的第一波农场葡萄牙北部海岸。该公司已几megawatt-scale波农场计划,而另一些人,例如海洋能源技术,继续部署测试设备改进技术技术。

澳大利亚公司卡内基波计划委员会“商业化”安装今年晚些时候在珀斯附近,使用一个完全淹没设备利用波浪发电泵水岸边来转换为电。开始有迹象表明,大型公司的支持,正如澳大利亚洛克希德·马丁公司的项目中,我们将使用一个浮标技术发电从波的上升和下降。

另一个公司,M3波计划安装一个新的设备只是今年夏天在俄勒冈州海岸。M3将使用一个pressure-based设备,坐在海底不见了。波经过它,设备内空气压力变化的推动下从一个房间到另一个地方,旋转涡轮机发电。

到目前为止,只有少数兆瓦项目实际上已经入水,但专家说,行业不需要解决在一个设备发生实质性的进展。

“我不会感到惊讶,如果我们最终发现是会有一个设备,我们使用在更深的水,和一个设备,我们使用接近岸边,”说贝琳达板条俄勒冈州立大学的教授和主任西北国家海洋可再生能源中心。

过程改进这些技术还在继续。的欧洲海洋能源中心在苏格兰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布线测试其发电能力和识别问题。巴顿说,她的中心设在俄勒冈州的允许和批准过程对应测试中心(PDF)将使公司现有电网连接到用于测试目的。

这两个测试站点的位置并非偶然,因为它们位于海上区域以精力充沛的波浪。西北太平洋和阿拉斯加可能会对美国垄断的第一代波项目,而在欧洲,英国——尤其是苏格兰——极为重视能源发展浪潮。英国政府表示,该国可能会一样75%从海浪和潮汐的能源需求相结合;与此同时,美国能源部估计,波浪发电在美国可以生成每年1170千瓦时,相当于超过四分之一的美国电力消耗。

脱粒机的国家可再生能源实验室说,波浪发电的第一市场很可能是在阿拉斯加,等偏远地区,能源是昂贵的,因为依赖昂贵的进口柴油等燃料。“感兴趣的一些岛屿社区,“长尾说。

与业界开始开发更大的项目,继续测试无数设备搜索最好的设计,这是否意味着波浪发电最终可能是途中,正如风是25年前?

詹森•布希的执行董事俄勒冈州的波能信任——一个非营利性组织,致力于帮助推进行业——说,有太多的变量,如天然气的价格或最终通过碳税,风能或太阳能的经验应用于不同的技术和时间。

“在我看来,最大的问题是未能碳价格,”布希说。“只要我们拒绝吸收温室气体排放的成本,然后我们在一个不公平的领域。”

尽管障碍,不过,他认为稳定的技术进步将导致大量的短时间到2035年波浪发电。“在10年的过程中我们从零波能源技术,甚至远程可行的有几个在水中,尖端的商业可行性,”布希说。“我们做一些很好的进步。”

海浪的照片通过ChrisVanLennepPhoto通过在上面