到底为何会在计算后对潮汐能漠不关心?

没有电,您就无法阅读这篇文章。您的设备会关机,作者也无法用电子设备写文然后发布到互联网上。电是人类维持生活所需的基本元素。

 

发电也无疑是一门挣钱的大生意。到 2025 年,我们会需要生产更多的电,比我们现在的发电量高 60%。目前,世界每年消耗约 18TWh(太瓦小时)电,形象地说,1TWh 等于每年燃烧 50 亿桶石油或 10 亿吨煤。

 

难怪世界各地的政府和企业都开始关注发电领域的投资机会。没有错吧?

 

让企业出钱

寻找足额的金融投资来执行项目不是一件简单的事,日本日立集团近期宣布撤离在威尔士威尔法的核电厂项目的举动就是一个例证。

 

不简单的原因之一就是难以找到其他投资人投入现金来共同资助该项目。而且不能指望政府飞快地给予金融援救。政府不愿意将更多的钱投入项目中,因为,这些钱当然是来自纳税人的钱包,而且因为随机选出的一部分选民表示对核电心存忧虑,所以这个项目不一定能在投票中胜出。

 

考虑到这一点,完全清洁环保的可再生发电方式总是容易抚平因核焦虑而蹙紧的眉头,并让环保主义者开心。这就是发电行业的新来者可以涉足的领域,名为潮汐泻湖,一种潮汐浪能源。

 

不受气候影响

潮汐能源潜力巨大。太阳能和风能发电受到气候变幻的影响,与之相反,月球影响下的海洋移动非常可靠。

 

在月球绕地球旋转的过程中,庞大的地球大水体会受到月球引力场的牵引。可通过水内设备、拦河坝、潮池和动态潮汐能等多种方法从涨落的潮水中收获潮汐能量,这些方法都通过驱动涡轮机实现。

在收获潮汐能的多种方法中,潮汐泻湖似乎是前景最光明的。从环保方面看,爱护地球的人喜欢这种方法,因为制造潮汐泻湖使用的每吨材料所产生的电量是使用一吨煤所产生的电量的三倍。潮汐泻湖对于原有海洋生命而言也安全得多,而且比潮汐拦河坝系统更加高效。

威尔士斯旺西率先上马的潮汐泻湖项目十分有趣。这个名为斯旺西湾潮汐泻湖的项目是一个发电量为 320MW 的设施,每天运行 14 个小时,预计运行寿命为 120 年。它能生产整个威尔士所需电量的 11%。

基本上,这种方法就是建造巨大的海堤来制造离岸泻湖,捕获大量海水。水闸阻止海水到达涡轮机,然后在水位足够高时释放海水。这时海水的力量非常大,可以驱动涡轮机。海水的拦截和随后的释放在涨潮和落潮期间进行。

虽然 11 世纪的克努特国王拦截涨潮海浪的行为以失败而告终,但是我们现在却可以通过建造潮汐泻湖实现这一目标。

政界缄默

虽然很不幸,英国政府决定不对威尔士的项目提供经济支持,但是通过商业投资者私人集资的方法似乎可行。

既然斯旺西湾潮汐泻湖项目是完全清洁、可持续、高效、可靠而又环保的电能来源,那么政府为什么对投资该项目保持缄默呢?问题在于精打细算的政府官员并不喜欢该项目的成本,尤其是与核电成本对比后。大体上,潮汐泻湖项目的成本是核电成本的两倍。

与对潮汐泻湖项目的抗拒形成鲜明对比的是,英国政府愿意在英国各地建造六个非常昂贵的新核电站。但是这个雄心勃勃的计划最近表明了,在执行昂贵的能源项目时,融资结构可以变得多么脆弱和善变。日本日立集团因为财务原因决定撤回对威尔法核电厂项目的投资,给予了该项目一记重击。雪上加霜的是,东芝也撤销了对坎布里亚郡核电站项目提供财务支持的计划。英国政府规划的电站被轻易搁置。

这清楚地表明,鉴于建造核电厂的高昂成本(预计为 200 亿至 500 亿英镑),私人投资者确实不愿意涉足。而我们不要忘记,建造斯旺西湾潮汐泻湖的预计成本为 13 亿英镑,似乎比核电项目便宜不少。再加上核电项目的环境争议,通过潮汐泻湖发电有可能会找到所需的私人支持,但是这并非易事。

潮汐泻湖的发电成本是一个压倒性的挑战,尤其是在考虑到它比太阳能发电或风能发电贵八倍左右时。另外,专家表示,可再生能源要成为主要能源仍需要长达五十年时间。

技术效率

但是有多种技术正在开发中,它们可以提高潮汐能发电的效率。水力涡轮机因其所承担的负载不同,运行速度也有所不同。在潮汐泻湖发电中,其负载为流入和流出潮汐泻湖的潮水。这当然会影响发电量和电压,但幸运地是,正在开发的固态控制器可以感应和调节此类功率波动。

更好的轴流式涡轮机和双击式水轮机的开发也会提高效率,这可能会意味着,从长期来看,潮汐泻湖的发电能力会变得更具经济吸引力。因此,潮汐发电可能只是以生态友好方式满足世界不断增长的电力渴求的备选长期解决方案之一。

也许政治家应该长时间铭记这一点,因为潮汐泻湖的工作寿命长达 120 年,而昂贵的核电厂只能完好运行 50 年左右。

Larry

作者:
Larry Feng

作者简介:

自1995年起,Larry在摩托罗拉半导体(后为飞思卡尔半导体)、亚德诺半导体(ADI)和易络盟电子(Element14)负责亚太区市场推广和在线销售。在为集成电路企业工作过的20多年间,撰写了大量的各类集成电路产品介绍和技术文章、行业分析等,为集成电路企业树立了良好的企业形象和品牌。

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