在減少碳排放、應(yīng)對氣候變化的問題上，歐盟各國一向不遺余力。它們制定了世界上最嚴格的汽車排放標準，又第一個設(shè)計了可行的碳交易和清潔發(fā)展機制法規(guī)體系，甚至還不顧與世界各國鬧翻的風險，要求進入和離開歐盟領(lǐng)土的航班必須交納碳排放費。

在推動新能源應(yīng)用這件事上，它們也是急先鋒。歐洲并不像美國那樣以地廣人稀著稱，但它們就是愿意拿出寶貴的土地來建設(shè)風力發(fā)電站。如果乘飛機到德國和丹麥等歐洲北部的國家，在天氣晴朗的時候，不難看到這些國家的田野中星星點點地出現(xiàn)風力發(fā)電機組。

在這個核能的安全性飽受質(zhì)疑、允許開發(fā)水電的地方越來越少的時代，風力發(fā)電還算是一種比較理想的可持續(xù)能源。

但最近在英國的懷特島建設(shè)風力發(fā)電站的提案遭到的反對，集中地體現(xiàn)了人們對風力發(fā)電的擔心。懷特島是英吉利海峽北側(cè)的一個小島，風景宜人，是英國傳統(tǒng)的度假勝地。島上的居民擔心風力發(fā)電將使島上的風光不再，而最近島上房地產(chǎn)市場的低迷也印證了這種擔心的理由。

雖然高科技的風力發(fā)電機組從空中和遠處看上去很美，但在近處，它巨大的身軀就足以讓人感到壓迫，更不用說巨大的葉片在空中劃過時產(chǎn)生的噪音。對于鳥類來說，風力發(fā)電機組不斷高速旋轉(zhuǎn)的巨大葉片如果出現(xiàn)在自己飛行的路線上，就會難以逃過死亡。

此外，每個稍具規(guī)模的風力發(fā)電機組都需要建立在一個標準游泳池大小的水泥基礎(chǔ)上，而光是生產(chǎn)這些水泥的能耗和產(chǎn)生的二氧化碳排放就非常可觀。

從經(jīng)濟角度上說，風力發(fā)電的成本也還是太高，而風電本身的特性決定了風力發(fā)電的輸出功率不穩(wěn)定，還需要電網(wǎng)內(nèi)傳統(tǒng)發(fā)電方式的補充，這一切都讓人懷疑風力發(fā)電到底是否能擔當起可持續(xù)新能源這個角色的重任。

面對不斷高漲的反對聲音和對風力發(fā)電潛力的質(zhì)疑，以風力發(fā)電為主營業(yè)務(wù)的幾家公司都在探索，想辦法克服這種發(fā)電方式的缺點。面對風力發(fā)電噪音大、占地多和影響周邊居民生活的指責，最自然的應(yīng)對措施是把風力發(fā)電場搬到遠離人煙的地方，比如沙漠當中。而歐洲沒有沙漠，也沒有真正人煙稀少的地區(qū)，所以他們選擇了把風力發(fā)電機搬進海里。

到2011年，已經(jīng)有49個離岸風力發(fā)電場在9個國家的海域中建立起來，總裝機容量從幾十兆瓦到300兆瓦不等。2012年，英國的瓦爾內(nèi)海上風力發(fā)電場二期并網(wǎng)發(fā)電，使它成為世界上最大的海上風力發(fā)電場，總裝機容量達到367兆瓦。

海上風力發(fā)電的優(yōu)勢，除了基本不占用土地、對景觀和生態(tài)影響比較小以外，還在于海上沒有各種地形的影響，風力資源比地上要豐富得多，因此發(fā)電的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性也高于陸地上的風力發(fā)電，甚至可以在經(jīng)濟性上和傳統(tǒng)的發(fā)電方式一較短長。

很多從事風力發(fā)電的公司都認為風力發(fā)電在海上的發(fā)展會更快。據(jù)專門從事風電行業(yè)咨詢的 BTM 公司估計，從2010年到2014年，海上風力發(fā)電的裝機容量將增加15000兆瓦。

但這樣大規(guī)模的海上風電擴張也有隱憂。仍以瓦爾內(nèi)風電場為例，它有100多臺風力發(fā)電機組，占據(jù)了73平方公里的海域，都是水深不到30米的淺海。這樣的海區(qū)往往也是重要的航道和漁場，而且處于各國的領(lǐng)海或?qū)�屬�?jīng)濟區(qū)內(nèi)，大量地用來做風電場不免有些可惜，間接地增加了發(fā)電的成本。

所以，就像海上石油開采業(yè)一樣，人們也把目光投向了深海地帶。

目前海上風力發(fā)電機組的建設(shè)方式，都需要在水中建立固定的基礎(chǔ)，再搭建支撐柱或者支撐平臺。深海區(qū)域的風力發(fā)電機組，將采用類似深海鉆井平臺的浮動式設(shè)計。挪威在2010年啟動了一個試驗性項目，在水深達到200米的水域建設(shè)風力發(fā)電機組。他們的做法是用壓艙物穩(wěn)定一個直徑6米的空心鋼柱，使它直立在水中，再用3個錨點將其固定在海床上。從試驗開始以來，這個機組已經(jīng)發(fā)電1500萬度，如果它順利地挺過2012年而沒有出現(xiàn)傾覆和起火等嚴重事故，將證明深海浮動式風力發(fā)電平臺是可行的。

這將意味著風力發(fā)電不再限于水深較淺的北海等水域，在水深超過百米的地中海、美國東西海岸和日本以東海域都可以建設(shè)，大大擴展能夠利用風力的范圍。

和必須建立永久式基礎(chǔ)的陸上和淺海風力發(fā)電平臺相比，深海浮動式平臺還有一個優(yōu)勢，就是比較容易支撐起更大的機組，而不需要占用大量土地或材料建造，而這能使發(fā)電變得更加經(jīng)濟。地上的風力發(fā)電單個機組的旋翼直徑不過100米，發(fā)電能力約3兆瓦，而深海風力發(fā)電機組的旋翼直徑可以達到150米以上，單臺發(fā)電能力達到7兆瓦。旋翼直徑達到200米的設(shè)計也正在論證階段。在同樣的面積上，深海風力發(fā)電將產(chǎn)生比地面上多得多的電力。

同時，風力發(fā)電機組本身的設(shè)計也在改變。新的直驅(qū)式設(shè)計采用永磁體發(fā)電機，去掉了傳統(tǒng)的變速箱，理論上可以提高機組的可靠性。這對于遠離海岸的深海風力發(fā)電機組來說是非常重要的特性。不過直驅(qū)式電機需要的稀土元素的量十倍于傳統(tǒng)發(fā)電機，而95%的稀土元素生產(chǎn)被中國控制，這不能不讓國外的風電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)有所顧慮。

海上風力發(fā)電剛剛展現(xiàn)出它的潛力，更有野心的工程師已經(jīng)把目光投向天空。德國一家公司提出了一個“放風箏”的方案，風箏的尾巴就是一根纏繞在卷線盤上的長繩，隨著風箏飛遠，長繩帶動卷線盤轉(zhuǎn)動，這樣的轉(zhuǎn)動就能用來發(fā)電。而繩子用完后，可以給風箏發(fā)出信號，讓它找順風的方向再飛回來。

隨著需求的增加和技術(shù)的發(fā)展，我們還將看到各式各樣的風力發(fā)電設(shè)備在我們意想不到的地方出現(xiàn)。風力發(fā)電還將不斷擴展它的疆域，也許能源問題的解決之道，就在這些對可持續(xù)能源的創(chuàng)造性利用之中。

(本文作者系英國諾丁漢大學地理系博士)

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