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海中“Oyster”驅(qū)動(dòng)陸上水輪機(jī)

Aquamarine Power公司的“Oyster”（牡蠣）與“Pelamis”（海蛇）同為EMEC（European Marine Energy Centre）的代表性波力發(fā)電裝置。繼315千瓦的發(fā)電裝置“Oyster1”之后，目前正在進(jìn)行800千瓦的“Oyster800”的性能實(shí)證（資料2）。

資料2.安裝前的Oyster1 出處：EMEC（European Marine Energy Centre

Oyster是在靠近海岸的海底設(shè)置一個(gè)貝殼狀物體，利用海浪來去產(chǎn)生的力，帶動(dòng)用合頁固定的另一塊貝殼狀物體（折翼）進(jìn)行開閉動(dòng)作（上下運(yùn)動(dòng)）。通過其作用力促使水在導(dǎo)管內(nèi)循環(huán)，帶動(dòng)陸地上發(fā)電設(shè)施的渦輪（水輪機(jī)）。

形似貝殼的轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置設(shè)置在水深10～15米處。水深較淺，安裝和維護(hù)比較容易。而且，渦輪與發(fā)電機(jī)位于地面，屬于接觸淡水的普通水力發(fā)電，因此可靠性高，不會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成影響。EMEC采用的Oyster800的折翼寬26米，設(shè)置在距離海岸500米、水深13米處。

Oyster1的開發(fā)期為2005～2009年，在2009年到2011年的2年間工作了6000多個(gè)小時(shí)，度過了兩個(gè)波濤洶涌的冬天，而且順利完成了24小時(shí)通電。2011年，在通過Oyster1實(shí)驗(yàn)取得的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又制作完成了大幅提高了效率的Oyster800，于2012年6月在EMEC開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這項(xiàng)業(yè)務(wù)屬于WATERS1的范疇，獲得了315萬英鎊的補(bǔ)貼。不久之后，“801”也安裝在800的旁邊，實(shí)施了同時(shí)與陸地上的1個(gè)渦輪連接的實(shí)驗(yàn)。Aquamarine Power在EMEC預(yù)留了測(cè)試3個(gè)機(jī)組、共2.4兆瓦的空間，資金籌措也已經(jīng)完成。為實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，該公司計(jì)劃建立多個(gè)Oyster與1套發(fā)電設(shè)備配套運(yùn)行的模式。

Oyster綿延3公里

Aquamarine Power正在踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)行著商業(yè)化準(zhǔn)備。2011年5月，該公司獲得了租賃路易斯島西岸的權(quán)利，在完成技術(shù)環(huán)境評(píng)估，并向主管部門報(bào)告的同時(shí)，向港灣局和議會(huì)遞交了業(yè)務(wù)申請(qǐng)。按照計(jì)劃，發(fā)電容量為40兆瓦，將沿海岸設(shè)置40～50個(gè)Oyster，綿延3公里。該公司目前已經(jīng)獲得了并網(wǎng)43兆瓦的權(quán)利。

為了推行這項(xiàng)業(yè)務(wù)，Aquamarine Power成立了全資子公司路易斯波力發(fā)電公司。路易斯島的業(yè)務(wù)如今已經(jīng)成為蘇格蘭政府設(shè)立的“圣安德魯十字獎(jiǎng)”（Saltire Prize）的熱門候選。該獎(jiǎng)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)的是發(fā)電成績(jī)最佳的業(yè)務(wù)。

按照日程安排，根據(jù)EMEC的“800”、“801”的運(yùn)行狀況，發(fā)電裝置將于2014年在路易斯島開始安裝，于2015年安裝完成最初的3兆瓦。

并且，在奧克尼群島的西岸，Aquamarine Power還與Scottish and Southern Energy Renewables公司（SSE-RE）合作，簽訂了專屬租賃協(xié)議，目前正在進(jìn)行技術(shù)環(huán)境評(píng)估的相關(guān)調(diào)查。該租賃協(xié)議于2010年3月與皇家財(cái)產(chǎn)局簽訂，當(dāng)時(shí)作為世界第一個(gè)海底（seabed）租賃協(xié)議而備受關(guān)注。

在美國(guó)，Aquamarine Power正在西海岸地區(qū)尋找合適的場(chǎng)所，并已被選為俄勒岡州基金項(xiàng)目。并且是愛爾蘭西岸波力開發(fā)事業(yè)的成員，預(yù)定建設(shè)容量為5兆瓦的設(shè)備。

以船體型力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模

風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)AWS Ocean Energy公司是蘇格蘭波力開發(fā)的先鋒，創(chuàng)建于2004年。2011年6月，法國(guó)阿爾斯通公司入股該公司，目前持股比例已達(dá)4成。

AWS Ocean Energy的系統(tǒng)是由漂浮在海上的若干個(gè)浮標(biāo)組成的圓形結(jié)構(gòu)（資料3）。每個(gè)浮標(biāo)都安裝了吸收海浪作用力的柔軟薄膜與氣壓驅(qū)動(dòng)的渦輪發(fā)電機(jī)。該公司把單個(gè)浮標(biāo)稱為單元，浮標(biāo)長(zhǎng)16米、高（深）8米。

資料3.AWS III 出處：EMEC

一個(gè)系統(tǒng)由12個(gè)單元組成，直徑達(dá)到60米。假設(shè)設(shè)備利用率為25％，則額定輸出功率為2500千瓦。單元之間能夠交換空氣，從而提高了效率。而且，采用的船體形狀穩(wěn)定性好，還可以在船上直接進(jìn)行檢查維護(hù)。單元采用卡盒式，能夠拆卸，無需起重機(jī)即可施工。與海底之間的松散固定也是其特點(diǎn)所在，已經(jīng)取得了專利。1套系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)為2500千瓦，擴(kuò)大規(guī)模只需增加系統(tǒng)即可。在發(fā)電站群（場(chǎng)）的中心設(shè)置變電站，將發(fā)電系統(tǒng)與之相連。

AWS Ocean Energy開發(fā)的“AWSIII波力 轉(zhuǎn)換器”被多方寄予厚望，享受著各種補(bǔ)貼。對(duì)于9分之1規(guī)模的實(shí)證業(yè)務(wù)，WATERS1提供了190萬英鎊，英國(guó)政府提供了350萬英鎊的補(bǔ)貼。實(shí)證試驗(yàn)于2010年實(shí)施，已取得了良好成果。對(duì)于全規(guī)模事業(yè)，WATERS2將提供390萬英鎊的補(bǔ)貼（2012年8月發(fā)表）。按照日程，AWS Ocean Energy于2012年對(duì)單個(gè)單元進(jìn)行測(cè)試，在2013年制作全規(guī)模原型機(jī)，在2014年進(jìn)行海上實(shí)驗(yàn)。預(yù)定于2015年著手實(shí)施4套系統(tǒng)，共1萬千瓦的實(shí)證業(yè)務(wù)，在2016年投入運(yùn)轉(zhuǎn)。

世界最大的20萬千瓦波力發(fā)電站計(jì)劃 

通過使用上述技術(shù)，建設(shè)世界最大波力發(fā)電站的計(jì)劃正在進(jìn)行之中。2012年1月，阿爾斯通與SSE-RE宣布，雙方將組成聯(lián)營(yíng)體，在奧克尼主島北方離海岸5公里、水深60米～75米的地點(diǎn)建設(shè)世界最大的波力發(fā)電設(shè)施，容量為20萬千瓦。一期先以1萬千瓦規(guī)模進(jìn)行實(shí)證運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行詳細(xì)的海域調(diào)查和環(huán)境影響調(diào)查，然后逐步擴(kuò)大規(guī)模。

阿爾斯通是法國(guó)的全球性機(jī)電企業(yè)，對(duì)發(fā)展可再生能源也非常積極，是AWS Ocean最大的股東。而SSE-RE則是世界最大的以海洋能源為主的可再生能源開發(fā)企業(yè)，該公司預(yù)定在2008年到2013年期間投資30億英鎊。現(xiàn)在，皇家財(cái)產(chǎn)局在彭特蘭灣及奧克尼水域提供的租賃權(quán)約有2分之1為該公司所有。其母公司SSE是英國(guó)最大的能源公共事業(yè)公司，為1000萬戶家庭供給著電力和燃?xì)狻?/p>

首席部長(zhǎng)薩蒙德首推“海蛇”（Pelamis）

在波力發(fā)電領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的Pelamis公司在14年前由3名研究者創(chuàng)辦。其生產(chǎn)的系統(tǒng)也叫做Pelamis，與公司同名。該公司于2010年3月從蘇格蘭可再生電力公司（SPR：Scottish Power Renewables）接到了第二筆訂單，目前正在EMEC開展實(shí)驗(yàn)。

資料4.Pelamis發(fā)電裝置 出處：EMEC

Pelamis系統(tǒng)長(zhǎng)140米，1套的發(fā)電容量為750千瓦，可滿足1000戶的電力需求。該系統(tǒng)如同其名，像海蛇一樣細(xì)長(zhǎng)的筏狀浮體在海面上漂浮，連接處的軟管配合伸縮運(yùn)動(dòng)推動(dòng)活塞。利用活塞中受到壓縮的油所產(chǎn)生的作用力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。系統(tǒng)隨浪漂動(dòng)，隨著海面的起伏像海蛇一般活動(dòng)。

Pelamis從模型起步，規(guī)模不斷擴(kuò)大，如今已經(jīng)成為蘇格蘭海洋能源開發(fā)的象征性發(fā)電裝置。2008年，該系統(tǒng)被設(shè)置在葡萄牙距海岸5公里處，成為世界上最早的波力發(fā)電商業(yè)設(shè)施。現(xiàn)在，Pelamis公司正在利用大型試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行著實(shí)證，力爭(zhēng)提高發(fā)電效率和耐久性，力爭(zhēng)在幾年后使效率逼近海上風(fēng)力發(fā)電。蘇格蘭地方政府首席部長(zhǎng)亞歷克斯?薩蒙德于2012年10月接受《日本經(jīng)濟(jì)新聞》的采訪時(shí)，作為值得關(guān)注的技術(shù)提到了Pelamis。該系統(tǒng)是圣安德魯十字獎(jiǎng)最有力的爭(zhēng)奪者。

地方與德國(guó)的公共事業(yè)建設(shè)發(fā)電站

如上所述，在EMEC，SPR正使用Pelamis公司的750千瓦發(fā)電裝置P2開展著實(shí)證業(yè)務(wù)，德國(guó)的意昂公司（E-On）也在與SPR聯(lián)手實(shí)施P2的實(shí)證業(yè)務(wù)。也就是說，二者共同進(jìn)行著世界首項(xiàng)1500千瓦波力發(fā)電試驗(yàn)。根據(jù)EMEC的實(shí)證結(jié)果，各種商業(yè)化準(zhǔn)備工作正在進(jìn)行。

SPR計(jì)劃的Marwick Head業(yè)務(wù)將成為第一個(gè)商業(yè)規(guī)模的波力發(fā)電項(xiàng)目�？偣β蕿�49.5兆瓦，由66臺(tái)發(fā)電裝置組成。開發(fā)預(yù)定分為3期。一期建設(shè)9兆瓦共12臺(tái)發(fā)電裝置。按照日程安排，建設(shè)將于2015年或2016年開始，在2016年或2017年完成一期建設(shè)，具體時(shí)間還要看具體情況。另一方面，意昂計(jì)劃在EMEC的北方建設(shè)50兆瓦的發(fā)電設(shè)施。兩家公司都已經(jīng)簽訂了租賃協(xié)議。

如上所述，在蘇格蘭正描繪著這樣的藍(lán)圖：利用獨(dú)特的技術(shù)并通過巧妙的設(shè)計(jì)，把規(guī)模小而且復(fù)雜的海浪轉(zhuǎn)化成易于使用的能源，并開發(fā)能夠滿足要求的高效率水輪機(jī)；在EMEC等地進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)，在西班牙、葡萄牙等地邁出商業(yè)化的第一步，在蘇格蘭和皇家財(cái)產(chǎn)局規(guī)劃的遼闊的租賃海域上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模事業(yè)。在波力發(fā)電方面，使用的都是業(yè)內(nèi)人士所熟悉的技術(shù)。該領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向受到高度關(guān)注。（日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）