海上新能源潜力无限 垂直式风力发电机迎风破浪

　　在应对气候变化和保证能源供应安全的背景下，海洋日益被视为重要的战略资源，在新能源开发领域扮演着重要角色。全球海洋风能资源要远远大于陆地，如果能解决技术和成本挑战，离岸的海上风力发电将是风能未来发展的重要方向。法国风电企业Nenuphar希望向人们展示，风电机还可以是另外一种样子，能安装在大海中浮动平台上迎风破浪。
　　提到风电机组，人们脑中浮现的画面大多是这样的：细高的塔柱上搭载着三个机翼样的叶片，与电风扇或者荷兰风车有几分神似。而法国风电企业Nenuphar则希望向人们展示，风电机还可以是另外一种样子，能安装在大海中浮动平台上迎风破浪。近日，我们来到Nenuphar公司在法国的试验机所在地，对正在研发中的“垂直式海上浮动风力机”一探了究竟。
　　进军海洋是发展风能新方向
　　在应对气候变化和保证能源供应安全的背景下，海洋日益被视为重要的战略资源，在新能源开发领域扮演着重要角色。Nenuphar公司的联合创始人兼首席商务官查尔斯·斯马贾很早就将目光瞄向海上风能。查尔斯介绍，法国的陆地风电机组虽然安装成本相对较低，但经常会因为噪音、占地、风景保护等问题遭到当地居民抵制。而全球海洋风能资源要远远大于陆地上的，且不存在居民反对的问题，如果能解决技术和成本挑战，离岸的海上风力发电将是风能未来发展的重要方向。
　　垂直风电机由创意变成现实
　　人类应用风能已经有很长的历史，荷兰风车早已深入人心，而充满创意的法国工程师则努力打破思维定式，法国人达里厄就曾在1931年另辟蹊径，设计出首个垂直式风力发电机。传统的风电机是水平设计，即风轮的旋转轴与风向平行，与荷兰风车原理相同；而垂直型风机的旋转轴与地面和风向都为垂直方向，有点像一个旋转的陀螺。Nenuphar力图将这种垂直式风力发电机应用到海洋中，将80余年前的创意变为现实。
　　公司联合创始人兼首席技术官弗雷德里克·希尔维介绍，传统的海上风力发电机通常只能安装在深度不超过50米的沿岸浅海，对海底的地质、地貌也有诸多要求，这很大程度上限制了海上风电场建置区域的选择。此外，传统海上风电需要由特殊的大型工程船逐个安装，成本高、工期长，难以大规模推广。鉴此，弗雷德里克与查尔斯共同成立了这家创新公司，专注设计可浮动的海上垂直式风电机。
　　据介绍，根据设计，海上浮动平台承载两个涡轮发电机，带动其工作的两个转轴按相反方向旋转，合计发电功率可达5兆瓦。弗雷德里克对于这种设计非常有信心，首先它可以突破50米水深的区域限制；其次由于可在港口生产安装，并由拖船带到指定位置，大大简化了安装程序，节约时间和费用。此外，这种风机不需要根据风向变化调向，有助简化设计，减少维护成本；在组成阵列时，两个垂直式风机反向旋转可降低对风的扰动，整体效率较传统风电机更高。目前，欧洲传统海上风电成本约为170欧元每兆瓦时，而垂直式浮动风电的成本有望控制在110至130欧元每兆瓦时。
　　不断创新且稳步推广新风机
　　创立于2006年的Nenuphar公司至今已对三个大型试验机开展测试，最新的陆地试验机位于马赛市西北约50公里的燃煤火电站内。这里的景象一边是望不到头的小煤山，另一边则是一排风力发电机迎风旋转，而其中有一部风机“骨骼惊奇”与众不同。这座高约50米、直径也为50米的大型试验机于2015年启动测试，发电功率为600千瓦。
　　公司首席执行官奥利维耶·雅布莱介绍，Nenuphar团队对每个试验机都进行了长时间测试和研究，不断改进设计，与此同时申请了相关专利。第三代试验机有三个叶片，Nenuphar将于2016年安装测试两个叶片的第四代陆地试验机，并计划于2018年在地中海安装2兆瓦的海上浮动风电机，于2020年以前安装5兆瓦的海上试验机，2022年组成阵列以完成最终测试。
　　多方面支持为企业保驾护航
　　谈到企业的发展，奥利维耶认为所有创新公司都面临技术和投资两方面的挑战，在稳步推进研发的同时，Nenuphar在融资方面得到了多方的支持。目前，公司已募得公共基金和私营机构各2000万欧元投资。
　　2015年以来，国际原油价格不断探底，欧洲天然气和煤炭价格大幅下降，但这并未熄灭欧洲发展可再生能源的热情。法国于2015年通过《绿色发展能源过渡法》。根据该法案，法国海上发电计划由目前的3吉瓦提高至2020年的6吉瓦，政府从法律和政策方面给予海上浮动式风能巨大发展空间。
　　Nenuphar的陆地试验机位于地中海岸，紧邻罗纳河入海口。由于交通便利，这里早已成为法国进口中东、北非化石资源的重要港口，沿岸区域也逐渐发展成法国重要的工业区，集中了大量石油化工、火力发电站等重工业。由于污染严重，当地下决心逐步关闭重污染企业，并为Nenuphar等可再生能源企业提供支持。查尔斯表示，由于污染减少，这里曾经几近绝迹的火烈鸟已重回故地，这更坚定了当地继续转型的信心，他相信未来地中海岸的火电站将被更多的风机取代。