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綠色能源公司在紐約東河河底建造的渦輪機(jī)機(jī)組為利用潮汐能開辟了新的方式，這家公司希望未來能夠為紐約提供25%的日常用電。

文｜CBN記者 婁曉晶

也許在不久的將來，美國紐約的能源將有一部分來自其市區(qū)附近的河流。

今年9月，美國綠色能源公司（Verdant Power）在羅斯福島（Roosevelt Island）與皇后區(qū)（Queens）之間的紐約東河（East River）河底完成了為期10天的潮汐渦輪機(jī)發(fā)電測試，以檢測渦輪機(jī)設(shè)備是否可以承受水流的強(qiáng)烈沖擊和適應(yīng)流速的變化。除了潮汐渦輪機(jī)的強(qiáng)度，這次測試還包括了以較大規(guī)模陣列排布渦輪機(jī)的發(fā)電效果。

EPRI（the Electric Power Research Institute）電力研究機(jī)構(gòu)海洋能項目的負(fù)責(zé)人羅杰（Roger Ailshie）說，“這是第一個如此大規(guī)模使用渦輪機(jī)的海洋動力發(fā)電項目，并且它靠近人類居住區(qū)，要求更嚴(yán)格的環(huán)境監(jiān)控。”

綠色能源公司在東河河底安裝了30臺潮汐渦輪機(jī)。平均每臺潮汐渦輪機(jī)可以提供約35千瓦的發(fā)電能力，這相當(dāng)于一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可供一百個家庭的日常用電。這些潮汐渦輪機(jī)的外形類似夏天所使用的手持電扇，由牢牢固定在河床上的支撐桿和三片渦輪葉片組成。

雖然在本次實驗中，渦輪機(jī)在東河的河水里浸泡了10天，但是葉片沒有發(fā)現(xiàn)明顯的磨損和損壞跡象。這家公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CMO泰勒表示，公司仍然在繼續(xù)委托其他制造商制造更堅固耐用的分層玻璃纖維或塑料(9965,165.00,1.68%)葉片。

潮汐能在地球上多種多樣的能源里并不是一種總量十分巨大的能源，但卻有著獨特的開發(fā)優(yōu)勢。以美國為例，美國每年消耗的電力達(dá)4萬億千瓦時，而海上風(fēng)力發(fā)電有望提供1萬億千瓦時，潮汐能則可提供2600億千瓦時，這相當(dāng)于目前美國所有水電站的產(chǎn)能。最重要的是潮汐能的開發(fā)和使用靠近陸地，因此，相對于開發(fā)遠(yuǎn)離陸地的海上風(fēng)能和波浪能項目，潮汐能發(fā)電成本要低廉一些。

根據(jù)綠色能源公司與美國國家可再生能源實驗室、明尼蘇達(dá)大學(xué)等機(jī)構(gòu)共同開發(fā)的“自由流”系統(tǒng)，無需建造堤壩或其他土木建筑主動控制潮汐，只需要憑借水流和潮汐的自由轉(zhuǎn)動，驅(qū)動一個渦輪上的增速器，然后驅(qū)動通過電網(wǎng)連接的發(fā)電機(jī)，即可以提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。[NextPage]

綠色能源公司的技術(shù)總監(jiān)迪安·柯潤（Dean Corren）表示，東河河底是個“完美的試驗場”，水流流速達(dá)到每秒2米，足可以使潮汐渦輪機(jī)的葉片緩慢地旋轉(zhuǎn)。這項“自由流”系統(tǒng)技術(shù)比起其他獲取潮汐能的方法，比如都需要建立堤壩的潮汐堰壩和動態(tài)潮汐能技術(shù)，其成本和生態(tài)影響都更低。

這次測驗屬于“羅斯福島潮汐能源”項目（Roosevelt Island Tidal Energy，簡稱RITE）的第三階段，也可以說是正式投入商業(yè)批量生產(chǎn)的階段。“RITE項目開始于2002年，在2002年到2006年完成了初級階段的論證階段。從2006年到2009年，在東河部署了6座全尺寸水下渦輪機(jī)，向紐約市的商業(yè)機(jī)構(gòu)供電，從而完成了第二階段的實證，如今，RITE進(jìn)入了兆瓦級規(guī)模制造階段。

綠色能源公司在今年1月拿到了由美國聯(lián)邦能源管理委員會（Federal Energy Regulatory Commission，簡稱FERC）頒發(fā)的商業(yè)發(fā)電許可證，這是美國對潮汐發(fā)電的第一次商業(yè)授權(quán)。根據(jù)授權(quán)，綠色能源公司可計劃開發(fā)一個1兆瓦的試點項目，最多由30臺商業(yè)類潮汐渦輪機(jī)組成，試用許可的期限是10年。該計劃的目標(biāo)是從2013年開始，逐漸增加潮汐能發(fā)電的比例，直到占紐約市電力供應(yīng)的25%。

綠色能源公司由三位聯(lián)合創(chuàng)始人共同成立于2000年，總部位于紐約。但是，自1998年公司尚未誕生之時，三位創(chuàng)始人就已經(jīng)著手建立、測試和部署四種不同類型的海洋能源系統(tǒng)的原型。RITE項目是綠色能源公司的第一個項目。在2007年，綠色能源還發(fā)起了”安大略康沃爾河流能源“項目（Cornwall Ontario River Energy，簡稱CORE），希望借助同樣的”自由流“系統(tǒng)，利用圣勞倫斯河的水流和潮汐創(chuàng)造電力。此外，綠色能源還有一系列正在籌劃的項目，比如組織一個潛在消費者的聯(lián)盟，或在英國、南美、中國和印度尋找可行的水體和新的合作機(jī)會。

綠色能源公司的發(fā)展得益于20世紀(jì)遭遇兩次能源危機(jī)以來，美國政府采用的一系列綠色能源政策，其中包括提供研發(fā)經(jīng)費、示范補(bǔ)貼、減免稅款、貸款等方式激勵發(fā)電企業(yè)利用風(fēng)能、太陽能、地?zé)岬仍O(shè)備生產(chǎn)綠色電力。[NextPage]

美國能源部近期還提供了5000萬美元，專門用以支持潮汐能發(fā)電示范項目，比如對綠色能源公司RITE項目中新復(fù)合材料渦輪機(jī)葉片的設(shè)計和測試的部分資金支持。自2002年起，綠色能源也獲得了一系列NYSERDA獎項（紐約州能源研究與發(fā)展獎New York State Energy Research and Development Authority）。NYSERDA獎項提供了約25％的RITE項目資金需求。此外，綠色電力公司也已從投資者那里籌集了約3300萬美元，并將自己的技術(shù)出售，用于世界各地的河流以及海洋發(fā)電。

潮汐能此前一直并沒有得到美國人的重視，在潮汐發(fā)電領(lǐng)域，全球最發(fā)達(dá)的潮汐能發(fā)電廠一直位于蘇格蘭海岸附近。

2008年，英國在北愛爾蘭斯特蘭福德灣入海口安裝了世界首臺潮汐能發(fā)電機(jī)SeaGen，它有兩個潮汐能渦輪機(jī)，可為當(dāng)?shù)靥峁?.2兆瓦的電力。雖然這臺發(fā)電機(jī)提供的電能總量不大，但是英國的海岸線綿長，能夠提供足夠多的地點來安裝渦輪機(jī)。

英國首席大臣亞歷克斯·薩爾門德（Alex Salmond）在今年9月表示，經(jīng)過一系列的測試和投資，英國的潮汐能即將開啟大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。正在蘇格蘭近海測試的潮汐能發(fā)電裝置預(yù)計將于2015年正式投產(chǎn)，裝機(jī)容量可達(dá)數(shù)十萬千瓦。而在全國范圍內(nèi)，潮汐能有望滿足英國20%的能源需求，使英國成為”海洋能源中的沙特“。

不僅如此，加拿大、亞洲政府和私人企業(yè)在支持潮汐能研究方面都比美國超前，不過值得慶幸的是，現(xiàn)在似乎也還不太晚。

今年10月，美國首個商業(yè)潮汐能發(fā)電項目已完成初步安裝。海洋可再生能源發(fā)電公司（ORPC）的”緬因州潮汐能項目“將成為美國首個連接國家電網(wǎng)[微博]的海洋項目，該項目同樣是無需壩體的潮汐能發(fā)電機(jī)組。它的第一階段已順利完工，將從10月份開始向美國電網(wǎng)輸送電力。

但是就目前來說，綠色能源公司還需要逐步改進(jìn)RITE項目。[NextPage]

潮汐渦輪機(jī)在一次性原型階段的建設(shè)和投入都非常大。在這個階段，每千瓦發(fā)電能力的成本大概在4800美元到到5000美元之間左右。而實現(xiàn)商業(yè)化之后，價格有望回落到每千瓦2400美元。

根據(jù)綠色能源公司的公開資料預(yù)測，RITE項目（5兆瓦規(guī)模）的經(jīng)營成本將在0.07美元到0.09美元/千瓦時左右浮動。

正是由于前期投入巨大，工期較長，且在選址上極為苛刻，潮汐發(fā)電尚未成為主流的電力來源。加之與常規(guī)電站相比電價較為昂貴，目前在全世界建成投產(chǎn)的商業(yè)用潮汐電站并不多。所以，RITE是否能實現(xiàn)安全、穩(wěn)定的發(fā)電，并進(jìn)一步能實現(xiàn)較為廉價的商業(yè)化，讓技術(shù)成為商品，是目前最為緊迫的問題。（本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開資料編譯）