为什么英国潮汐能将很快发挥更大的作用 - 潮汐能技术

& s1 i4 e4 m2 C3 t

本文来自赫尔大学可再生能源讲师西蒙·沃德曼。

Dr Simon Waldman

( u V1 ]. i$ G5 e/ W+ _

) L- \- ~9 X- ]- \0 p. r

长期以来，潮汐能一直潜伏在英国可再生能源武库的后面，其地位超过了风能和太阳能同行，部分原因是早期的技术准备和高成本问题。

然而，最近的研究表明，它可以提供英国11%的电力需求——加上政府在英国项目管道上的大量投资——它的未来看起来越来越光明。

E, Y% m( Y# W3 T( T' m

潮汐是由太阳和月亮的引力推动的水在地球周围的大规模运动。在潮汐特别强烈的地区，我们可以利用涡轮机——类似于风力涡轮机，但在水下——在水流经过时转动，来获取一些这种能量。目前，这种方法比以前使用类似于水坝的潮汐拦河坝的想法更受欢迎，主要是因为其环境影响不那么严重。

; x+ y( I3 F' S& O- v- H' M

在过去的十年里，全球潮汐能产业已经证明，从海洋中吸取能量是可以预测和可靠的。在苏格兰、威尔士、加拿大、中国、法国和日本，已经有十几种实验性涡轮机设计用于发电，其中许多为家庭和企业供电。

5 z( g5 L9 C: R8 k9 i t

* D3 d! `! R$ {9 `

AR500涡轮机正在日本后藤岛附近海域等待安装

5 g0 x, D+ l4 |/ D, ]& c& P) j

0 `! @& P" M: L5 q; ]7 D

由开发商SIMEC Atlantis和Nova Innovation牵头的英国首个“商业”潮汐能项目在苏格兰的海水中都有多个涡轮机阵列。其中最大的一个目前可以产生6兆瓦的电力：这大约相当于两到三个陆上风力涡轮机，提供足够的能量来供应几千个家庭。该项目的扩建已经在进行中。在法罗群岛，潮汐开发公司Minesto刚刚宣布了一个120兆瓦的阵列计划，该阵列将提供岛上40%的能源需求。

潮汐涡轮机的设计趋势往往被一个大问题所分隔：它们是最好漂浮的，还是安装在海床上的。浮式涡轮机更易于维护，而且它们受益于地表附近流动更快的水。但那些在海床上的涡轮机受风暴影响较小，而且在足够深的水中，船只可以在其上方自由航行。目前尚不清楚是否有一种方法会胜出，或者选择是否取决于地点。

& F! C5 ?# T A5 U! J0 \- M

不管怎样，既然潮汐发电行业掌握了可行的技术，就需要证明它可以降低成本。幸运的是，海上风电的故事中有先例。在英国和其他地方政府支持的帮助下，世界各地的海上风电开发商在过去十年中将成本降低了近三分之一，由于正在进行的研究和开发，预计还会进一步降低成本。

8 g, ^+ N5 n8 Z) s) _3 f2 F0 F5 W( P

潮汐能的成本可能永远不会像风能那么低。这一部分是因为潮汐涡轮机不能像风力涡轮机那样按比例放大（在有限的水深范围内，你只能建造这么大的涡轮机），另一部分是因为在海底做事情通常比在海面上做更昂贵（这是一个更严酷、更难接近的环境）。但匹配成本甚至可能没有必要。

正如批评人士热衷于指出的那样，风并不总是吹来，太阳不总是照耀着，潮流也不总是在流动：因此，为了建立一个有弹性的低碳电力系统，我们需要使用一系列不同的能源，而不是只依赖最便宜的能源。

0 a0 M r' z9 d* m

潮汐能提供了一个独特的优势，即虽然其输出会随时间而变化，但通过了解地球和月球的轨道，这种变化是可以提前几年预测的。这意味着电网运营商将能够规划潮汐涡轮机的不同输出，并安排其他来源来填补缺口。

幸运的是，英国政府似乎正在加紧帮助潮汐行业。英国最新一轮的“差价合同”可再生能源融资包含潮汐能的“部分”，因此目前它不必与海上风电等更便宜的技术竞争。最近公布的英国能源安全战略相当激烈地承诺“积极探索”潮汐和地热能源技术。

潮汐能永远不会像风能或太阳能那样在全球范围内扮演重要角色，因为世界上只有少数地区有强烈的潮汐。不幸的是，它不会及时准备好帮助我们应对目前面临的能源价格危机。

但对于包括英国在内的那些涨潮强劲的地方来说，它有着巨大的前景，一些分析师估计全球市场规模为1300亿英镑。此外，还可能进一步开发涡轮技术，以利用更慢但更稳定的洋流，如日本沿海的黑潮洋流。

. `( z5 i, Q* X; x

潮汐能技术是有效的，它将继续存在。现在，让它为我们的家庭和企业提供动力的最有效方法是建造更多的潮汐能电站。

1 P; d; \* K0 h3 S