在幾百年前，人類所需的動(dòng)力大部分還來(lái)自于風(fēng)、水流、人力。進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)文明之后，人們學(xué)會(huì)了用煤炭、天然氣自己制造動(dòng)力，然而隨著化石能源的大量使用，環(huán)境和資源的壓力開(kāi)始與日俱增，人們把目光重新投向了自然界。
01
頂級(jí)風(fēng)場(chǎng)葉片出自中國(guó)，訂單排到兩年后
中國(guó)東部福建沿海，是中國(guó)人正在開(kāi)發(fā)的大型海上風(fēng)電場(chǎng)之一。
過(guò)去十五年，中國(guó)工程師以上海為起點(diǎn)，沿海岸線向南北延伸，先后建成了多座大型海上風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)規(guī)模超過(guò)1000萬(wàn)千瓦。然而海上風(fēng)電的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)高于陸上，因此采用大容量的風(fēng)電機(jī)組被認(rèn)為是海上風(fēng)電的發(fā)展方向。
福建興化灣，安裝著中國(guó)首臺(tái)亞太地區(qū)單機(jī)容量最大的10兆瓦海上風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)單只葉片的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度達(dá)90米，葉輪組裝完成后，葉輪直徑185米，相當(dāng)于三臺(tái)波音747并排的寬度。
成功安裝之后的風(fēng)機(jī)，在年平均10米每秒風(fēng)速條件下，單臺(tái)機(jī)組每年發(fā)電4000萬(wàn)千瓦時(shí)，可滿足兩萬(wàn)個(gè)三口之家一年的用電需求，減少排放二氧化碳35000噸。
然而，海上風(fēng)電，最大的考驗(yàn)是臺(tái)風(fēng)頻發(fā)，含鹽量極高的空氣還會(huì)對(duì)巨型風(fēng)機(jī)造成極大的威脅，中國(guó)人已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)風(fēng)機(jī)的升級(jí)。
江蘇鹽城擁有亞洲最大的風(fēng)電葉片制造基地，全球許多頂級(jí)風(fēng)場(chǎng)的葉片都出自這里，訂單早已排到兩年以后。
為了得到更高的發(fā)電效率和更強(qiáng)的機(jī)組穩(wěn)定性，葉片主梁必須被制作得更輕更堅(jiān)。碳纖維材料重量輕，其強(qiáng)度比鋼材高5倍，比鋁合金高4倍，因此被認(rèn)為是滿足條件的理想材料。
這種材料對(duì)溫度非常敏感，使用它，最關(guān)鍵的是控制溫度。葉片工藝高級(jí)工程師羅寬要嘗試用這種新的材料替代傳統(tǒng)的玻璃纖維，制作一個(gè)新型葉片主梁。鋪設(shè)要連續(xù)進(jìn)行，83層的碳纖維，每一層都必須保持平整，不允許有一絲褶皺。
環(huán)境、模具的溫度必須控制在28℃到32℃之間，與碳纖維材料的溫度保持一致。20個(gè)小時(shí)過(guò)后，83層碳纖維主梁鋪設(shè)完成，相比于玻璃纖維，更加堅(jiān)固，重量卻輕了3.6噸。然而，它能否成為未來(lái)幾年海上風(fēng)機(jī)的主力葉片，還必須經(jīng)歷一次最為嚴(yán)苛的檢驗(yàn)。
五臺(tái)自動(dòng)化靜力加載設(shè)備通過(guò)鋼絲繩與葉片上的夾具相連，他們將模擬自然界的臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)葉片。力量逐漸加大，直到100%，葉片依然沒(méi)有折斷，完美通過(guò)測(cè)試。
全新的碳纖維葉片將用來(lái)打造新型海上風(fēng)機(jī)，這會(huì)給能源工程師注入更多的信心，迎接可再生能源利用道路上的更多挑戰(zhàn)。
過(guò)去十年，從軸承、塔筒，到發(fā)電機(jī)、葉片，中國(guó)的風(fēng)機(jī)制造產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)歷了一次全面升級(jí)。今天，中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的風(fēng)能生產(chǎn)國(guó)，但是開(kāi)發(fā)風(fēng)電的腳步還在繼續(xù)加速，從海洋到陸地，從草原到山地，一座座風(fēng)場(chǎng)陸續(xù)建成。
02
三個(gè)世界第一，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先世界
中國(guó)已經(jīng)向全世界作出重大承諾——2030年實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上，這意味著，風(fēng)電加速發(fā)展的同時(shí)，中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電也將跑出加速度。
硅是太陽(yáng)能電池板最為重要的材料，硅的純度直接影響著電池板的發(fā)電效率。四川的一家新能源公司提純硅的純度高達(dá)11個(gè)9（99.99999999999%）。
從硅料到一片可以真正用來(lái)發(fā)電的光伏電池，還需要?dú)v經(jīng)很多個(gè)環(huán)節(jié)。單晶硅拉棒，硅片切割，這些過(guò)程往往在不同工廠進(jìn)行。這家工廠要在原有產(chǎn)線上，讓電池片的光電轉(zhuǎn)化效率再提高1.5%。
升級(jí)后的電池片，光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)24%，這是新的世界紀(jì)錄。像這樣的電池片，在這條新的生產(chǎn)線，每年可以產(chǎn)出超過(guò)5040萬(wàn)片，如果把它們?nèi)堪惭b，每年可以發(fā)電約4.5億度。
僅僅十多年前，中國(guó)還無(wú)法自己生產(chǎn)高純度多晶硅，制造的光伏電池也主要出口供國(guó)外使用。如今，完備的產(chǎn)業(yè)鏈，讓中國(guó)擁有了光伏電池世界第一的產(chǎn)能。不僅如此，今天的中國(guó)，光伏總裝機(jī)容量世界第一、發(fā)電量世界第一，在光伏發(fā)電領(lǐng)域中國(guó)再次領(lǐng)先世界。
03
中國(guó)建成光熱電站，不使用任何化石燃料
新疆哈密淖毛湖，是中國(guó)西部的一個(gè)邊陲小鎮(zhèn)，這里最大的特點(diǎn)是，一年四季陽(yáng)光充足。這里有一個(gè)光熱電站。
數(shù)萬(wàn)面的鏡子，可以把陽(yáng)光反射到181米高的塔頂，集熱器充分吸收熱量后，溫度超過(guò)560℃。
塔的底部，冷罐中存儲(chǔ)的低溫熔鹽，被高壓泵送至塔頂，吸收熱量后，流回塔底將水加熱，產(chǎn)生的水蒸氣驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。
我們?nèi)粘４┮络R的反射率只有70%，而用來(lái)收集熱量的定日鏡，都經(jīng)過(guò)了拋光、鍍銀的處理，反射率高達(dá)93.5%。
這些五邊形定日鏡，不但能增加采光面積，還可以減少鏡子間的相互遮擋，讓鏡場(chǎng)布置更加緊湊。更重要的是，這些鏡子都必須擁有向日葵的本領(lǐng)，才能追隨太陽(yáng)的位置調(diào)整方向。
如果某一面定日鏡，無(wú)法把光斑對(duì)準(zhǔn)吸熱器，控制室系統(tǒng)就會(huì)收到紅外監(jiān)測(cè)儀發(fā)出的信號(hào)，快速調(diào)整原本瞄準(zhǔn)另一位置的定日鏡補(bǔ)位。
半小時(shí)觀察：打造綠色動(dòng)能的中國(guó)方案
2020年，我國(guó)可再生能源開(kāi)發(fā)利用規(guī)模達(dá)到6.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于替代煤炭近10億噸，減少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分別約17.9億噸、86.4萬(wàn)噸、79.8萬(wàn)噸。特別是我國(guó)風(fēng)電、光伏2020年新增裝機(jī)約1.2億千瓦，占全球風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)容量的一半以上，成為全球可再生能源發(fā)展的中堅(jiān)力量。今天的中國(guó)正在用堅(jiān)實(shí)的行動(dòng)，去兌現(xiàn)綠色發(fā)展的承諾，實(shí)現(xiàn)可再生能源開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展、相得益彰。
