將發(fā)電裝置用類似放風(fēng)箏的方式置于空中，利用200米以上高空充裕的風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，這種曾經(jīng)被視為天方夜譚的想法，目前正一步步成為現(xiàn)實(shí)。
記者近日從科技部官網(wǎng)獲悉，歐盟第七研發(fā)框架計(jì)劃(FP7)提供200萬(wàn)歐元，總研發(fā)投入300萬(wàn)歐元，由歐盟6個(gè)成員國(guó)及聯(lián)系國(guó)葡萄牙(總協(xié)調(diào))、西班牙、丹麥、荷蘭、挪威和克羅地亞的7家風(fēng)力發(fā)電設(shè)備創(chuàng)新型中小企業(yè)，聯(lián)合科技界組成了歐洲HAWE研發(fā)團(tuán)隊(duì)，從2010年10月起，開(kāi)始從事高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研發(fā)，目前已取得階段性進(jìn)展。
相較之下，我國(guó)在此領(lǐng)域雖起步較晚但也取得了較大進(jìn)展。目前中國(guó)廣東高空風(fēng)能技術(shù)有限公司發(fā)明了天風(fēng)技術(shù)方案，采用傘梯組合型高空風(fēng)電機(jī)組解決了高空風(fēng)能采集穩(wěn)定性問(wèn)題，成為商業(yè)化的優(yōu)勢(shì)方案，國(guó)內(nèi)首個(gè)示范電站已落戶安徽蕪湖。
業(yè)內(nèi)人士表示，高空風(fēng)電客觀上克服了傳統(tǒng)風(fēng)電因風(fēng)量隨意性、波動(dòng)性以及地理位置偏僻導(dǎo)致的電網(wǎng)建設(shè)欠缺等“缺陷”。隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的推動(dòng),高空風(fēng)電站建設(shè)的市場(chǎng)規(guī)模難以估量。
在資本領(lǐng)域早就是個(gè)香餑餑了
資料顯示，高空風(fēng)能密度是低空風(fēng)能的十倍至百倍。隨著海拔升高，優(yōu)質(zhì)空域的風(fēng)能密度可以達(dá)到每平方米2000瓦。如果進(jìn)一步升至萬(wàn)米高空，風(fēng)能密度是百米空域的上百倍。
雖然在產(chǎn)業(yè)方面，高空風(fēng)電依然嗷嗷待哺，但在資本領(lǐng)域早就是個(gè)香餑餑了。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)預(yù)測(cè)，高空風(fēng)電行業(yè)未來(lái)市場(chǎng)需求量將有望超過(guò)1000億美元。因此，高空風(fēng)電技術(shù)也引發(fā)了各路資本極大的興趣。
事實(shí)上，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，有關(guān)高空風(fēng)力的各項(xiàng)專利不斷涌現(xiàn)。總體來(lái)看，這些探索無(wú)外乎兩種構(gòu)架方案：一者是直接在空中建造發(fā)電站并發(fā)電，然后通過(guò)電纜將電能輸送到地面;其二是一種類似于風(fēng)箏的構(gòu)架，將機(jī)械能輸送到地面，再由發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)換為電能。
谷歌公司選擇了后者。2013年谷歌首次以GoogleX為名宣布收購(gòu)空中風(fēng)力渦輪發(fā)電設(shè)備公司MakaniPower，高空風(fēng)電技術(shù)立刻引起了小范圍的關(guān)注。具體來(lái)說(shuō)，2006年MakaniPower獲得了谷歌1500萬(wàn)美元的種子資金、美國(guó)高級(jí)研究計(jì)劃局300萬(wàn)美元的撥款以及其他私人投資,2008年谷歌公司投資又增加到2000萬(wàn)美元。2013年5月,MakaniPower被谷歌公司收購(gòu),并入GoogleX部門。
據(jù)了解，目前該公司正試圖將無(wú)人駕駛的旋翼風(fēng)箏升入空中，并與地面基地相連，當(dāng)旋翼風(fēng)箏升入高空時(shí)，風(fēng)箏便充當(dāng)發(fā)電機(jī)作用。當(dāng)風(fēng)速下降時(shí)，風(fēng)箏便回到懸停模式，然后返回到地面基地。
在此領(lǐng)域除谷歌外，意大利公司KiteGen近年來(lái)所取得的進(jìn)展同樣可圈可點(diǎn)。
據(jù)了解，為克服傳統(tǒng)風(fēng)電受場(chǎng)地和風(fēng)向風(fēng)速因素影響較大等諸多缺點(diǎn)，意大利KiteGen科技公司將目光投向高空風(fēng)能，并開(kāi)發(fā)出全新的MARS(MagennAirRotorSystem)系統(tǒng)。
MARS系統(tǒng)主要由高空的拖曳風(fēng)箏和地面的發(fā)電設(shè)備兩部分構(gòu)成。其中，拖曳風(fēng)箏和地面的風(fēng)機(jī)相連，并通過(guò)安裝在發(fā)電設(shè)備上的航空感應(yīng)器來(lái)控制風(fēng)箏旋轉(zhuǎn)的方向和路徑，以最大限度帶動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并發(fā)電。
截至目前，全球已有50余家企業(yè)正在從事高空風(fēng)能發(fā)電相關(guān)的研發(fā)工作。記者留意到，近年來(lái)歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家多家企業(yè)在此領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)上動(dòng)作頻頻，欲分食這塊“大蛋糕”。
國(guó)內(nèi)首個(gè)示范電站建成
具體到我國(guó)，數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)絕大部分地區(qū)5000米以上高空中的有效風(fēng)能密度在每平方米1000瓦以上，發(fā)展高空風(fēng)電具備先天優(yōu)勢(shì)。
在中國(guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能資源中心的相關(guān)專家看來(lái)，我國(guó)低空風(fēng)能主要集中在“三北”地區(qū)，而用電負(fù)荷在東部，這造成目前風(fēng)電要大規(guī)模外送的難題。而高空風(fēng)能與我國(guó)的用電格局存在著天然的匹配，為就近消納創(chuàng)造了較好條件。
在此背景下，記者了解到，成立于2009年的廣東高空風(fēng)能技術(shù)有限公司，是我國(guó)第一家從事高空風(fēng)電技術(shù)研發(fā)的公司。由于看好高空風(fēng)電的前景，中路股份多次增資入股該公司，目前持有股權(quán)高達(dá)58.041%。
據(jù)該公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，公司目前致力于開(kāi)發(fā)應(yīng)用最新的發(fā)電技術(shù)———“天風(fēng)”風(fēng)電技術(shù)。
該技術(shù)是一整套利用(300~10000米)高空風(fēng)力資源進(jìn)行發(fā)電的新型風(fēng)力發(fā)電新技術(shù)。具有在臺(tái)風(fēng)及暴風(fēng)雨情形下仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是目前世界上技術(shù)最具創(chuàng)新性、穩(wěn)定性最高的高低空皆可運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，技術(shù)商業(yè)應(yīng)用的成熟度已達(dá)到較高水平，可研制出世界上單機(jī)功率最大，超過(guò)5萬(wàn)千瓦的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，以及功率高達(dá)百萬(wàn)千瓦的高空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
另外，該公司透露，目前公司已成功研制出發(fā)電目標(biāo)、整體性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100千瓦高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)原理樣機(jī)，2.5兆瓦高空風(fēng)能示范電站已經(jīng)建成。
與此同時(shí)，該公司位于安徽蕪湖縣的高空風(fēng)能示范電站項(xiàng)目，自去年5月至7月期間共進(jìn)行了9次放飛發(fā)電運(yùn)行，運(yùn)行高度為132～488米。設(shè)備累計(jì)發(fā)電時(shí)間為53小時(shí)，共發(fā)電量3.1萬(wàn)千瓦時(shí)。
談及未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，該負(fù)責(zé)人表示公司目前已經(jīng)完成10~50兆瓦高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，未來(lái)將進(jìn)一步研制出百兆瓦級(jí)高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，推出發(fā)電成本比火力發(fā)電更低的風(fēng)電。
廣東高空風(fēng)能并不是我國(guó)唯一在高空風(fēng)電有所舉措的公司。
今年年初，華儀電氣也發(fā)布公告稱，與意大利高空風(fēng)電技術(shù)公司KiteGenVentureS.p.A.在意大利都靈簽訂投資意向書(shū),投資內(nèi)容包括向意大利KGV公司進(jìn)行300萬(wàn)歐元的股權(quán)投資,以及雙方在中國(guó)成立合資公司的事項(xiàng)。據(jù)了解，未來(lái)六個(gè)月內(nèi),雙方將就股權(quán)投資的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行商談,同時(shí)啟動(dòng)未來(lái)在中國(guó)設(shè)立合資公司有關(guān)主要條款的談判,投資協(xié)議和在中國(guó)設(shè)立合資公司協(xié)議也將一并簽署。
五年形成200-300米成套技術(shù)
前景雖然一片向好，但也面臨著不小的挑戰(zhàn)。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)其核心問(wèn)題無(wú)外乎有兩點(diǎn)。其一，其運(yùn)行范圍內(nèi)需要禁飛,而我國(guó)高空風(fēng)能豐富的東部地區(qū)航線密集,高空風(fēng)能發(fā)電需要得到軍方的批準(zhǔn);其二，風(fēng)電消納問(wèn)題也需要得到解決。
前不久，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局下發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016~2030年)》(以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)計(jì)劃》)，其中也有部分內(nèi)容為該技術(shù)未來(lái)發(fā)展指明方向。
《行動(dòng)計(jì)劃》明確提出，未來(lái)將研究適用于200~300米高度的大型風(fēng)電系統(tǒng)成套技術(shù)，開(kāi)展大型高空風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研究，研發(fā)100米級(jí)及以上風(fēng)電葉片，實(shí)現(xiàn)200~300米高空風(fēng)力發(fā)電推廣應(yīng)用。
與此同時(shí)，《路線圖》在對(duì)技術(shù)方向進(jìn)行細(xì)化的同時(shí)，還提出到2020年形成200~300米高空風(fēng)力發(fā)電成套技術(shù)，并于2030年獲得實(shí)際應(yīng)用并推廣。業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì),如果政策環(huán)境到位,產(chǎn)業(yè)配套成熟,未來(lái)發(fā)展值得期待。
