为何一家能源公司要打造全球最大的飞机

WindRunner, the world’s biggest plane
Still in development, WindRunner is the world’s biggest plane.Image: Radia
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  • 能源公司Radia正在打造全球最大的飞机WindRunner。

  • 这架飞机旨在将巨型风力涡轮机叶片运送至偏远的陆上地点,从而推动更多风电场的建设。

  • 世界经济论坛的“能源转型的未来”全球未来理事会倡导向可再生能源转型。

如果问人们听到“飞行”和“气候”这两个词时会想到什么,他们的回答很可能与负面的环境影响有关。

Mark Lundstrom正致力于改写这一叙事。他是Radia的创始人兼首席执行官,该公司正在打造全球最大的飞机。这款飞机名为WindRunner,将能够把巨型风力涡轮机叶片运送至陆上地点。

原因何在?为了推动GigaWind的实现。GigaWind是新一代大型陆上风力涡轮机,可显著提升电网容量、降低能源价格,并避免大量碳排放。

在世界经济论坛的近期一期 《Meet the Leader》播客中,Lundstrom与Linda Lacina探讨了这一雄心勃勃的飞行器与涡轮机的研发历程,以及他投身清洁能源领域的动力。以下是本次对话的一些核心观点。

什么是GigaWind?

GigaWind是Radia对超大型陆上风力涡轮机的称呼,其发电能力远超传统涡轮机。这主要得益于更大的转子叶片,使其能够捕获多得多的风能,并且能够在更高的高度和更低的风速下运行。

该公司表示,在保守的WindRunner机队配置下,GigaWind可为美国电网增加高达216GW的容量,并满足美国全部发电量高达40%的用电需求,这是据咨询公司DeSolve LLC近期一份报告估算的到2050年的结果。

GigaWind还可将美国能源价格降低高达16%,将电网排放量减少15%至31%,并每年避免高达7.6亿公吨的二氧化碳排放,Radia补充道。

“设想一下将海上规模的风力涡轮机部署在陆上。这将使您能够走上通往全球最廉价能源和最廉价绿色能源的道路,而且基本上是通过使用现有技术实现的,”Lundstrom说。

“世界早已掌握制造海上规模风力涡轮机的技术,只是它们被部署在海上。如今,有一个机会可以将巨型涡轮机引入陆上地点,那里的市场规模是海上的10至20倍,从而将陆上风电成本降低约三分之一,并使全球风能具备经济可行性的土地面积增至三倍。

“如果阅读分析师报告,了解我们的能源需要从何处获取,以实现《巴黎协定》目标,业界观点高度一致:陆上风电需要成为我们主要电力来源中的最大贡献者之一。

“因此,我们需要找到降低陆上风电成本的方法,而最佳途径是利用现有成熟技术,并将海上风电已取得的这些出色发明重新部署到陆上。”

Lundstrom在解释GigaWind的概念如何诞生时补充道:“大约七年前,全球几家最大的风力涡轮机制造商共同发布了行业新闻稿,称它们和整个行业都知道如何制造海上规模的涡轮机,但它们对无法将其推广到市场规模大10至20倍的地区感到沮丧。

“于是Radia响应了这一诉求,并开始与这两大宿敌合作,共同构想GigaWind的愿景。”

在美国,保守规模的GigaWind机队每年可能避免高达7.6亿公吨的二氧化碳排放。Image: Radia

是什么阻碍了GigaWind如今实现?

Lundstrom解释说,这是尺寸的问题:“目前唯一阻碍我们实现GigaWind(即海上规模的陆上涡轮机)的,就是运输问题有待解决。

“如今,涡轮机实在太大,无法通过桥梁、隧道或弯道——这也是为什么陆上风机叶片的长度通常限制在70米左右,而海上叶片则长达100多米,相当于埃菲尔铁塔大小的庞然大物。”

什么是WindRunner?

仍在研发中,WindRunner是全球最大的飞机。

“这是首次设计一款以体积而非重量为优化目标的飞机。因此它非常独特:它仍可运载大量货物(70吨),但其容积约为747飞机的12倍,”Lundstrom说。

这意味着其货舱可以装载100多米长的叶片;而且由于风电场通常建在偏远地区,这架飞机将能够降落在短小的未铺装跑道上。

“我们计划在2029年之前投入规模相当可观的机队运营,而首批飞行将远早于此开始,”Lundstrom说。

“在首批飞机制造完成后,我们将在全球各地设立运营基地,服务于不同的陆地区域。随后,从这些运营基地出发,我们将能够覆盖2,000公里的航程范围。接下来,我们的目标是持续扩充机队,并不断为全球交付更多、更大的涡轮机,让它们越造越大,并通过部署更多大型涡轮机,尽可能产生最大的碳减排效益。”

Lundstrom表示,尽管WindRunner因其尺寸和着陆能力而“非常独特”,但“它并未采用任何新的航空航天技术”。

“我们基本上采用了已经获得认证并已大规模量产的现成组件,并围绕这些组件设计了这架飞机,”他说。“因此,与大多数飞机项目相比,风险要低得多,因为我们使用的是今天已经在飞行并通过认证的部件。”

WindRunner是全球最大的飞机,其设计以体积而非重量为优化目标。Image: Radia

WindRunner如何助力风能行业实现变革?

DeSolve LLC的报告数据充分说明了GigaWind(依托WindRunner得以实现)在提供更多清洁能源方面的潜力。

Lundstrom补充道:“通过能够部署更大型的涡轮机,我们可以将全球风能具备经济可行性的土地面积增至三倍。

“我们在场址条件方面将拥有更大的灵活性:当平均风速从目前所需的每秒7米降至GigaWind可实现的每秒5米时,全球陆地面积将增加到原来的三倍,从而开辟许多如今并不存在的全新场址。”

是什么促成了GigaWind和WindRunner的诞生?

Lundstrom原本是一名航空航天工程师,30年前转型为科技企业家,而应对气候危机一直是他的重要动力。

“应对气候变化的必要性是一个重要的驱动因素,”他说。

“以航空航天解决方案应对气候变化是非常独特的,而非成为问题的一部分。因此,对于航空航天工程师或航空航天公司而言,能够将其技能用于应对气候变化,而不只是优化乘客座位公里数或生产国防产品,这对航空航天行业来说是一个独特的机遇,既可以进入能源领域,也能够从全球减少多个百分点的二氧化碳排放。”

Lundstrom希望WindRunner发挥积极作用,其志向远不止于风力涡轮机。“例如,在自然灾害过后,能够将大量物资运送到简易土跑道上,这一能力对全球的人道主义组织非常有吸引力,”他说。

世界经济论坛的全球未来理事会(能源转型的未来)倡导向可再生能源转型。面对全球能源短缺、气候变化、经济挑战和地缘政治冲突交织的局面,该理事会提出一个问题:如何显著加快能源转型战略,以在兼顾经济可承受性与安全性的前提下实现可持续发展?

这些混合动力飞机使用100%可持续燃料。
这些混合动力飞机使用100%可持续燃料。
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