波浪能:海洋能否解决全球能源危机?

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Wave energy might help meet the increasing global electricity demand.Image: Polina Kuzovkova/Unsplash
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  • 波浪能足以满足全球所有电力需求。

  • 但利用波浪能的技术仍在发展中。

  • 国际能源署表示,为实现2050年净零排放,海洋能发电量每年需要增长33%。

海洋和海域中的波浪能否帮助应对全球能源危机?

理论上可以。科学家估计,如果得到充分利用,全球波浪能足以满足世界每年的电力需求,科学家估计。

事实上,美国沿海地区的波浪能可以提供美国全国66%的电力,据美国能源信息署称。

包括澳大利亚、中国、丹麦、意大利、韩国、葡萄牙、西班牙、英国和美国在内的许多国家目前都在开发波浪能。

但波浪能究竟是什么?与其他可再生能源相比又如何?

波浪能发电能力。

什么是波浪能?

风吹过水面时会形成波浪。称为波浪能转换器的装置可以捕获波浪的能量,并将其转化为电力。

人们采用了不同的方法。有些装置位于水面以下,另一些则固定在海床上。还有一种方法是将波浪引入狭窄水道,让波浪推动涡轮机。

与风能、太阳能、生物质能和地热能等其他可再生能源相比,波浪的能量密度最高。普利茅斯大学的研究人员表示,这意味着波浪能最有潜力成为增强全球“能源结构韧性”的重要力量。

挑战在于,与其他可再生能源相比,波浪能的开发远远滞后。

英国部分地区的年平均波浪功率。图片:ScienceDirect / 普利茅斯大学

波浪能开发进展如何?

许多国家正在开发海洋能源系统。各国正在出台政策以鼓励这项工作。

例如,澳大利亚政府于2021年批准了一项国家级《海上电力基础设施法案》。该法案为海上电力项目的建设和运营提供了政策框架。

在欧盟,预计岛屿将在开发海洋能源技术方面发挥关键作用,这是《海上可再生能源战略》的一部分。

英国早在20世纪70年代便开始开发波浪能,目前苏格兰、英格兰和威尔士都有活跃的波浪能项目。苏格兰波浪能组织是一个由苏格兰政府支持的国家级技术开发机构。自2014年成立以来,该机构已向近100个项目投资超过5200万美元(4000万英镑)。

在瑞典,波浪能公司CorPower Ocean表示,已在其斯德哥尔摩基地建成全球最大的波浪能测试装置。

许多波浪能的细分应用正在为规模更大的公用事业级项目铺平道路。这些应用包括利用波浪能为石油和天然气平台、海洋养殖场、偏远岛屿、海军基地、海洋学服务设施和豪华度假村供电。

这种漂浮式涡轮机可以转化波浪能
这种漂浮式涡轮机可以转化波浪能
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波浪能能否解决电力危机?

化石燃料短缺加剧了对波浪能等可再生能源替代方案的需求。

多种因素共同推动石油、天然气和煤炭价格上涨,引发全球能源危机。全球从新冠疫情中复苏,带动能源需求上升,但供应却受到影响。中国煤炭产量下降、美国石油生产投资不足,以及欧洲天然气产量下降都是原因之一。此外,还出现了全球运输瓶颈。

如今,乌克兰冲突因供应中断担忧而推动油价创下新高。

在此背景下,波浪能的可靠性极具吸引力。风能和太阳能具有不确定性,而波浪出现频繁且稳定,并且蕴含的能量超过其他可再生能源。

尽管波浪能有潜力解决能源危机,但开发过程中不可避免地会遇到障碍。

海洋能发电量每年需增长33%,才能在2050年实现净零排放。图片:国际能源署

波浪能有缺点吗?

利用这类可再生能源无疑面临挑战。建设和运营波浪能发电厂通常成本高昂。

电缆、涡轮机和其他基础设施可能会危害海洋生物。

此外,由于发电厂依赖沿海选址,可能无法满足整个人群的需求。

国际能源署(IEA)在其《海洋能进展追踪报告》中表示,目前海洋能的发展尚未步入正轨,无法为帮助世界在2050年前实现碳中和作出应有贡献。

为实现这一目标,2020年至2030年间,海洋能发电量平均每年需要增长33%。

国际能源署表示:“海洋技术潜力巨大,但仍需进一步的政策支持,以推动能源研究、开发和示范。”

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