要实现净零排放,我们必须开发并大规模推广多种可再生能源技术。
空中风能是一种鲜为人知的清洁能源解决方案,凭借其卓越的适应性,值得关注。
这些飞行式发电设备可在海上和离网环境中运行,通过弥补风能、太阳能及其他可再生能源发电曲线中的缺口,与之形成互补。
能源普及与气候行动相辅相成。它们既能让更多人用上清洁的可再生电力,又能减少温室气体排放,助力遏制气候变化,并让发展机遇分配得更加均衡。
国际能源专家 预计,现有可再生能源技术只能在本十年末之前实现减排。2030年之后,要实现净零排放,我们必须开发并大规模推广多种可再生能源技术。
许多创新都面临着跨越研究与商业化之间那条著名“死亡之谷”的挑战,空中风能也不例外。这种鲜为人知的清洁能源解决方案凭借卓越的适应性,值得关注。它有助于整合不同类型的可再生能源,同时践行循环经济原则,推动包容性能源转型。
此外,使空中风能行业走向成熟所需的投资相当于一座1.2 GW海上风电场的投资。
什么是空中风能?
空中风能系统利用风筝、无人机和滑翔机,在200至500米的高度捕获强劲而稳定的风能;风力涡轮机无法到达这一高度。举例来说,Kitepower的Falcon设备年发电能力为450 MWh,所发电力足以供150户家庭使用。
这些飞行式发电设备可在海上和离网环境中运行,灵活弥补风能、太阳能及其他可再生能源发电曲线中的缺口,与之形成互补。
空中风能以更少投入创造更多价值
与风力涡轮机相比,空中风能设备使用的钢材、碳纤维、混凝土、稀土金属及其他材料最多可减少90%。这有助于应对其他大规模可再生能源项目材料需求量大所带来的重大社会和环境问题。对原材料需求量大是其他大规模可再生能源部署所引发的问题。
此外,空中风能设备材料用量少,有助于简化供应链并降低其风险,支持建设规模较小的生产设施,也无需大型安装船或大规模扩建工业港口;这些都给海上风电扩张带来了重大挑战。
随着空中风能技术日趋成熟,材料用量减少的优势也将转化为较低的项目前期投资——仅占15%的项目全生命周期成本,而成熟风电技术的前期投资占比为40%。
因此,将空中风能纳入能源结构,有望显著降低可再生能源的整体生产成本,包括绿氢。米兰理工大学的研究人员一直在研究一种模型,用于设计由空中风能供电的海上制氢厂。这有望到2040年将氢气生产成本从每千克5欧元降至2欧元。
空中风能在海上的另一项应用是为船舶提供动力。国际航运业的能源相关二氧化碳排放量与航空业相当,而且高度依赖柴油。不过,谈到可持续船用燃料时,我们往往会想到氢气和氨;空中风能也能为船舶提供能源,让我们在开发下一代绿色燃料的同时,继续推进减排工作。事实上,法国初创企业Airseas一直在大西洋上用货船测试其Seawing风筝,并报告称该风筝成功牵引了船只。
世界经济论坛如何推动能源转型?
能源与材料中心汇聚各方领导者,共同理解重塑能源、材料和工业体系的复杂转型。中心提供平台,探讨能源安全、可负担性与可持续性如何相互交织。
中心通过跨价值链和跨区域合作,推动形成共同路径,帮助合作伙伴围绕切实可行的解决方案凝聚共识,实现安全、低碳且公平的转型。
促进能源公平
这项技术发展迅速,空中风能开发商已经成立了行业协会。首个投入使用的商业化空中风能风筝由SkySails与毛里求斯可再生能源局(MARENA)合作实施,自2021年起在毛里求斯发电。这展示了空中风能技术的商业可行性,也凸显了其推动包容性脱碳、应对能源贫困,以及在可再生电力普及率较低地区改善能源可及性的潜力。
能源贫困影响着全球数百万人。低收入国家的能源贫困尤为严重,但欧洲和美国也受到影响。能源贫困在农村和偏远地区往往更为普遍,因为受物流难题和高成本制约,这些地区的电网建设常常滞后。为这些弱势地区配备现代可再生能源,将为教育、医疗和经济发展创造机遇,同时取代柴油、木炭等污染严重且不可持续的能源。
空中风能系统适应性强、便于移动。它们无需港口、安装设备或通行道路等大量基础设施,因此适用于各种地点,包括偏远地区和离网地区。
毛里求斯等小岛屿发展中国家(SIDS)尤其能从这项技术中受益,因为这些国家依赖柴油发电机,建设集中式风能基础设施的能力也有限。欧洲岛屿也面临类似挑战。
此外,空中风能能够在靠近用电地点的地方生产可再生能源,从而减轻现有电网的负担,缓解不可持续城市扩张带来的压力,并促进能源正义。
紧急情况下的能源供应
最后,空中风能动员相对容易、安装时间短(最快仅需三天),因此可为紧急事发区和难民营带来巨大帮助。生活在难民营中的人群是受能源贫困影响最严重的人群之一。这些定居点被视为临时安置点,在电气化工作中往往遭到忽视。世界粮食计划署等组织已经在探索在人道主义援助行动中使用空中风能技术,以应对这一挑战。
鉴于气候变化预计将加剧极端天气事件,各国可以考虑将空中风能系统纳入灾害应对计划,在能源基础设施受损时为有需要的人提供电力。
推进空中风能发展益处众多。关键在于,空中风能能够利用其他技术无法获取的资源生产可再生电力,并凭借其灵活性帮助减少能源不平等。因此,将其纳入我们的能源组合至关重要。
要打造先进的空中风能技术,这项变革性解决方案需要在研发和报酬机制方面获得支持,也需要相应的政策和法规。凭借必要的专业知识,我们就能把握空中风能带来的机遇,更接近实现净零排放。
