本文是蓝色经济领域112个案例之一。.

本文是“塑造蓝色经济的112项创新”系列文章之一,也是Gunter Pauli为促进自由软件领域的创业精神、竞争力和就业而开展的更广泛计划的一部分。欲了解更多关于 ZERI起源的信息,请访问[此处插入链接]。

这些文章由 Gunter Pauli 研究和撰写,并由蓝色经济团队和社区更新和翻译。.

如果您希望投稿,或报告任何写作、翻译或内容错误,请 联系我们。

案例11:无需(新建)铁塔的风能

2013年1月4日 | 100项创新能源

市场

风能的总储量是人类目前所需能量的百倍。因此,2006年至2010年间,全球风力发电量平均每年增长21%也就不足为奇了。2009年,增速甚至超过30%。如今,风电已占全球能源供应总量的2%。按照目前的增长速度,全球风电装机容量每三年将翻一番。得益于每年110亿欧元的投资,风电已从边缘能源供应跃升为能源结构的重要组成部分。中国是风电发展的驱动力,其风电装机容量已连续四年每年翻番。.

除了发电容量的增加,过去20年间,风力涡轮机的尺寸也增大了100倍,从25千瓦增至2.5兆瓦。如今,最大的机组已经达到7兆瓦。这种规模的100倍增长使能源成本降低了五倍。更大的涡轮机尺寸降低了转速,从而显著降低了鸟类死亡的风险。当转速为每分钟12次(即每5秒旋转一周)时,鸟类死亡率几乎降至零。虽然最初风吹拂在山脉和海岸线上,但现在越来越多的风能(20%)来自海上。海上风速更高,也更稳定。.

我们才刚刚开始学习如何利用风能,而建造更大的风力发电设施并非唯一选择。一些富有创意的解决方案包括利用风筝收集喷射气流,以及利用人造树叶产生压电效应。随着风能逐渐成为我们能源结构的重要组成部分,以及创新技术在整个行业中的普及,研发预算和就业人数也在同步增长。预计到2012年,将有超过一百万人受雇于与风能相关的公司。.

创新

与石油和煤炭等化石燃料相比,风能的优势毋庸置疑。然而,它也存在一些缺点。风力发电机的结构、叶片和涡轮机都依赖于稀土金属。如果全球30%的能源依赖于风能,那么该行业赖以生存的稀土金属将面临短缺。随着高空风力增强,地平线上密密麻麻地布满了风力发电机塔架。将旋转的风力发电机架设在高空的塔架造价可能高达百万美元。正是在这样的背景下,三位法国建筑师和创新者——尼古拉·德龙、拉斐尔·梅纳尔和朱利安·肖邦——提出了一个解决方案,该方案与蓝色经济的原则之一——可持续性(即利用现有资源满足基本需求)——高度契合。.

全球有数百万座输电塔。其中数量最多的用于移动通信,许多输电塔都由柴油发电机供电。最古老的输电塔网络用于高压电力传输,其建设往往违背了当地居民的意愿,他们担心靠近输电线路会增加患癌风险,尤其是白血病。随着相关健康问题的科学研究日趋成熟,越来越多的政府采取了预防措施,Encore Heureux(一家精品建筑事务所)和Elioth(法国工程公司Iosis的研发部门)的团队决定在现有输电塔上安装风力涡轮机——这是一项突破性的设计创新。.

现有的输电塔连接着美国近16万英里的纵横交错的输电线路。英国约有7.8万座输电塔,而印度环境与森林部长估计,超过一百万座输电塔为全国输送电力。除了减少视觉污染和投资成本外,该方案的另一个好处是,发电机和电网之间所需的电缆长度从最多几公里缩短到几米。该方案如此简单实用,很难想象它不会成为电力生产结构中的重要组成部分。.

首笔现金流

小型风力涡轮机市场虽然仍属小众,但其规模已从2009年的2.03亿美元增长至2013年的4亿美元。总部位于纽约的美国初创公司Urban Green Energy (UGE) 生产的小型风力涡轮机,其垂直轴旋转方式如同螺旋钻一般。该公司已与法国电信巨头阿尔卡特朗讯(Alcatel-Lucent)合作,将这一概念应用于现有的手机基站。这样一来,基站便无需配备现场柴油发电机。阿尔卡特朗讯的涡轮机利用现场能源,这对于移动电话网络而言是一个绝佳的选择。然而,大多数基站都位于偏远地区,用户稀少。由“Wind-It”三人组提出的项目方案,只需将额外的风能注入现有电网即可。Urban Green Energy 的成功案例已得到验证,目前该方案正推广至Verizon、雷神公司(Raytheon)和美国空军的电信基站。成本是决策过程中的一个重要因素。一台 300 瓦的涡轮机,不含杆子的价格略高于 3000 美元,含杆子的价格为 5300 美元,这向所有电信网络发出了一个明确的信号。.

机会

风、输电塔和电力工程师们仍在适应这个概念,并且常常感到尴尬,因为之前竟然没有人想到过。风电场开发商已经开始评估其潜力,法国电网的一项研究得出结论:如果所有输电塔都安装风力涡轮机,就能额外满足该国15%的能源需求。这相当于建造六座核电站,而建造核电站需要十多年时间,成本大约是风电的五倍,更不用说核废料处理的成本以及国家担保——这意味着一旦发生重大核灾难,所有公民都要承担各自的风险份额。.

利用现有铁塔,并优先选择一系列可集成到现有金属结构中的小型垂直轴发电机,可通过风帆等导风系统来实现,这些系统可以增强风力并将其引导至发电机。该系统可集成到现有铁塔中,并且今后所有新建铁塔都必须采用此设计。这套系统易于在全球任何地方安装。目前可能唯一缺少的是决定启用该系统的政府机构和电力公司,以及负责电网内网络建设和维护的承包商。.

探索“100项创新”系列的其他文章

项目库

在项目库页面上查找所有与蓝色经济相关和推广的创新和产业集群。.

关注我们的社交媒体账号

想要了解我们的最新消息、独家公告,并帮助我们分享这一美好的理念,请在社交媒体上关注我们。.

联系我们

如果您想联系我们,提出修改建议或报告写作或翻译错误,请在这里留言!

订阅新闻简报

订阅新闻简报

接收我们的新闻、资源、教程和精彩故事。.

感谢您的注册,期待与您再次相见!