想象一下,你刚刚建好一栋漂亮的新房,可以一览周边山景。可是没住几个月,就有人在你家正前方动工盖起了房子,彻底挡住了这番美景。一场邻里纠纷一触即发。
现在,北欧地区正在上演类似的一幕:随着海上风电场的迅猛发展,海床上的风力涡轮机日益密集。风电项目开发商开始担忧,新建的风电场可能会“偷走”或者说“窃取”现有风电场的风能,影响它们的发电效率。
问题的根源在于风电场中的尾流效应。这是指在风电场内,每个涡轮机后方的风速比前方慢,整个风电场后方的风速也比前方慢。
英国曼彻斯特大学的巴布罗·奥罗(Pablo Ouro)解释道:“涡轮机的作用是通过旋转叶片从风中提取能量,导致风中余下的能量大幅减少。”这样就会形成一片“低速风区”,其影响范围可延伸数十千米。
随着海上风电场不断涌现,涡轮机也朝着尺寸更大、功率更高的方向发展,风电场内产生的尾流效应愈发显着。据曾负责通用电气海上风电业务的萨里姆·谢赫(Sarim Sheikh)所述,英国清洁能源开发商之间已爆发至少十余起纠纷,他们争相保护自身项目的风力资源免受邻近风电场的影响。
“尾流效应并不是新问题,早在风电场开发之初就存在了,”谢赫说,“但近年来,随着风力涡轮机在尺寸和功率上的迅猛增长,这一问题已然发生了变化。”
尾流效应造成的损失尚无定论,不同研究结果存在差异。比如挪威卑尔根大学去年发表的一项研究表明,风电场产生的尾流效应影响范围可延伸至50千米,导致下游风电场可用风能减少高达20%,显着降低它们的发电量。还有美国研究人员估算显示,在某些特别严重的情况下,尾流效应甚至可能致使风电场发电量降低30%以上。
风电行业普遍假设,尾流对邻近风电场发电量的削减幅度远低于10%。英国咨询公司K2 Management的乔尔·曼宁(Joel Manning)指出:“此前研究的估计值较高,主要是源于其设定的极端的特定情景。”该公司专注于为风电开发商提供发电量分析服务。
然而,即便是百分之几的发电量损失,也可能对一个利润空间日益收窄的行业造成重大影响。奥罗表示:“这一问题令人担忧,尤其是从投资和盈利角度来看。”最终,投资回报的不确定性以及风电项目利润下滑可能推高电价,并限制该行业扩容。
英国政府希望大幅扩大海上风电规模,使其成为未来清洁电力系统的支柱。该政府的目标是到2030年,将海上风力涡轮机容量从目前的15吉瓦提升至43至50吉瓦。
奥罗指出,准确评估尾流效应对英国实现气候目标至关重要。“要实现净零排放的目标,关键并不在于安装了具有多少容量、多少吉瓦的风力涡轮机,而在于它们实际能够发出多少吉瓦时的电力。”
2025年3月,英国曼彻斯特大学启动了一项为期一年的全国性评估,旨在量化尾流效应对英国海上风电项目的影响。该研究由奥罗领导,将联合海上风电开发商合作建模,以模拟计划于2030年投入运营的新风电场对现有风电场发电量的潜在影响。这是在英国海域内首次开展此类评估。
奥罗表示:“这项研究最重要的地方在于,可以为未来风电场的选址提供科学依据……从而减弱尾流效应。”具体措施可能包括调整风电场边界,比如在相邻风电场之间增设更大的“缓冲区”,或改变场址朝向以规避尾流。“如果我们能为未来风力涡轮机的布设位置提供更精准的建议,哪怕只是小幅优化,也将是一项巨大成功,因为它将惠及所有人,”奥罗说。
但是,规划者必须在最大化英国海域的发电潜力与维持对海上风电开发商的吸引力之间取得平衡。其他国家也面临类似挑战,并且正密切关注英国的应对措施。挪威律师事务所Wikborg Rein的埃里克·芬瑟罗斯(Eirik Finserås)指出:“这不仅仅有关英国海域,更是个全球性议题。”
与此同时,那些已有项目处于开发或建设阶段的开发商,正在规划审批和法律程序中展开博弈,以保护自身项目的风资源权益。一些企业正协商制定“尾流协议”(wind wake agreements),内容可能包括补偿受影响的风电场,以及共同设计新风电场选址,以最小化尾流对下游风电场的影响。
尽管尾流问题日益凸显,但英国得益于有利的政府政策和优渥的电价机制,仍然在全球海上风电市场中占据领先地位。因此,这一市场的吸引力足以让许多海上风电开发商甘愿承担与邻近风电项目产生冲突的风险。返回搜狐,查看更多
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