日本開發颱風發電,把威脅變成資源
2022/06/21
在日本,把颱風的威脅變成資源的「颱風發電」正在加速開發。橫濱國立大學開始開發在海上追隨颱風進行發電的專用船。日本初創企業Challenergy開發出了沒有葉片、遇到強風也不易損壞的風電機,目標是向離島等地區銷售。到2050年,颱風或許會成為脫碳的推進力之一。
利用船帆受到颱風推動船隻前進的力量,轉動安裝在水中的發電機。産生的電力或儲存在蓄電池中,或利用海水製備氫氣而運出。橫濱國立大學正在開發這種有點科幻的技術。該校2021年10月成立了「颱風科學技術研究中心」,核心項目之一是開發颱風發電船。
過去也出現過類似的設想。日本東海大學2008年公佈了使用模型船進行發電的基礎討論結果。不過,要想在危險的颱風中前進,需要遠端自動駕船。橫濱國立大學準教授滿行泰河解釋稱,「隨著駕船技術的進步,有了實現的可能性」。
船的設計「處於討論階段」(滿行泰河),方案是為了增強穩定性而將兩艘船連起來做成雙體船,或者在船底安裝較重的蓄電池以降低重心。
日本週邊每年要刮20場颱風,假設用100艘船追隨颱風5天來發電,預計産生的電力可以佔日本總用電量的3%以上。5年後將在重現颱風的實驗設施中駕駛模型船,驗證這個想法。10年後將建造小型實證船,在海上實際驗證性能。
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橫濱國立大學開發的颱風發電船模型(左,照片由該校準教授滿行泰河提供)和Challenergy設置的風力發電機 |
另一方面,Challenergy公司將挑戰開發可以靠颱風發電的風力發電機。該公司首席執行官(CEO)清水敦史幹勁十足地表示,「希望到2050年前,日本所有離島的用電都由本公司的風力發電提供」。Challenergy于2018年在沖繩縣的石垣島啟動了輸出功率為10千瓦的實證機,目前力爭面向離島銷售商用機。計劃到2045年前,開發出超過1兆瓦的大型發電機。
該公司的發電機不是通過容易損壞的薄葉片受風,而是用易於提高強度的圓筒受風。工作原理是利用旋轉的圓筒受到風吹時産生的「馬格納斯力」轉動發電機,這樣也能很好地捕捉風向的變化。普通的風力發電在風速25米時就停止發電,而圓筒風力發電機在40米風速下也可以繼續發電。「收到了來自世界各地的諮詢」(清水CEO),備受關注的原因在於,有利於解決離島存在的問題。
離島大多使用成本高的柴油發電,設置光伏面板的空間也有限。島上雖然有風吹,但碰到島嶼時會産生湍流,而颱風則會較快地通過島嶼,因此不適合普通的風力發電。Challenergy認為完全有參與機會,成本方面也力爭將來降到與普通風力發電相當的水準。
清水CEO希望到2050年「把氫氣做成離島的特産」。計劃在離島及其近海産生的電力變成氫氣,支撐日本的氫氣社會。
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