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助力凈零排放:潮汐能發電可滿足英國11%電力需求

助力凈零排放:潮汐能發電可滿足英國11%電力需求

2021-11-04 Comments 0 Comment

近日發表於《英國皇家學會學報 A 刊》上的一項新研究指出,潮汐發電有望在該國政府推動凈零排放的過程中發揮重要作用。 來自英國各地的科學家表示,利用海洋潮汐流的力量,能夠以一種可預測、且可靠的方式,來説明滿足該國未來的能源需求(約11%)。 與此同時,政府需要加速創新投資並降低成本,以便未來項目能夠提供廉價的電力。

0-2.jpg

資料圖:Nova Innovations / M100-D 潮汐流渦輪機

研究作者指出,參考英國政府當前的可再生能源資助計劃和分配方式,潮汐能發電尚未迎來它真正的機會。

具體說來是,迄今政府撥款僅幫助安裝了 18 兆瓦的潮汐流發電機組,裝機容量只有當前海上風電的 1 / 500 左右。

0-1.jpg

SIMEC Atlantis Energy / AR1500 潮汐流渦輪發電機(安裝於蘇格蘭北部的 MeyGen)

由於無法獲得足夠的資金,原本就主打低成本部署的潮汐流發電設施,其技術反覆運算也變得相當緩慢。

而想要擴大對此類新能源的支援,又必須使之具有可媲美燃氣輪機、生物質能、以及核電的成本競爭力。

1.jpg

研究配圖 – 1:英國與全球其它地區的潮汐能 / 海上風電裝機量

新研究還探討了此類未來發展對環境的潛在影響,可知現階段未發現任何證據表明潮汐流的下一階段部署,會造成重大的不利後果。

換言之,物理層面的環境影響,預計比氣候變化造成的影響還要小一個數量級。

2.jpg

研究配圖 – 2:評論主題摘要 / 相互關聯範例

據悉,這項由普利茅斯大學牽頭的研究報告,正好趕在世界領導人在蘇格蘭道格拉斯舉辦的 COP26 氣候大會的前一天,於《英國皇家學會 A 刊》上發表。

研究一作、來自該校的 Danny Coles 博士指出:「有大量證據表明,英國 / 英屬海峽群島的潮汐能資源,可為滿足我們當前約 11% 的年度電力需求」。

3.jpg

研究配圖 – 3:潛在可用的潮汐能發電裝置部署地點

尷尬的是,實現這一目標需要大約 11.5 吉瓦的裝機量,而英國目前僅 18 兆瓦。

考慮到該國海上風電行業耗費了大約 20 年時間,才達成了 11.5 吉瓦裝機容量。 想要讓潮汐能在推動凈零排放的過程中發揮重要的作用,當前時間視窗已變得相當緊迫。

4.jpg

研究配圖 – 4:2011 碳信託研究的預測參考數值

研究團隊指出,蘇格蘭彭特蘭灣(Pentland Firth)、奧克尼水域(Orkney Water)、以及海峽群島(Channel Islands)地區的潮汐能資源最為豐富。

然而這兩個地區都需要大型電網基礎設施提供支撐,才能將這裏的綠色清潔能源,輸送到高需求的中心城市。

5.jpg

研究配圖 – 5:累積裝機容量 / LCoE 關係

相比之下,英格蘭南海岸與布裡斯托爾海峽的其它地點更易於開發潮汐能,因為它們更靠近現有的電網基礎設施和需求中心。

值得一提的是,隨著可再生能源滲透率的逐漸提升,英國政府最近已將可變發電電網的整合,確立為一項關鍵挑戰。

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研究配圖 – 6:英國與全球海上 / 路上風電的 LCoE 參考數據

最後,英國政府致力於兌現 2050 年實現溫室氣體凈零排放的承諾。 2017 年的時候,該國近 30% 能源都由風能 / 太陽能燈可再生技術提供。

好消息是,這項新研究發現,潮汐的週期性與可預測性,正好能夠為電網帶來優於風電 / 太陽能等可變功率技術方案的益處。

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