在自然界中,风能是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机的加剧,各国都在加紧对风力的开发和利用,尽量减少二氧化碳等温室气体的排放,进而保护我们赖以生存的地球。
风能的利用主要是以风直接作为动力和风力发电两种形式,其中以风力发电为主。最早应用风力发电的国家是丹麦,而且使用比较普遍。丹麦虽只有500多万人口,却是世界风力发电大国和发电风轮生产大国,世界前十大风轮生产厂家有5家在丹麦,世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦技术——可以说,丹麦是名副其实的“风车大国”。
但是,在再生或清洁能源应用上,领先全球的当属德国。截至2006年底,世界风力发电总量居前3位的分别是德国、西班牙和美国,三国的风力发电总量占全球风力发电总量的60%。在德国,风能成为继水力发电之后最重要的再生能源,风力发电在德国电力生产中所占的比例已达到2.5%。目前,德国共拥有9400座风力蜗轮发电机,发电总量近6100兆瓦,占欧洲大陆风能发电总量的50%,全球风能发电总量的三分之一。
到2030年,德国北部北海海面上将出现成百上千的风力发电机组,这在技术上是一个很大的挑战。我们不难想象,在海上修建发电设备该有多么困难。设备要考虑水压、水深等因素,同时,能否经受得住波浪的侵袭也是必须要注意的方面。而且,空旷的海面上风速一般较大,设备能否承受那样的强风?诸如此类的技术困难是很多的。那么,德国为什么还要考虑在海上修建风力发电园呢?
首先是土地问题。目前,德国建有近19000个风力涡轮机,它们多处在乡村、城市边缘或是汽车高速公路的两侧——最好的场地已经被占用殆尽,现在已很少有空地允许公司建设更多的风力涡轮机。作为风能行业代表的全球风能理事会的总干事史蒂夫•索伊尔(Steve Sawyer)称:“空闲的土地已经很少了,对于德国和荷兰来说,下一个较大的发展阶段将集中于海滨地区,那里拥有更好的资源。”
当然,场地不够只是促使风力发电向海上拓展的一个原因,而海上丰富的资源才是吸引人们目光的重要因素。就风能的商业利用价值来说,风力越大价值越高。由于电能和风速的立方成正比,这就意味着即使是同一台蜗轮发电机,在风速为每小时12英里时,发电量比每小时11英里的发电量高30%。风力发电的前提条件是离地面10米的风速必须达到每秒4至5米。海滨地区风速超过这个数值,越往内地,风力不断减弱,可生产的电能也就越少。北海沿岸地势平坦而人烟稀少,风速为平均每小时15英里,于是,近海风力发电已经成了德国开发风力发电的新方向。
一些大型跨国能源公司同样关注风力发电带来的商机,尤其是愈来愈多的股东要求它们增加在环保能源上的投资。他们计划在德国海岸边修建涡轮机,将风能转化为电能。德国风电园发展商Energiekontor的发言人透露,该公司北海项目中的一个就将装置发电量达180万千瓦的450个涡轮,投资额约21.8亿美元。
德国意昂集团(E.on)以及瑞典最大的电力集团瓦腾福(Vattenfall)公司都希望先通过北海“Alpha Ventus”风力发电场来检测近海风力发电的实际效益。德国能源集团巴登符腾堡能源公司(EnBW)最近发表声明,希望将来在风能领域和德国第五大能源公司奥登堡能源公司(EWE)合作。目前德国第四大能源商莱茵集团(REW)也同样发表声明称其将在近海发电领域多下功夫。
当然,每种发电方式均有利有弊,风力发电也不例外。利用近海风能,对技术要求更为严格。首先,由于浅海滩自然保护区的要求,人们只能在12海里外的区域修建风力发电设施。这就意味着地基的修建以及维护费用将更为昂贵。因为在这样的区域,水深已经有30米。设施要更为坚固,必须禁得住强浪的打击和大风的考验。其次,由于离海岸的距离远,还必须使用较长的海底电缆输送能源。这样一来,如果系统出现错误,检修也会更加复杂。有强风的时候,不管是船只还是直升飞机都难以靠近设备进行维修。必要时,对重要的设备要进行重复装备。这无疑会加大投资。
尽管风力发电本身是环保工业,但还有人认为这个工业也会造成另外一种的“污染”。例如涡轮操作时发出的巨大噪音、破坏海岸怡人风景、涡轮风叶可能成为杀鸟利器、并会把雀鸟赶离原有飞翔航道、海洋生物会因风力涡轮而迷失方向等。渔民则尤其抗拒这个计划,因为他们认为,他们的捕鱼水域将受到影响。另外,风力发电是否会对天气产生影响?设备对深海动物特别是鼠海豚有哪些影响?这些都是专家致力于探究、解决的问题。联邦德国环境部给研究民间组织“RAVE” (Research at Alpha Ventus)提供了总计5000万欧元的财政支持,供其未来5年的研究。德国前环境部长尤尔根•特里顿(Juergen Trittin)表示:“尽管把风力发电推广困难重重,但风力发电的蓬勃发展正显示德国认真看待此种再生能源。”