风能——走向净零的未来

全球经济增长导致了对能源扩张和相关发电能力的稳定需求，以保持这一势头。随着技术成本的降低和燃料价格的上涨，可再生能源技术部门的竞争变得非常激烈。就连主要的能源出口国也在考虑使用可再生能源，以减少国内化石燃料的消耗，并维持出口石油和天然气储备。在区域范围内使用可再生能源可以改善获得可靠和负担得起的电力供应，减少CO₂排放，促进新的投资，创造新的就业机会。

风能是发展最快的可再生能源之一。由于安装成本的下降，它正在见证大幅增长。根据国际可再生能源机构(IRENA)的最新数据，在过去20年里，全球陆上和海上风力发电场的装机容量增长了近75倍，从1997年的750亿瓦增加到2020年的743亿瓦。各个行业对清洁能源的需求不断增长，推动了该行业的扩张。ayx爱游戏eBET真人不断增长的电力消耗和向住宅和工业使用的可再生能源解决方案的范式转变导致了市场的扩大。采用可再生能源燃料，如风能和太阳能光伏融入日常生活有利于业务增长。此外，对化石燃料消费的不利舆论、居住用清洁能源产品的广泛需求、对采用风能的重视，都在推动着市场。

随着技术的进步，研究人员开发了更好的涡轮技术，如更高效率的发电机和更可靠的叶片，以最小化能源制造成本。近几十年来，风力涡轮机在许多方面已经发展到与能源部门更加相关。它们现在被认为是一种更可再生的能源，可以帮助减少煤气排放。风能行业最近对叶片进行了不同的开ayx爱游戏eBET真人发，并对其进行了配置，以提高其健壮性和转速。此外，海上风能技术也得到了深入的研究，研究得出了各种各样的优势和方法，以最大限度地减少浮式设计的缺点。根据美国机械工程师协会(ASME)最近的一项研究，该行业的增长可归因于6项技术进步。他们是- - - - - -

• 〇更大的涡轮叶片十年前，旋翼叶片从顶端到顶端的长度通常是30到40米(约115英尺)。如今的旋翼桨叶相当于一架普通客机的跨度约为140米。转子叶片的半径越大，它能穿透的风就越多，驱动发电机的扭矩就越大。


• 高的塔,风力涡轮机和它们的塔越来越大。其中一个例子是GE可再生能源公司的Haliade X海上风力涡轮机。该模型于2020年公布，正在荷兰鹿特丹港建造。它比正在运行的最大的风力涡轮机还要强大。


• 〇改善能源生产更大的叶片和更高的涡轮机提供了更高的生产效率。相比之下，10年前一台普通涡轮机的发电能力为1.5兆瓦。从那以后，它们的容量不断增长，现在GE的Haliade X是最大的发电涡轮机之一，容量为14兆瓦。


• 组装,为了使叶片的运输更容易，人们认为叶片的制造方式是可以分批运输，然后再进行组装。这个想法还处于雏形阶段，受到了业界的热烈欢迎。叶片将分为两个部分交付，每个部分长70到80米，并在现场组装。一些组织正在试验碳纤维或其他轻质材料等新型复合材料，以简化现场组装。


• 建设- - - - - -制造商们正在尝试建造全混凝土的塔楼，以确保其耐久性。塔的混凝土构件将在现场生产。在一项创新开发中，COBOD、GE可再生能源和拉法基豪瑞将从2021年开始为风力涡轮机开发优化的3D打印混凝土底座。


• 透平回收,风力涡轮机制造商正在寻找在不再盈利时回收产品的方法。2020年12月，GE可再生能源公司和威立雅签署了一项协议，回收从美国陆上风力涡轮机上拆卸下来的转子叶片。刀片将在VNA的现场被粉碎，并在该国的水泥厂用作煤、沙子和粘土的替代品。

近海风能——至关重要的能源

海上风能是清洁的，在公海上产生。由于没有障碍物，它的速度比在陆地上更快更稳定。预计它将在未来的清洁能源中发挥重要作用。涡轮机的尺寸和它们提供的电力容量不断增加，导致海上风力发电场的性能和成本显著提高。

世界各国正在增加利用天然风力资源发电的海上风力发电项目的投资，刺激了世界市场。随着先进技术和成本效益高的海上安装和风力涡轮机解决方案的引入，总安装成本比过去低，使海上风力发电成为可再生能源类别中的一个可行选择。由于其易于使用和成本效益，海上风能最首选的技术是固定结构。然而，随着计划和即将进行的项目，浮动结构也将显著增长。

来源:IRENA

海上风——碳中和的催化剂

根据世界资源研究所2020年7月的报告，通过采用这些技术，海上风力发电可以减少温室气体排放，提高投资回报。该报告指出，如果开发出海上风力发电的规模，到2050年每年将减少0.3- 16.1亿吨二氧化碳。根据该报告，每增加一美元的生产能力，就能产生2- 17美元的投资利润回报。此外，在2020年至2050年期间，转向海上可再生能源的总贴现健康效益将在0.15万亿美元至4.4万亿美元之间。该报告指出，到2050年，仅通过节水实现的海上能源转换的收益就可以从1.3万亿美元增加到1.4万亿美元，因为风力发电和冷却系统几乎不需要水。此外,海上风力发电到2050年，发电量预计也将增加到每年650到3500太瓦时。

资料来源:国际能源机构

风力涡轮机-减少排放的叶片

风力涡轮机不需要水来冷却，可以减少能源生产中化石燃料的使用，从而降低CO₂排放。此外，安装良好的风力涡轮机可以产生大量的电力，并提供很高的投资回报。

以下几点可以充分说明风力涡轮机对环境的好处

1. 风力涡轮机的全生命周期碳排放非常低．经常被指定的是，制造所需的能源和材料，以及建造过程中基地所需的混凝土排放过多的CO₂．但是风力涡轮机使用的混凝土量并不多。相反，几次比较表明，在二氧化碳排放方面，风能仍然比化石燃料好得多₂的一代。


2. 风力涡轮机需要最小的备份-风能不需要特殊的“备用”发电机。服务提供者可以对系统进行调度，以预测何时需要进行维护，以保持平稳的服务流程。风力发电场很少需要后备。


3. 就能源而言，风力涡轮机的回收期很小。据《国际可持续制造杂志》报道，风力涡轮机一旦投入使用，将在5到8个月内达到制造和安装风力涡轮机所需的能量回收。

实现净零排放的步骤

在过去十年中，通过技术创新和规模经济，全球风能市场增长了三倍。它被认为是世界上最经济和最具弹性的能源之一。近年来，中国和美国的安装浪潮推动了创纪录的增长。这两个世界上最大的风力发电市场加起来占2020年新电厂的三分之一，占全球风能总产能的一半以上。

资料来源:能源机构

然而，全球风能理事会的《2021年全球风能报告》显示，以目前的风能采用速度，尚不足以在本世纪中叶实现碳中和。政策制定者现在需要采取紧急行动，以所需的速度推动风力发电。报告中建议的步骤是-

行业能人

尽管2019冠状病毒病大流行造成了巨大的社会和经济混乱，但2020年世界各地企业的净零排放承诺大幅增加。到2050年实现净零排放，将全球变暖限制在1.5摄氏度以内，并避免气候变化带来的一些最严重后果。以下是业内一些承诺实现净零排放的主要公司。

• 英国石油公司-这是一家英国跨国石油和天然气公司。英国石油是第一家做出此类承诺的超级石油公司。该公司首席执行官伯纳德•鲁尼(Bernard Looney)承诺，到2050年或更早实现净零排放，并将销售产品的碳强度降低50%。该公司表示，将扩大对风能等低碳能源的投资，到2030年有效地将油气产量减少40%，并将安装减少甲烷排放的设备。


• 通用电气- 2021年7月15日，通用电气宣布了一项重要承诺，将通过设立到2050年实现净零碳排放的目标，将其业务转移到传播气候变化。这一目标包括客户使用其销售的产品所产生的第3类排放，这是其排放的重要组成部分。


• 西门子-西门子全球所有生产设施和建筑的目标是到2030年实现净零碳足迹。与此同时，该公司已经削减了54%的CO₂2020年足迹。

长话短说

综上所述，可以有把握地说，风能是对抗全球变暖的关键楔子。它产生的CO更少₂当所有因素加在一起时，它比任何其他形式的城市规模生成都要大。由于它减少了对化石燃料的依赖，几乎是每小时一对一的，它减少了电网的二氧化碳排放。必须立即采取措施，为控制污染制定全国性的目标，发展将导致增加这些能源项目的安装，并取代化石燃料。反过来，这将有助于减少发电的碳排放，以确保消费者能负担得起能源。