能發電的“風箏”飛起來了

王軼辰

我國首個可并網的兆瓦級高空風能發電示范項目，采用的是陸基傘梯組合型高空風能發電技術。目前看來，傘梯式高空風力發電技術路線可推廣性強、大型化成本低，可實現安全、可靠、穩定的商業化應用，有助于新型電力系統構建。未來，利用清潔的高空風資源可帶動高空風電產業鏈發展。

高空風能發電技術是通過捕獲高空風資源進行發電的創新技術。與人們常見的“大風車”葉片轉動發電不同，高空風力發電類似于放風箏，即用一根根長的繩子放一只巨大的“風箏”，并用它生產能量，這個大風箏就是高空風力發電機，牽引這只大風箏的繩子可達數百米甚至數千米長。目前這種發電機的設計構想主要有兩種類型：一是空基高空風力發電，即發電機懸于空中，空中飛行，空中發電。二是陸基高空風力發電，即發電機置于地上，空中飛行，地面發電。

既然傳統的三葉風力發電機已經很成熟，為何還要發展高空風能發電技術。新型風力發電模式的探索，可進一步打開風能發展空間。根據風力發電的基本原理，風中的能量與風速的三次方成正比。這意味著，風速增加1倍時，風中的能量增加到8倍，3倍風速則意味著高達27倍的能量。因此，風速快的地方是理想的風力發電場。相關研究表明，高空風有可能產生比傳統風力渦輪機多100倍的能量。

與此同時，高空風持續時間長且風力穩定。機組總發電量與發電利用小時數密切相關，能發電的時間越長，發的電就越多。有資料顯示，在500米至10000米的高度范圍，風的流向穩定，且高度越高、風的強度越大，穩定性就會越好；當靠近地面時，受地形等影響，風具有很強的隨機性，強度也顯著下降。在高空，理論年發電時間可高達6500小時以上，這個數字遠超我國火電機組年平均利用小時數。

目前看來，傘梯式高空風力發電技術路線可推廣性強、大型化成本低，可實現安全、可靠、穩定的商業化應用，有助于新型電力系統構建。同時，傘梯式高空風力發電技術裝備占地面積小，環境友好，未來利用清潔的高空風資源即可實現發電自運行，能夠推動高原、海島、邊防、無人區等地區能源發展，從而帶動高空風電產業鏈發展。實現千米級高空風能的高效捕獲與利用，無疑對加快推動我國能源革命具有重大意義。

能源綠色低碳轉型的本質，是從資源依賴走向技術依賴的過程。絕大多數可再生能源都必須應對能量密度低的核心問題，這意味著需要不斷進行科技創新，以提高能量轉換效率，增強與化石能源競爭的經濟性。我國新能源跨越式發展領跑全球，靠的就是不知疲倦的技術進步。在光伏領域，過去一年隧穿氧化層鈍化接觸電池、異質結電池、背接觸式電池等技術加速產業化，鈣鈦礦、疊層等新型電池轉化效率屢創新高，光伏技術水平已全球領先。即便如此，能源行業整體科技水平仍不足以支撐大規模能源轉型的需求，可再生能源利用還存在很多空白地帶。特別是碳中和目標提出后，更需要基礎理論創新、核心技術創新、重大裝備創新、關鍵制度創新，要結合我國基本國情能情，尋求顛覆性的技術突破。期待更多的電力“風箏”，將我國乃至全人類的清潔能源利用水平推向新高度。（轉自：中國經濟網官方網站，有刪減 ）