新華社休斯敦3月13日電 綜述｜美“劍橋能源周”展示清潔能源技術(shù)創(chuàng)新
周怡恒
一年一度的國際能源行業(yè)高端會(huì)議“劍橋能源周”日前在美國休斯敦開幕。今年會(huì)議期間的“創(chuàng)新集市”上，展示了多種清潔能源技術(shù)創(chuàng)新，吸引眾多能源投資者、企業(yè)和專家關(guān)注。
隨著人工智能的迅猛發(fā)展，“饑餓”的數(shù)據(jù)中心對(duì)穩(wěn)定、可持續(xù)的電力需求激增。在能源周上，英國太空太陽能公司展示了一種模塊化太空電站方案：將直徑400至1700米、重量60至800噸、被命名為“卡西奧佩婭”的衛(wèi)星發(fā)射到地球同步軌道，讓它將太陽能轉(zhuǎn)化為5.8GHz頻率的微波發(fā)回地面，再由直徑1至4公里的地表整流天線接收并轉(zhuǎn)換為50至600兆瓦電力。
據(jù)介紹，這種衛(wèi)星實(shí)際上是一種全固態(tài)相控陣天線, 無需機(jī)械旋轉(zhuǎn)便可精準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)地面，從而解決了衛(wèi)星在相對(duì)地球和太陽不斷運(yùn)動(dòng)情況下，精確對(duì)準(zhǔn)地面接收站的難題。英國太空太陽能公司計(jì)劃于2030年前后開展首次在軌技術(shù)試驗(yàn)。
近年來，為提高單位風(fēng)能捕獲效率，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片越來越長(zhǎng)，但超長(zhǎng)葉片給陸路運(yùn)輸帶來巨大挑戰(zhàn)。今年“創(chuàng)新集市”上，美國拉迪亞公司推介了其設(shè)計(jì)的全球最長(zhǎng)的特種運(yùn)輸飛機(jī)“追風(fēng)者”。據(jù)介紹，該機(jī)機(jī)身長(zhǎng)108米，相當(dāng)于一個(gè)足球場(chǎng)的長(zhǎng)度；貨艙容積約7700立方米，相當(dāng)于10架波音747貨機(jī)載貨容積，可容納長(zhǎng)達(dá)105米的風(fēng)機(jī)葉片。該機(jī)只需1800米長(zhǎng)的簡(jiǎn)易土質(zhì)或碎石跑道即可起降，可避免橋梁、隧道、山路等地形限制帶來的運(yùn)輸問題，使風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)選址更加自由?！?/p>
使用超長(zhǎng)葉片風(fēng)力發(fā)電，是基于傳統(tǒng)的水平軸旋轉(zhuǎn)“三葉片+高塔”設(shè)計(jì)。此次能源周上，美國Airloom Wind公司提出了一種利用風(fēng)能的新思路。該公司研發(fā)了一種閉合軌道式風(fēng)能系統(tǒng)，將一系列10米長(zhǎng)翼板垂直安裝在離地30米高的水平環(huán)形軌道上，讓翼板借助風(fēng)力沿軌道循環(huán)運(yùn)行，有點(diǎn)像風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的“過山車”。
據(jù)介紹，這一風(fēng)能系統(tǒng)采取小型多翼、低高度的設(shè)計(jì)，使用標(biāo)準(zhǔn)化鋼鋁材料而非昂貴的碳纖維和特種材料，從而降低了制造成本，并且單位面積發(fā)電量可望比傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)提高30%。此外，它適用于城市、丘陵、低風(fēng)速平原等多種類型的低風(fēng)速地區(qū)，擴(kuò)展了風(fēng)能應(yīng)用范圍。這家公司已在美國懷俄明州建造了一個(gè)約5千瓦規(guī)模的原型機(jī)，計(jì)劃于2027年在北美開展商業(yè)化示范。
風(fēng)能和太陽能發(fā)電的缺點(diǎn)是產(chǎn)能不穩(wěn)定，如何儲(chǔ)存過剩能量并及時(shí)輸出成為一大難題。短期儲(chǔ)能主要由電池實(shí)現(xiàn)，大部分長(zhǎng)期儲(chǔ)能則需要建設(shè)高落差水庫，但由于地域限制，發(fā)展?jié)摿τ邢蕖?/p>
英國RheEnergise公司研發(fā)出一種名為R-19的流體，其密度約為水的2.5倍。據(jù)介紹，使用這種流體建立儲(chǔ)能相同的“水庫”，所需落差僅為傳統(tǒng)水庫高度的40%。這種流體靜止時(shí)呈黏稠態(tài)，固體顆粒不會(huì)沉降；流動(dòng)時(shí)則變得稀薄，接近水的特性，從而實(shí)現(xiàn)高效輸送，往返效率可達(dá)約80%。相比傳統(tǒng)水庫，這套新系統(tǒng)體積小、占地少，可節(jié)約土木建設(shè)成本，且對(duì)景觀影響較小。
制冷和除濕是空調(diào)的兩個(gè)主要功能。“創(chuàng)新集市”上，美國Transera公司介紹說，傳統(tǒng)空調(diào)除濕方式低效，要先將空氣過度降溫后除濕，再重新加熱以達(dá)到用戶需要的溫度。這家公司在展示中說，它開發(fā)出一種基于金屬有機(jī)框架材料的新涂層，能高效吸收空氣中的水分，使空調(diào)系統(tǒng)無需過度降溫就達(dá)到除濕效果。目前，該公司已在休斯敦開展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。
今年“劍橋能源周”于3月10日至14日舉行，其“創(chuàng)新集市”匯聚了約150家初創(chuàng)企業(yè)、650多位專家，舉辦了40多場(chǎng)宣介會(huì)，覆蓋清潔能源和人工智能等諸多領(lǐng)域技術(shù)，為創(chuàng)業(yè)者和投資者提供了合作契機(jī)，令人們一瞥在技術(shù)、資本、市場(chǎng)共同推動(dòng)下的清潔能源領(lǐng)域持續(xù)變革的未來。