想到風(fēng)力發(fā)電,腦海中浮現(xiàn)的影像往往是一根高高的塔柱支撐著扇葉的景象,不過誕生自麻省理工學(xué)院(MIT)的Altaeros Energies卻離經(jīng)叛道,發(fā)展飄浮在高空中的高空風(fēng)力發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電機與扇葉都放在一個甜甜圈般的氦氣球之中,飄浮在高空,這個前衛(wèi)的設(shè)計,卻得到日本軟件銀行(SoftBank)認同,2014年12月4日,軟件銀行宣布將投資700萬美元,合約將近2.2億元新臺幣,支持Altaeros Energies發(fā)展高空風(fēng)力發(fā)電。
成本降低機動性更高
高空風(fēng)力發(fā)電比起主流的塔式技術(shù),有許多優(yōu)點,由于愈高的空中,氣流愈穩(wěn)定,發(fā)電效果也愈好,近年來風(fēng)力發(fā)電機都往越來越高大的方向發(fā)展,但這也使得塔柱成本上升,塔柱愈長愈高也引起安全性上的疑慮,比起使用塔柱,飄浮技術(shù)可省下塔柱成本,而還能讓風(fēng)機位于比塔柱所能及的范圍更高的空中。“空中甜甜圈”飄浮在300到600公尺高,在這樣的高度,同扇葉大小的風(fēng)力發(fā)電機,發(fā)電效率為地面上的2倍。
另一方面,受到塔柱的限制,一般風(fēng)力發(fā)電機只能固定原地不動,并且也必須選擇良好風(fēng)場,往往在適當(dāng)?shù)娘L(fēng)場大量設(shè)置,因此風(fēng)力發(fā)電往往被歸類為集中式能源,飄浮式技術(shù)沒有這樣的限制,可以機動調(diào)度,支持臨時須用電的偏遠地區(qū),如臨時性工程、偏遠工業(yè)場址如礦場等、軍事基地、災(zāi)難救助、野外研究、以及臨時性活動等等。飄浮式技術(shù)也能汲取高空更穩(wěn)定的風(fēng)力,因此受風(fēng)場限制也小,更可以作為分散式能源應(yīng)用,引領(lǐng)風(fēng)力發(fā)電走向分散式能源的時代。
不只發(fā)電也是高空基地臺
另一方面,“空中甜甜圈”也不只可以發(fā)電,還可以同時將通訊設(shè)備一起載上高空,由本身的風(fēng)力發(fā)電機供電,就成為移動式的高空基地臺,能提供偏遠地區(qū)通訊及網(wǎng)絡(luò)服務(wù),而這有助于軟件銀行的本業(yè)。軟件銀行也不僅只是出資,還將成為 Altaeros Energies 的策略合作伙伴,一同開發(fā)相關(guān)商機。
Altaeros Energies目前正在阿拉斯加規(guī)劃第一個商業(yè)運轉(zhuǎn)的前導(dǎo)計劃,發(fā)電容量為30千瓦,計劃預(yù)算為130萬美元,其中約半數(shù)將由阿拉斯加州政府出資,目前仍在審核中,Altaeros Energies希望能在2015年底上線。
目前 Altaeros Energies 的發(fā)電成本仍然偏高,每度電18美分,相當(dāng)于5.6元新臺幣,相對于美國陸上風(fēng)力發(fā)電 2014 年在西德州等地成本已經(jīng)降到每度電 5 美分,相當(dāng)于 0.55 元新臺幣,高空風(fēng)力發(fā)電可說貴上太多,不過 Altaeros Energies 并不擔(dān)心與陸上風(fēng)力發(fā)電競爭,因為高空風(fēng)力發(fā)電主要鎖定集中式電力網(wǎng)絡(luò)相對不劃算的偏遠地區(qū),其電價由于輸配網(wǎng)絡(luò)成本的因素,可高到每度電 25 美分,因此高空風(fēng)力發(fā)電仍然有競爭力。另一方面,產(chǎn)業(yè)界也預(yù)期隨著技術(shù)進步與規(guī)模量產(chǎn),高空風(fēng)力發(fā)電的成本也會持續(xù)下降。
風(fēng)力發(fā)電的高空競逐
競逐高空風(fēng)力發(fā)電的廠商也不只 Altaeros Energies 一家,美國太空總署(NASA)正在發(fā)展風(fēng)箏式技術(shù),而 Google X 也于 2013 年買下發(fā)展風(fēng)箏式技術(shù)的 Makani Power,Makani Power 計劃在 2015 年在夏威夷大島測試其技術(shù),除此之外,3M 資助的自然科技系統(tǒng)(Nature Technology Systems)、DSM 風(fēng)險創(chuàng)投投資的天帆(SkySails)、荷蘭皇家航空資助的 Ampyx Power,以及 Sabic 風(fēng)險創(chuàng)投投資的風(fēng)箏發(fā)電(KiteGen),都積極發(fā)展高空風(fēng)力發(fā)電。
斯坦福大學(xué)研究指出,高空風(fēng)力發(fā)電的潛力無比巨大,總發(fā)電潛力超過全球總用電量的 100 倍以上。一旦高空風(fēng)力發(fā)電規(guī)模化、成本效益提升,可望成為能源領(lǐng)域的重要角色。