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    2019年2月3日 科技行者
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    海上时刻涌起的风浪,结合新一轮科技革命,使得奥克尼群岛的人们能够获得远超日常需要的电力生产水平。

    来源:科技行者 2019年2月3日

    关键字:奥克尼群岛 低碳经济 可持续能源 生态

    海上时刻涌起的风浪,结合新一轮科技革命,使得奥克尼群岛的人们能够获得远超日常需要的电力生产水平。

    巨型船只行驶在大海中,其动能完全由海风、波浪以及潮汐等自然资源所提供——这看似科幻思维实则不然。目前,奥克尼群岛正在根据这一思路,进行规模庞大的技术改造,如此宏伟的环保愿景有望很快成真。

    奥克尼群岛,这一常住人口仅为20名的群岛位于距英国大陆北部约10英里处,除了主体岛屿之外,群岛还包含多个无人居住的小岛及周边珊瑚礁——这里正成为革命性电力生产方式的中心。奥克尼群岛的电力以往曾完全依赖英格兰大陆,由煤炭以及天然气燃烧、并通过海底电缆传输所提供。如今,该群岛已经建立大量风力涡轮机,且由此产生的电量远远超过本地居民的自身消耗需求。

    试想一下,由社区管辖的这些风力涡轮机日常为当地村庄发电;岛民们驾驶着纯电力汽车游走在岛上各处;在岛屿的水域与海床之间,研究人员测试能够将波浪与潮汐能转化为电能的装置;且就在不久的未来,这里的汽车与客运渡轮将全面使用由本地风力、波浪以及潮汐发电机生成的电力进行水电解所提供的氢燃料。

    爱丁堡大学地理科学学院高级讲师、人口统计学家 Laura Watts 在她的著作《世界尽头的能源:奥克尼群岛传奇》里提到,“低碳可再生的未来,目前在世界各地仅仅只是备受关注,但奥克尼群岛已经开始了自己的行动。”即将由麻省理工学院出版社于下个月出版的这本论著,讲述了一个有趣的故事,即奥克尼的人们如何只凭借一点点来自大陆的帮助,就一步步打造出属于自己的低碳未来。

    这一波科技革命发生在奥克尼群岛这个距北极圈很近的地方,而非伦敦。“当人们思考未来的技术或者创新活动时,往往认为这些只可能发生在大城市当中。”Watts在本月早些时候接受采访时表示:“实际上,这场可再生能源的革命正在一个位于国家边缘的地区内完成。”

    另一方面,奥克尼在将生产成果出口到南方方面一直有着悠久的历史。在尼斯的布罗德加地区,最近发现的新石器时代仪式性建筑发掘成果证明,早在巨石阵、埃夫伯里以及南部地区的其它巨型建筑物出现之前,群岛上的文化就已开始蓬勃发展。新石器时代的沟槽隐患与第一代亨特人前往古英国其他地区之前,就已经在奥克尼群岛接受文化熏陶。布罗德加挖掘主任Nick Card表示,“着眼于新石器时代,我们需要把整个英国地图颠倒过来,即摆脱我们以南方为中心的态度。”

    奥克尼群岛如何引领可持续能源之路?

    图:桑迪岛上的风力涡轮机

    如今这一历史演进正在重演。奥克尼群岛正在引领英国走向无碳的新未来。在这场革命中,至关重要的核心因素在于,岛民将风能转化为可靠能量源的具体方式。奥克尼群岛地势低洼,直对着大西洋与北海,因此全年都受到海风甚至是风暴的冲击。暴风雨席卷整个岛屿,肆无忌惮地摧毁棚屋、掀翻屋顶,一夜之间便可摧毁长达数米的海岸线。在这里,居民们需要的不是雨伞,而是防暴盾牌。这是一位奥克尼群岛岛民过去十年内的真实感受。

    Watts表示,“奥克尼群岛重新定义了海风与风暴的概念,由此带来的不再是困扰和不便,而是切实存在的人身安全威胁。”但其同时也拥有着运行超过700个微型风力涡轮机的力量——这已经成为改变岛上生活的关键因素,虽然必须承认,通往这一变革的途径始终表现得不太稳定。

    在上世纪八十年代初期,英国开始进行实验,以开发出能够将风能转化为电能的涡轮机——当时的试验场,正是位于奥克尼群岛的伯格尔山。Watts说,“然而,英国最终决定撤销项目,只留下丹麦人与德国人继续开发风力涡轮机技术,为此砸下了数百万美元,而英国政府却止步于此。我们本可以拥有英国自己的风能产业,但因为没有投资,这一切只能是空想。”

    尽管如此,风力涡轮机技术对于奥克尼群岛仍然产生了极为深远的影响。过去,奥克尼群岛往往需要依赖电力输入,但现在其每年平均产生的电量已经达到自身需求的120%。面对这样积极的现状,我们无疑面临着新问题:接下来该做些什么?

    Watts 概括了目前可供岛民们选择的三条道路:建造新的电缆,以便将多余的可再生能源传输到英国大陆;在岛上使用更多消耗电力的设备;或者,将工作的可再生能源转换为另一种燃料,例如氢燃料,而后存储起来。找到正确的路线可能会对整个英国产生深远的影响,因为英国正在以奥克尼群岛为榜样,希望借此找到具备可行性的低碳未来。

    然而,着眼于铺设大批新电缆,以连接英国大陆与奥克尼群岛,因此这显然是一项奥克尼人们无法独力完成的任务。这项工程成本太过高昂,需要政府支持。另外,多年以来铺设新电缆的想法一直存在,却始终没有进展,因此,岛民们必须寻找更加自立的方法。

    另一方面,目前出现的全新电力使得岛民们越来越多使用电动汽车。“大家每晚只需支付2英镑就能够为自己的车充电,相比之下,汽油或柴油汽车的成本要高得多。前者无疑是个更明智的选择?;蠢?,电动汽车的主要劣势在于,其每行驶100英里就需要充一次电,但这又对奥克尼地区大多只有几平方英里的岛屿来讲并不是问题。”

    奥克尼群岛如何引领可持续能源之路?

    图: 位于英国大陆伊斯特罗斯因弗戈登的AK1000潮汐涡轮机,正等待着被运往奥克尼群岛

    这就带来了新的能源储存问题,同时也是处理可再生能源的一大核心挑战。由于目前还没有可靠的储存方式,因此我们无法简单将从风力涡轮机收集到的能量随时随地在平静无风的情况下使用。奥克尼的人们正在努力解决这个问题。在奥克尼群岛的伊迪岛,人们使用了一种被称为电解槽的装置——其由可再生能源支持,能够将水分解为两种基本元素,氢与氧。前者能够储存起来,并在需要时以燃烧形式发电。目前当地已经开始使用一套由氢气驱动的燃料电池,负责为奥克尼一座码头上停泊的船舶供电。

    但这一切还只是开始。目前当地正在制定计划,逐步将氢气作为新一代渡轮的燃料使用,这些渡轮将取代目前用于对接群岛内各个岛屿之间的九艘陈旧船只。通过使用氢气燃料,奥克尼当地对于柴油燃料的需求将大幅降低。新一代渡轮中的第一艘——也是世界上第一艘以氢气燃料为主的远洋客轮,计划于2021年启动。欧洲海洋能源中心(European Marine Energy Centre ,简称EMEC)负责人Neil Kermode上个月接受英国《金融时报》采访时表示,“如果我们能够利用氢气来为渡轮提供动力,那么我们对于现有高碳生活方式的依赖性将有望得到改变。

    位于奥克尼群岛第二大城市斯特罗姆内斯的欧洲海洋能源中心,已经成为帮助奥克尼转型为电力供应方的关键角色。该中心于2003年开放,作为即插即用的站点,负责测试各类波浪与潮汐能发电机原型。在开放一年之后,一台名为Pelamis转换器的120米巨型机器被部署在这里,这也是全世界第一台将电力输入至国家电网的海浪发电机。十几年来,这座中心已经完成了对数十种不同原型设备的测试。

    奥克尼群岛如何引领可持续能源之路?

    图:奥克尼群岛的Pelamis海浪能转换器正在运作

    相较于风力发电机,利用海洋能的发电机往往更具优势,因为前者所使用的风能在可预测性方面远远不及潮汐能。但在另一方面,一旦发生故障,浸入深水湍流区域的潮汐能设备往往更难以修复。Watts表示,“即便是维修手册,也不会告知如何在速度高达7节的海浪中修复锚定在海底的发电机。我们必须亲自动手,而奥克尼群岛的岛民们在这方面已经拥有15年经验。海洋能源已经成为奥克尼群岛的日?;疤?。”

    “他们一直努力冲击这项目标,并且非常清晰地传达出了这一信号。如果英国希望建立起一个利用海浪与潮汐发电的行业,以弥补三十年前错失的风能产业,那么政府必须将资金投入其中,更确切地说是大笔资金。”

    奥克尼群岛如何引领可持续能源之路?

    图:位于柯克沃尔的加氢站

    另一方面,即便政府机构干预,结果也不一定顺利。2009年,持有英国周边海床资源的皇冠实业,决定将奥克尼群岛周边区域租赁给寻求开发波浪与潮汐能源的公司——这是世界上首例相关租赁活动。

    麻烦的是,其出租的大部分区域都是潮汐发电的黄金位置,同时也适合捕捉龙虾与螃蟹——奥克尼的人们在这一海域中捕捞,以谋生计。没有人和渔民们交流过,也没有人想到过应该跟奥克尼群岛的人们打个招呼。相反,在未经协商的情况下,皇冠实业关闭了周边面积可观的近岸渔场。没有任何警告、讨论或者谈判,那一带的渔民生存直接受到了威胁。

    此后,皇冠实业努力改善现状,目前正在与其代理人及当地渔民进行更深入的交流。然而,从实际情况来看,将新兴技术注入传统且极其重要的行业,确实非常棘手。

    不过,奥克尼群岛的海洋能源革命还是非常重要,奥克尼群岛的伟大之处,在于他们目前正在努力尝试做出改变。光是这一点,就值得我们为之欢呼。

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