我國首個(gè)可并網(wǎng)的兆瓦級高空風(fēng)能發(fā)電示范項目，采用的是陸基傘梯組合型高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)。目前看來(lái)，傘梯式高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)可推廣性強、大型化成本低，可實(shí)現安全、可靠、穩定的商業(yè)化應用，有助于新型電力系統構建。未來(lái)，利用清潔的高空風(fēng)資源可帶動(dòng)高空風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　風(fēng)力發(fā)電有了新突破。近日，由中國能建參與投資的安徽績(jì)溪高空風(fēng)能發(fā)電新技術(shù)示范項目成功發(fā)電，成為我國首個(gè)可并網(wǎng)的兆瓦級高空風(fēng)能發(fā)電示范項目。這是我國高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的首次工程化實(shí)踐，對推動(dòng)高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。

　　高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)是通過(guò)捕獲高空風(fēng)資源進(jìn)行發(fā)電的創(chuàng )新技術(shù)。與我們常見(jiàn)的“大風(fēng)車(chē)”葉片轉動(dòng)發(fā)電不同，高空風(fēng)力發(fā)電類(lèi)似于放風(fēng)箏，即用一根根長(cháng)的繩子放一只巨大的“風(fēng)箏”，并用它生產(chǎn)能量，這個(gè)大風(fēng)箏就是高空風(fēng)力發(fā)電機，牽引這只大風(fēng)箏的繩子可達數百米甚至數千米長(cháng)。目前這種發(fā)電機的設計構想主要有兩種類(lèi)型：一是空基高空風(fēng)力發(fā)電，即發(fā)電機懸于空中，空中飛行，空中發(fā)電。二是陸基高空風(fēng)力發(fā)電，即發(fā)電機置于地上，空中飛行，地面發(fā)電。

　　既然傳統的三葉風(fēng)力發(fā)電機已經(jīng)很成熟，為何還要發(fā)展高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)？新型風(fēng)力發(fā)電模式的探索，可進(jìn)一步打開(kāi)風(fēng)能發(fā)展空間。根據風(fēng)力發(fā)電的基本原理，風(fēng)中的能量與風(fēng)速的三次方成正比。這意味著(zhù)，風(fēng)速增加1倍時(shí)，風(fēng)中的能量增加到8倍，3倍風(fēng)速則意味著(zhù)高達27倍的能量。因此，風(fēng)速快的地方是理想的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。

　　高空風(fēng)的一大特點(diǎn)就是風(fēng)速快，隨著(zhù)與地面距離的增加，以及地面摩擦的減少，高空風(fēng)速將逐漸加大。即使高空中空氣密度有所降低，但其蘊含的能量仍比地面大許多倍。就算在風(fēng)能資源最豐富的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)區域，地面風(fēng)力也遠小于高空。相關(guān)研究表明，高空風(fēng)有可能產(chǎn)生比傳統風(fēng)力渦輪機多100倍的能量。

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

　　基于以上兩點(diǎn)，人類(lèi)一直渴望突破高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)。此前，科技巨頭谷歌曾短暫參與過(guò)高空風(fēng)能項目研發(fā)，并投入了大量資金，但由于該技術(shù)成本高昂，且部分技術(shù)環(huán)節欠成熟，尚無(wú)法與傳統風(fēng)力發(fā)電技術(shù)競爭，最后不得不暫停項目。

　　我國關(guān)于高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究起步較晚，此次投運的項目采用的是陸基傘梯組合型高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)。目前看來(lái)，傘梯式高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)可推廣性強、大型化成本低，可實(shí)現安全、可靠、穩定的商業(yè)化應用，有助于新型電力系統構建。同時(shí)，傘梯式高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)裝備占地面積小，環(huán)境友好，未來(lái)利用清潔的高空風(fēng)資源即可實(shí)現發(fā)電自運行，能夠推動(dòng)高原、海島、邊防、無(wú)人區等地區能源發(fā)展，從而帶動(dòng)高空風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。實(shí)現千米級高空風(fēng)能的高效捕獲與利用，無(wú)疑對加快推動(dòng)我國能源革命具有重大意義。

　　能源綠色低碳轉型的本質(zhì)，是從資源依賴(lài)走向技術(shù)依賴(lài)的過(guò)程。絕大多數可再生能源都必須應對能量密度低的核心問(wèn)題，這意味著(zhù)我們需要不斷進(jìn)行科技創(chuàng )新，以提高能量轉換效率，增強與化石能源競爭的經(jīng)濟性。我國新能源跨越式發(fā)展領(lǐng)跑全球，靠的就是不知疲倦的技術(shù)進(jìn)步。在光伏領(lǐng)域，過(guò)去一年隧穿氧化層鈍化接觸電池、異質(zhì)結電池、背接觸式電池等技術(shù)加速產(chǎn)業(yè)化，鈣鈦礦、疊層等新型電池轉化效率屢創(chuàng )新高，光伏技術(shù)水平已全球領(lǐng)先。風(fēng)電領(lǐng)域，16兆瓦海上風(fēng)電機組已并網(wǎng)發(fā)電，20兆瓦機型已下線(xiàn)，我國在大容量機組方面趕超國際先進(jìn)水平。

　　即便如此，能源行業(yè)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(chuàng )新、核心技術(shù)創(chuàng )新、重大裝備創(chuàng )新、關(guān)鍵制度創(chuàng )新，要結合我國基本國情能情，尋求顛覆性的技術(shù)突破。期待更多的電力“風(fēng)箏”，將我國乃至全人類(lèi)的清潔能源利用水平推向新高度。 （作者：王軼辰 來(lái)源：經(jīng)濟日報）