到2050年,海洋能源可以为欧洲经济贡献数十亿美元,提供强劲的业务增长和创造就业机会。目前已经证明,潮汐发电的能力是存在的;该行业面临的挑战是降低潮汐能源的成本。由苏格兰领先的潮汐能开发商之一领导的开创性欧洲项目表明,潮汐能的成本可能降低多达40%,并产生了可能重新定义全球潮汐能所能实现的界限的研究结果。
由欧洲地平线2020项目资助2000万欧元的EnFAIT(潮汐发电未来阵列)创新项目,汇集了七个合作伙伴的专业知识,包括管理世界上第一个海上潮汐阵列——设得兰潮汐阵列的苏格兰潮汐开发商Nova Innovation,以及英国国家可再生能源推进中心(ORE CATAPULT),其目标是降低潮汐能成本。该项目从2017年开始,最近刚刚完成,在过去六年中,该项目降低了成本,促进了创新,并提供了行业经验。
ORE Catapult战略与新兴技术总监Stephen Wyatt表示:“EnFAIT项目提供了可能改变潮汐能行业未来的证据和知识。它为我们提供了关于潮汐流阵列布局重要性的关键新证据,并提醒我们通过智能项目设计和配置可以实现成本降低。”
在项目期间,Nova Innovation在设得兰潮汐阵列的三个现有涡轮机旁边安装了三个新的100kW直接驱动涡轮机和海底枢纽。这是第一次分析真实环境中涡轮机之间的尾流效应,以确定阵列中涡轮机之间的最佳间距,以及这对发电的影响。收集的数据有助于校准计算机模型,这对未来的潮汐能项目非常宝贵。
苏格兰政府能源内阁大臣尼尔·格雷 (Neil Gray) 表示:“凭借丰富的自然资源和在海洋可再生能源方面无与伦比的经验,苏格兰在潮汐流能源的开发和部署方面处于领先地位。这个令人兴奋的项目的研究结果突显了使潮汐能成为负担得起的能源方面取得的实质性进展,我祝贺Nova Innovation的开创性工作,这有助于苏格兰应对全球气候紧急情况。”
EnFAIT展示了卓越的阵列性能,突显了新涡轮机在95%的时间内都能随时发电。该项目还通过将涡轮机维护周期从六个月延长到两年半,展示了可靠性和成本竞争力。
Nova Innovation首席执行官西蒙·福里斯特补充道:“EnFAIT是一个非常成功的项目。我们已将成本降低了40%,使世界上第一个海上潮汐阵列的规模扩大了一倍,并将涡轮机服务间隔延长至两年半;所有这些都是了不起的成就。这些是建立投资者信心和使潮汐能可融资的关键步骤。”
该项目提供了世界上关于潮汐涡轮机环境影响的最广泛的数据集之一,没有发现对海洋野生动物产生不利影响的证据。它还通过在其生命周期内使用70%苏格兰制造部件和100%欧洲制造部件,加强了当地的供应链,有助于促进经济增长。
英国周围环绕着潮汐能,到2050年,潮汐能可以满足目前11%的电力需求,并为国民经济创造高达170亿英镑的收入。来自欧洲各地的七个EnFAIT合作伙伴是Nova Innovation、ORE Catapult、IDETA、RSK、SKF、Wood和爱丁堡大学。
EnFAIT项目专注于通过建立世界上第一个海上潮汐阵列的成功来加速潮汐能产业的发展。该项目由Nova Innovation牵头,涉及世界领先合作伙伴的联盟,并迅速确立了其作为欧洲旗舰潮汐能项目的地位。为期六年的项目的主要目标是将潮汐能成本降低至少40%。
EnFAIT通过两种关键方式来实现这一目标。首先,通过改进技术,将阵列的容量从三个涡轮机增加到六个涡轮机。其次,通过扩大我们对这种自然资源的认识和理解,以及我们如何利用潮汐的强大力量来生产清洁的可预测能源。
将项目建立在现有阵列的基础上,最大限度地降低了开发风险,并使项目从第一天开始就能产生实际成果。关键项目目标包括:
1.证明潮汐发电的能源寿命成本发生了阶跃变化;
2.获得和传播关于海洋能源行业基本问题的实质技术经验;
3.朝着创建商业化的、可盈利的潮汐能行业迈出了重要的一步。
EnFAIT是一个非常成功的旗舰项目,它降低了潮汐能的成本,推动了该行业的发展。这个耗资2000万欧元的项目取得了行业领先的结果,并展示了潮汐能的可扩展性。关键产出、收益和成果包括:
潮汐能发电的寿命周期成本(LCOE)降低——财务建模表明,潮汐流能的LCOE已降至237欧元/兆瓦时:比EnFAIT项目开始时的400欧元/兆瓦时基线降低了40.7%(按2016年不变价格计算)。
世界首个海上潮汐阵列的规模扩大了一倍——EnFAIT项目将设得兰潮汐阵列的规模从三个涡轮机扩大到六个涡轮机,使其成为世界上涡轮机数量最多的阵列。
破纪录的发电量——EnFAIT使设得兰潮汐阵列在发电小时数、输出和可用性方面创造了新纪录。涡轮机T5和T6的可用性达到95%。
100%欧洲制造——EnFAIT涡轮机交付时100%由欧洲本土制造,其中38%位于苏格兰高地和岛屿地区,为当地经济带来巨大利益。
经过验证和改进的涡轮机性能——Nova利用EnFAIT的经验,推出了一款增强型直驱涡轮机M100-D。它在Bluemull Sound的容量系数约为30%,在能量更大的地方可能达到50%。
经过验证的海底电缆枢纽可靠性——该项目为涡轮机T5和T6提供了一个开创性的海底枢纽,使这两台涡轮机能够通过一条出口电缆向岸上输送电力。这一创新降低了潮汐能的成本,并简化了审批程序。
降低运营和维护成本——Nova通过同时对三台涡轮机进行年度维护,在三周内恢复和重新部署涡轮机,将维护成本降低了50%。
延长服务间隔 – EnFAIT 打破了 6 个月的服务间隔目标。涡轮机无需维护的最长运行时间为 29 个月。较新的 M100-D 涡轮机将超过这一目标。
了解阵列布局对涡轮机性能的影响——该项目研究了阵列布局对阵列中涡轮机性能的影响。该项目已成功完成,这一行业成果提高了未来阵列的性能。
环境数据集——综合监测计划使行业监管机构苏格兰海洋局能够独立确定设得兰潮汐阵列没有对环境造成不利影响。
这些结果表明了EnFAIT项目的重大影响。该项目取得了行业领先成果,并展示了潮汐能的扩展性。成本降低以及可靠性和性能的改善有助于证明这种未开发的、丰富的可预测可再生能源的可融资性。
超越现有技术水平的进展、项目结束前的预期结果和潜在影响(包括迄今为止项目的社会经济影响和更广泛的社会影响)。
利用这些结果的财务建模表明,EnFAIT项目将潮汐能的成本降低了40.7%,超过了总体项目目标。
能源生命周期成本(LCOE)的大幅降低表明,EnFAIT对推动该行业的发展产生了积极影响,使欧洲潮汐流行业朝着可持续和商业化的多涡轮机阵列方向发展。