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德国风电场鸟瞰图。信用:狮子座安德罗诺夫/ Alamy图片社图片。
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2019年7月5日11:47

研究称,欧洲从陆上风能获得的电力可以达到其需求的10倍

Josh Gabbatiss

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19年7月5日
Josh Gabbatiss

Josh Gabbatiss

2019年5月7日|上午11:47
APP亚博娱乐 研究称,欧洲从陆上风能获得的电力可以达到其需求的10倍

根据一篇新论文,欧洲大陆增加陆上风力涡轮机的部署,从技术上讲,可以为欧洲大陆提供超过现有电力需求10倍的电力。

为了做出他们的估计,一组德国研究人员考虑了不断变化的风速,所有可用的土地,以及至关重要的,已经进入市场的未来涡轮机设计。

虽然他们注意,从风力发电欧洲的功率的100%,实际上不会由于社会,经济和政治上的限制是可行的,科学家们说,他们估计提供了一个“显著较高的”数字比风能潜力的最先前的评估。

他们的论文发表在杂志上能源,也表明,随着技术的进步,所产生的电力成本会更便宜比以前的研究估计。

一些国家,包括英国,一直在努力政治上反对陆上风力发电然而,由于欧盟在未来几年面临着雄心勃勃的气候目标,预计风能将是最重要的最大贡献者内不到十年该地区的电力供应。

可再生目标

既然这样,在欧盟的目标是在2050年与1990年相比由80-95%,以减少温室气体的排放,在一片越来越大的压力会员国同意在目标。

实现这些目标将需要整个大陆巨大的转向可再生电源。德国已经承诺到本世纪中叶几乎完全切换到可再生能源。

风 - 特别是陆上风 - 有望使这些目标的显著贡献。该国际能源机构的(IEA)世界能源展望去年结束的风能将取代煤炭,核能和天然气,并成为2027年欧盟最大的动力源。

然而,正如英国所证明的那样——英国削减了政府补贴,收紧了规划规定有效阻断陆上风电的进步,因为2015年 - 政治,社会和经济因素增加了不确定性显著这项技术的未来。

第一维斯塔斯V136-3.45MW®涡轮机的安装。信用:<a target=维斯塔斯" width="780" height="438" srcset="//www.tjydzt.com/wp-content/uploads/2019/07/V136-780-1.jpg 780w, //www.tjydzt.com/wp-content/uploads/2019/07/V136-780-1-300x168.jpg 300w, //www.tjydzt.com/wp-content/uploads/2019/07/V136-780-1-768x431.jpg 768w" sizes="(max-width: 780px) 100vw, 780px">

第一维斯塔斯V136-3.45MW®涡轮机的安装。信用:维斯塔斯

各个学习试图估计整个大陆的风电装机容量,增加了关于该技术的可行性证据身体。这些研究考虑多种因素,如天气状况和风电场来衡量的最大潜在风力发电在整个地区假想位置。

这些研究倾向于估计整个欧洲的发电能力在8到12太瓦之间,这将导致总发电量在8到12太瓦之间16和21千兆瓦时(PWh))。鉴于每年的发电欧洲 - 根据BP世界能源的统计评论——只有3.6千瓦时,这已经大大超过了非洲大陆的需求量。

然而,在新文中作者解释说,他们认为考虑到欧洲未来的风力发电潜力时,这是一个低估。

未来的设计

研究人员在到达这个数字是在欧洲安装的风力发电容量13.4TW,只比以前的估计略高。

然而,大步来自他们的平均年发电潜力估计,这是34.3PWh。这是13PWh高于最近的估计做出其他科学家和10倍以上的功率比BP数据表明,当今欧洲使用。

在他们的文章中,作者认为这部分差异他们查明风电场建设合格的土地和估计天气的方法。最重要的是,他们还强调对有望成为在未来几年的标准类型的未来轮机设计他们的焦点。

资源 合格的土地
[106千米2]
容量
[TW]

[PWH]
平均FLH
[千瓦时千瓦1]
这项研究 1.35 13.4 34.3 2560
博世等。 1.23 12.4 21.3 1724
Eurek等。 1.99 10.0 21.1 2117
施德达 N / A 8.7 21.5 2471
McKenna等。 0.94 8.4 16.4 1946
扎帕和布鲁克 N / A 0.543 N / A N / A
国际能源机构 N / A N / A 11.5 N / A
JRC N / A N / A N / A 3942
下表显示总的欧洲陆上风覆盖,容量,新一代的估计和满负荷小时(FLH),不同的研究小组估算。(Ryberg等,2019)

大卫·塞韦林Ryberg他是麻省理工学院的博士生于利希研究中心在北莱茵-威斯特伐利亚,领导这项研究的人向《碳简报》解释了为什么这一点如此重要:亚慱官网

“未来涡轮机设计的使用对这些发电潜力调查的结果有重大影响,并将大大改变假设的能源系统设计努力的结果。”

在过去的十年中,出现了稳定的增长在涡轮机的容量,轮毂高度和转子直径,并且这些趋势预计将继续。虽然其他研究使用现代涡轮机作为基线,Ryberg和他的同事们选择,而不是用一个未来的涡轮,他们认为将是广泛的,到2050年。

他们说,它的特征代表了基于历史变化速度对未来规范的“保守估计”,并指出这样的设计与一个预测是一致的被描述为“有可能”由国际能源署(IEA)。此外,这样的涡轮机已经存在于的形式维斯塔斯V136,4.2MW风力涡轮机,其首次亮相今年早些时候,在丹麦第一个没有沉降的风电场。

从行业协会的安德鲁·坎宁WindEurope告诉碳简单介亚慱官网绍这是“极有可能”是“更好,更有效和更强大的涡轮机”将继续在不久的将来出现:

“我们确实看到在过去几年的趋势,其中风力涡轮机正变得更加高效。他们已经在高度成长的肯定,但他们也已经变得更加有效率。他们可以在较低和较高的风速下工作,使他们能够捕获更多的风能更多的时间,这意味着他们产生更多的电力[对于给定的装机容量]“。

这些新的涡轮机都在使用的潜力“电厂改造”现有的风电场为好。这是一个老风电场发电机组在其生命的最后所取代,与新的和经常较大的车型。

罐头票据的情况下,萨尔瓦多Carbito陆上风电场在西班牙,看到其电容量从22.8MW提高到后为31mW 90个第一代涡轮机与15个新的取代。

位置和成本

承接他们的分析,研究人员首先排除了无处yabo亚博体育app下载不在,这是不适合风电场建设。这包括不包括绕绕上人口最稠密的地区所有定居点1.2公里的区域800米区。更禁区被周围放置各种各样的位置,从机场和电力线路保护鸟类栖息地和露营地。

即使在这方面的努力,研究人员留下了130万平方公里总面积 - 在风电场理论上可以建成 - 大致欧洲的整个陆地面积的四分之一。这是大致相同的范围内过去的研究中。

然后,他们使用的算法,以确定安装地点的涡轮的最大数量和模拟,以确定这些网站在37年的寿命过程中每小时产生。

欧洲各地年平均风速容量系数映射,不包括任何考虑如何适当地对风电场。(Ryberg等,2019)

欧洲各地年平均风速容量系数映射,不包括任何考虑如何适当地对风电场。(Ryberg等,2019)

这就是新预测与之前研究的不同之处。新涡轮机的整体发电能力和效率的提高意味着它的发电潜力要大得多。作者指出,这种显著的上升并不是均匀地分布在整个欧洲,受益于强风的国家,如英国、丹麦和爱尔兰,看到了最大的潜在收益。

Ryberg和他的团队还考虑风电的下已经在文献中列出的欧洲可再生能源的方案的成本。他们发现,未来的涡轮机能够在比现代的设计更便宜的价格来产生电力,部分原因是由于其承受风速的间歇好,所以能力,操作较少的备份存储。即使在最风电场构造的地区,他们得出结论:从风用电成本不会超过每千瓦时(5P)€0.06,研究人员说。

风的未来

Ryberg指出,他们的论文是基于一个假设情况。虽然他们都谨慎地排除建立“一所学校的顶级”不现实的涡轮机,例如,这并不意味着欧洲的四分之一将永远在现实风电场覆盖。他解释了为什么他不认为欧洲朝着EN完全由风力驱动的未来走向:

“许多这样的技术产生潜在的不会是经济上的吸引力。此外,地理空间分布不完全对应于所有的能源需求地区 - 例如,我们发现在瑞典高风力发电的潜力,这相比于德国,法国,意大利和英国相对较低的能源需求。除了this, the ‘间歇“风能是一个众所周知的概念,由于能源存储和传输的需要,全风能的欧洲能源系统可能会变得昂贵,而且难以管理。”

然而,这并不意味着纸缺乏现实意义。而在地方政客比如波兰和英国的抵制陆上风电近几年,坎宁说,民意调查显示,欧洲民众是“压倒性”支持该技术。

通过Ryberg和他的团队表演进行的研究,不仅是风电的广泛部署可以想象,它很可能是便宜的。这些事实“来说话”,说甘宁,并潜移默化地影响政治家制定国家能源和气候计划,企图以满足欧洲排放目标的决定。

Ryberg称,仅使用现有的涡轮机设计的当试图衡量未来系统供电欧洲可能会增加偏见他们的设计,打消人们对投资于不属于传统上的“强”风电的任何位置。用他的团队的多了起来,最新的模拟,他解释范围可以广泛得多:

“由于政策制定者必须依靠为了这些假定能源系统的评估,告知他们的决定,很显然,利用未来的涡轮机设计应该导致进一步扩散,并在欧洲风能部门的支持。”

Ryberg,D.S.等人。(2019),欧洲的未来陆上风能潜力:先进的涡轮机设计,能详细分布和模拟,https://www.亚慱彩票APPsciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360544219311818

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