气候解决方案
“能源渔船”将在航行时制造氢气
雅格布·普里斯科
CNN记者雅格布·普里斯科报道
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美国东部时间2025年2月26日星期三上午5:32更新
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英国初创公司Drift Energy希望建造配备水下涡轮机的船只，他们称这将是“有史以来第一种移动可再生能源”。
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漂移能量
这艘船，在艺术家的印象中看到，目前正在开发中，将配备一个装置，将水下涡轮机产生的电力转化为氢气。
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“风树”系统的原型，由法国新世界风力公司生产的多个叶状涡轮发电。
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利用风力为船只提供动力并不是什么新想法，但风力正越来越多地被用于为大型货船提供动力。嘉吉公司租赁的Pyxis Ocean于2023年8月开始首航。这艘船安装了由英国公司BAR Technologies设计的两个风翼和大型钢帆，可以减少高达30%的排放。
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法国公司Airseas开发了海翼魔，据说可以帮助船只平均减少20%的碳排放。Airseas后来被日本航运公司K Line收购。图为海翼魔号正在“波尔多城”号货船上接受测试。
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2021年，轮胎制造商米其林(Michelin)发布了一种巨型充气帆的设计，如图所示，可以安装在现有的货船上，只需按一下按钮就可以充气或放气，使船只可以轻松进入港口或通过桥梁。
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旋翼——随风旋转并产生向前运动的垂直圆柱体——是货船上部署的另一种风力推进技术。2018年，芬兰公司Norsepower在800英尺长的Timberwolf(原马士基鹈鹕)油轮上安装了两个转子。在运行的第一年，记录了8%的燃料节省。
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浮动风力发电场能够比太阳能电池板或陆上风力发电产生更多的能量。WindFloat Atlantic被描述为“世界上第一个半潜式浮动海上风电场”，位于葡萄牙北部Viana do Castelo海岸，于2020年投入使用。
米格尔·里奥帕/法新社
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indCORES在德国西部的风力涡轮机内运营数据中心，它说这使得这些中心几乎是碳中和的。
利用风力发电的创新
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美国有线电视新闻网
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近年来，风力发电一直在显著增长，目前约占世界能源产量的8%。据国际能源机构称，到2020年，它将超过水力发电，成为仅次于太阳能的第二大可再生能源。
风力涡轮机比太阳能电池板更有效率——它们平均利用大约50%的能量，相比之下太阳能只利用大约20%——但是更依赖于位置。海上涡轮机受益于更强的风力，比陆地上的涡轮机效率更高，但建造和维护成本也更高。
在英国，风力发电在2024年首次成为最大的能源来源，一家名为Drift的初创公司正在寻求通过有效地追逐海上风力来提取更多的电力——在一艘比赛游艇上。
“我们使用帆船在海洋中制造可再生能源，并将这些能源输送到全球各地的港口，”Drift的创始人兼首席执行官Ben Medland说。Drift已经建造了两个原型，长度略超过17英尺(5米)，并于2022年在英国普利茅斯港的Sail GP帆船联赛上首次展示。
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在2022年的帆船大奖赛上，Drift公布了其原型“飞行游艇”，名为“Whispers”，长17英尺(5.4米)。漂移能量
这种高性能的双体船配备了能够将它们托出水面的水翼，以及一个水下涡轮机，它看起来像一个螺旋桨，但工作方式相反，通过在船只航行时获取能量。这种可再生能源被输送到一种叫做电解器的装置中，电解器将海水转化为氢气并储存在船上，以备卸载。然后，它可以被用作清洁燃料，为工业过程或汽车、飞机和轮船提供动力。
“这是有史以来第一种移动可再生能源，”Medland继续说道。“它不需要网格基础设施。它不需要海底电缆。它不需要基础或锚之类的东西。如果你愿意，这些是'自由范围’风力涡轮机。”
一艘价值2400万美元的游艇
人类利用风力推动船只已经有几千年的历史，风力驱动的船只正在复兴，成为全球航运脱碳的一种方法。Drift的目标是更进一步:“我们公司的理念非常简单——为什么一艘船不能产生可再生能源，而要使用能源在水中移动？”
Drift技术的一个关键组成部分是一种算法，该算法寻找Medland所谓的“金发条件”(Goldilock conditions)，即足以产生能量而不会造成危险的风:“金发算法在0.02秒内航行600万虚拟英里，以选择下一英里的优化路线——这种数据在10、15年前还不存在，”他说。“当你把所有这些加在一起(加上船上技术)，你就有了一艘有效的能源渔船。”
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一位艺术家展示了Drift的第一艘商业船只的样子。漂移能量
目前，原型只能产生几千瓦的电力，相当于一个小型的城市风力涡轮机。Drift正在研究一种1.5兆瓦范围的新设计，可与一种大约300英尺(91米)高的更大的风力涡轮机相媲美，这种风力涡轮机将在“未来两年”下水，并将从中衍生出商业模型。这些船将有190英尺(58米)长，每年生产高达33万磅(15万公斤)的氢气。
这一产能仍将低于新安装涡轮机的平均水平，美国2022年的平均水平为3.2兆瓦。但Medland表示，与风力涡轮机相比，这些船只将具有更高的效率，这意味着它们的潜力将“更相当于一个3或4兆瓦的涡轮机或7兆瓦的太阳能公园。”
第一艘船的成本将非常高，约为2000万英镑(约2400万美元)，因为将投入大量的研发工作。Medland说，在规模上，这将减少到“个位数百万”，并补充说，他估计Drift可以获得40多艘船的初始订单。
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一个漂流在海上的船只，显示在一个艺术家的印象。漂移能量
漂流将在国际水域航行，地点如北大西洋和加勒比海。这些船只将悬挂国旗，并符合海事标准。最初，它们将被载人，但目标是让它们自主。这些船只将有六名船员，平均每周需要在港口卸载一次氢气，如果最佳天气远离海岸，则需要每10天卸载一次。
它们将代表Drift的客户运营，Medland表示，这些客户可能主要是重工业、希望增加电力输出的岛国以及海上运输公司，包括寻找替代燃料的货运或邮轮运营商。他说，第一个商业船队将比“如果你将一个电解装置连接到英国的电网上”更便宜地制造氢气，并且到2030年将与最便宜的由化石燃料制成的氢气平价。
Drift说，这种容器不仅限于制造氢气，还可以改造成生产绿色氨或绿色甲醇。它们还可以为船上数据中心或碳捕获提供动力，甚至有助于海洋探索:“我们的船就像花园里的蝴蝶一样动来动去，”梅丹说。“它看起来随机，但实际上非常有效，”这意味着他们也可以从很少被访问的海洋部分生成和收集数据，帮助建立天气模型和绘制海洋生物图。
横向思维
当美国有线电视新闻网(CNN)联系可再生能源和交通领域的学者进行评论时，他们对这项技术表示了谨慎的乐观。
“我们的船只像花园里的蝴蝶一样四处移动。Drift首席执行官本·米德兰说:“这看起来很随意，但实际上非常有效。”。查尔斯·斯特奇
伦敦大学学院(University College London)能源和交通教授特里斯坦·史密斯(Tristan Smith)表示，让氢发电移动而不是静止是“令人印象深刻的横向思维”，他说，这种新能源商品的缺乏是一个真正的问题，需要创造性和创新的解决方案。
史密斯补充说，挑战和关键问题是，相对于其他生产和运输氢气或其他燃料(如氨)的方式，Drift的解决方案在消费点的成本方面是否具有竞争力。
苏格兰爱丁堡大学工程学院的教授Alasdair McDonald说，过去有人提出过自主能源采集船。他提到了苏格兰工程师斯蒂芬·索尔特(Stephen Salter)过去提出的设计，这些设计旨在从海上获取能量，人工增亮云层，应对气候变化；或者是法国公司Farwind目前提出的设计，该公司制造转子帆，为货船增加风力推进，但也开发了一种设计，旨在将风能储存在船上作为氢气。
麦克唐纳说，从远离海岸的地方提取风能的一般原则是合理的:“离海岸越远，风速越大，但水深对现有的风力涡轮机设计来说变得越来越具有挑战性，电缆的距离意味着成本和损失。因此，自主能源采集船成为获取这种能源的途径。”
然而，根据英国杜伦大学工程系教授西蒙·霍格(Simon Hogg)的说法，任何此类新技术都需要凭借其相对于其他海上可再生能源技术的优势进行销售，这可能会被证明具有挑战性，因为现代风力发电场由数百台8至15兆瓦范围内的涡轮机组成，效率不断提高。他补充说，漂移的价值还取决于氢成为主要能源，这还不确定。
他说，围绕扩大技术规模以及与航运和其他海洋用户整合的挑战意味着它最适合“非常专业的应用，如偏远地区的氢气生产。”
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