风电产业面临颠覆，度电成本可降三分之一

为了降低成本，风电分现在的产业成本风力涡轮机越做越大。一个叶片的面临长度可以超过一个足球场，一些海上涡轮机的颠覆度电高度甚至超过50层楼高，制作一个标准涡轮机的可降底座需要40辆卡车的混凝土。

大型涡轮机能更稳定地收集更多能量，风电分降低度电成本。产业成本然而，面临这些涡轮机的颠覆度电巨大规模也会同时大大增加每个环节的成本。从材料到制造、可降运输、风电分物流、产业成本施工和维护，面临处理长长的颠覆度电叶片、高高的可降塔架结构，都会严重影响预算。

现在，有一家位于美国怀俄明州、名为Airloom 的初创公司，设计了一种全新的风力涡轮机，不是扩大规模，而是缩小风力发电的尺寸和成本，从而彻底改变风力发电的现状。

Airloom 的方法与众不同，它使一切都变得更小，更贴近地面。它采用了与传统水平轴风力涡轮机（HAWT）相同的物理原理，但布局却截然不同。据该公司称，这种新颖的方法造就了一种独特的电网级风力发电设备，其发电量与水平轴风力涡轮机相同，而质量和成本都大大降低，最终的度电成本只有其他风力发电成本的三分之一。

最近，微软创始人比尔-盖茨领导的突破能源风险投资公司（Breakthrough Energy Ventures）提供了 400 万美元的种子资金，用于扩大这项创新技术的规模。

来源：Airloom Energy

安装简单，成本更低

传统的风力涡轮机将巨大的叶片安装在巨大的塔架上，标准的风力涡轮机高度可达500英尺，180英尺的叶片在300英尺的塔架上旋转。

而 Airloom 的2.5兆瓦设备则不同，它只需使用一些25米（82 英尺）高的电线杆来悬挂一个轻质的椭圆形轨道，在轨道上垂直安装10米（33英尺）长的叶片。风吹来时，叶片绕着轨道飞行并发电，有点像旋转木马。

尼尔-里克纳（Neal Rickner）该公司的首席执行官，他说：“叶片不是绕圈飞行，而是贴着轨道，产生机械力，就像风力涡轮机的叶片转动中心的齿轮箱一样。”

他说，一般的风力涡轮机都非常巨大，因为拥有巨大的叶片意味着这些叶片的尖端可以飞得更快，产生更多的能量。但新设计可以用更少的部件达到同样的效果。里克纳说：“我们有一个相对简单的结构来支撑风力涡轮机的叶片尖端。”

使用更少的材料意味着更低的资本成本——设计成本不到传统涡轮机的十分之一，而且安装成本也更低，一个完整的风力发电场的安装成本预计不到传统风力发电项目的25%。

来源：Airloom Energy

使用场景更广阔

将传统的风力涡轮机安装到位可能需要一个巨大的起重机，仅向风电场运送一个大型起重机就需要5万美元。而Airloom的新系统的部件可以更方便地运送和交付，一辆标准的拖拉机拖车就可以运输整个2.5兆瓦的 Airloom，这使得在偏远或艰苦的地方安装风力发电站成为可能。

其高度和长度可根据地形和用途定制，调试时无需大型混凝土基础。整体重量和材料的减少也大大减少了使用寿命结束后的垃圾填埋量。

Airloom 的设备还可以安装在农田里，下面种植庄稼。它还可以安装在靠近电线的道路旁边，这样就不需要太多的电线就能连接到电网。

在同等面积的土地上，它应该能比标准风力发电场产生更多的能量，因为传统的风力涡轮机需要间隔更远。最终的平准化能源成本 (LCoE)可能只有其他传统风力发电成本的三分之一。

图说：Airloom小型风机工作原理示意图。来源：Airloom Energy

与其他风力涡轮机相比，这种布局可能对鸟类和蝙蝠更安全，但公司尚未完成环境影响研究。较低的外形也使其不那么显眼。

目前，项目仍处于早期阶段，小规模原型机已经投入运行，该设备的设计发电量为50千瓦（kW）。但该公司计划在2025年之前建立一个试点项目，到2026年或2027年，它计划建设一个与电网相连的商业示范项目。未来的系统预计将达到兆瓦级，并在电网规模的风力发电场中一次部署数百兆瓦。

突破能源风险投资公司的卡迈克尔-罗伯茨在一份新闻稿中说：“几十年来，风能行业通过不断扩大涡轮机的规模来降低能源生产成本。虽然这在降低总成本方面非常成功，但这种方法现在面临着选址和材料成本方面的挑战。Airloom 的独特方法可以解决这两个问题，为风能开辟新的市场机遇，从而进一步降低成本。我们期待将这一革命性技术推向市场。”

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