助力下一个十年:澳大利亚的可再生能源
澳大利亚以其冲浪海滩和明媚阳光而享誉全球,而海风与阳光都可以作为可再生能源资源,如果与先进的技术相结合,那么澳大利亚未来十年的可再生能源前景将十分光明。
在澳大利亚总发电量中,可再生能源的比例从 2010 年的 8.7%上升到去年的 21.3%。而在这 21.3% 的占比中,有将近 60% 均来自风能和太阳能。
探秘澳大利亚的太阳能产业
澳大利亚的高太阳辐射量(表示拥有大量可用阳光的技术术语),再加上太阳能电池板的普及,使得该行业非常具有生产效益。根据 2020 年 5 月发布的《澳大利亚能源统计数据》(The Australian Energy Statistics)显示,澳大利亚去年的大规模太阳能发电量飙升了 135%。
新南威尔士大学(University of New South Wales)光伏与可再生能源工程学院(School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering)正在涌现一系列领先的创新。该中心由马丁 · 格林(Martin Green)教授创建,他是第一位获得 2018 全球能源奖的澳大利亚人。评委们认为,格林以及该中心引以为豪的成就是彻底改变了太阳能光伏电的效率和成本,使其成为如今成本最低的大容量供电方案。
除此之外,格林教授还荣获了 2021 年“资源、能源、环境和社会基础设施”领域的日本国际奖,以表彰他在新南威尔士大学四十多年来所做的研究,这些研究诞生出如今在大多数商用太阳能电池板中普遍使用的成熟技术。
澳大利亚组织还发明了各种太阳能技术,例如用于存储太阳能的真空管,以及紧凑型线性菲涅尔反射镜 (CLFR) 等太阳光聚集技术。CLFR 技术是悉尼科技大学(University of Technology Sydney)开发的原始菲涅尔反射镜的改进版,该系统将太阳辐射聚集到接收器中,并产生高温介质进行热力发电。CLFR 设计有助于避免遮挡,这是原始菲涅尔反射镜存在的一个问题。
目前的开发工作集中在新一代技术方面,例如,最终可以放置在不同材料(包括曲面、玻璃、金属,甚至织物)上的柔性太阳能电池。此外,在开发和提供太阳能混合技术方面也有重大的产业活动,以实现将太阳能无缝集成至现有的网络、操作或离网应用程序中,从而为家庭和公司节约安装成本。混合技术在停电期间也可作为成功的备用电源。
太阳能技术的监测和控制是澳大利亚组织取得全球领先的另一个技术领域。其中包括 Fulcrum3D 公司的 CloudCAM,这是一种创新的云量测量和预报系统,可预测太阳能光伏发电系统的短期电力波动,从而使太阳能装置更容易集成到世界各地的网络中。
在澳大利亚“红土中心”(Red Centre)的爱丽斯泉(Alice Springs)附近,澳大利亚沙漠知识中心 (DKA) 园区是许多组织和倡议机构的所在地,为世界各地的沙漠社区创造机会。
实用信息
Intyalheme 未来能源中心(The Intyalheme Centre for Future Energy)将在爱丽斯泉附近创立,作为澳大利亚沙漠知识中心园区的一部分。
随着 Intyalheme 未来能源中心的成立,DKA 将成为可再生能源研究和知识领域里的全球开拓者。该中心主要开展三个重点领域的工作:交付构思和验证未来电网方案的合作项目(技术、系统、网络、商业和市场合作伙伴关系);充当渠道(促进联系、提供建议、给项目与人员牵线搭桥);以及分享知识(社区教育和参与、传播有针对性的信息以提高可再生能源能力)。
DKA 首席执行官 Lauren Ganley 表示,“通过该中心,我们将提供知识和专业技术,推动澳大利亚区域及偏远地区能源智能输送方面的创新、发展和思考。”
Intyalheme 中心由以下五家合作伙伴组织组成的联盟进行管理:澳大利亚沙漠知识中心(Desert Knowledge Australia)、澳大利亚政府第一产业和资源部(Department of Primary Industry and Resources)、Ekistica、电力和自来水公司(Power and Water Corporation),以及查尔斯 · 达尔文大学(Charles Darwin University)。
“该中心位于澳大利亚太阳辐射最强烈的地带,这里晴空万里,因此我们可以采集具有全球相关性且极为一致的数据,”Ganley 表示。
澳大利亚拥有广袤开阔的空间,因此具备进军风电产业的天然优势
澳大利亚的空间广袤开阔,人口密集的中心区域附近有着强劲的沿海海风,并且具备支持性的监管框架,十分适合推广风力发电。因此,澳大利亚某些地区的风能普及率可满足近 30%的电力需求。这需要大量的建模和网络设计,以确保维持电网的稳定性和可靠性。
你知道吗?
人口中心附近强劲的沿海海风使得澳大利亚非常适合利用风能作为可再生能源。西澳大利亚州最大的风电场正在建设中,位于珀斯以北 175 公里处。
澳大利亚拥有风电场项目的设计、监测和建模方面的专业技术,以及一流的社区参与流程,使得该产业继续保持其强劲的发展势头。
风电场的发展得益于成熟的监管环境和完善的并网流程,有助于项目的高效完工和调试。
澳大利亚有一项加快场地设计的创新,即采用地基 SODAR(声探测与定位)系统(例如,Fulcrum3D 提供的系统)取代监测桅杆。这款便携式风力监测系统可在三个维度测量风速,并且在地平面以上 200 米内均可达到高精度。这样可以更好地了解风电场场址的风廓线,从而实现更快更准确的风电场开发。
澳大利亚另一项改善风电场开发的技术是由澳大利亚国家级科研机构 CSIRO 开发并由 Windlab Systems 提供的全球领先的大气建模和风能评估技术。Windlab 现在使用这款风能勘探和评估工具,在澳大利亚和全球范围内确定并高效开发具备更大确定性和更低风险的高品质风电场场址。
展望澳大利亚可再生能源的下一个十年
澳大利亚的可再生能源行业正期待迎来前景光明的下一个十年,并将更加关注国家氢能战略(National Hydrogen Strategy)和标志性项目,包括北领地的太阳电缆( Sun Cable)项目,以及西澳大利亚州的亚洲可再生能源中心(Asia Renewable Energy Hub)。
预计到 2020 年底,澳大利亚就将实现其最初设定的 41,000 千兆瓦时的可再生能源年产量目标。