想到風力發電,腦海中浮現的影像往往是一根高高的塔柱支撐著扇葉的景象,不過誕生自麻省理工學院(MIT)Altaeros Energies卻離經叛道,發展飄浮在高空中的高空風力發電,風力發電機與扇葉都放在一個甜甜圈般的氦氣球之中,飄浮在高空。

Altaeros Energies

這個前衛的設計,卻得到日本軟體銀行(SoftBank)認同,12月初軟體銀行宣布將投資700萬美元,支持Altaeros Energies發展高空風力發電。

成本降低機動性更高

高空風力發電比起主流的塔式技術,有許多優點,由於愈高的空中,氣流愈穩定,發電效果也愈好,近年來風力發電機都往越來越高大的方向發展,但這也使得塔柱成本上升,塔柱愈長愈高也引起安全性上的疑慮,比起使用塔柱,飄浮技術可省下塔柱成本,而還能讓風機位於比塔柱所能及的範圍更高的空中。「空中甜甜圈」飄浮在300600公尺高,在這樣的高度,同扇葉大小的風力發電機,發電效率為地面上的2倍。

另一方面,受到塔柱的限制,一般風力發電機只能固定原地不動,並且也必須選擇良好風場,往往在適當的風場大量設置,因此風力發電往往被歸類為集中式能源,飄浮式技術沒有這樣的限制,可以機動調度,支援臨時須用電的偏遠地區,如臨時性工程、偏遠工業場址如礦場等、軍事基地、災難救助、野外研究、以及臨時性活動等等。飄浮式技術也能汲取高空更穩定的風力,因此受風場限制也小,更可以作為分散式能源應用,引領風力發電走向分散式能源的時代。

 

Altaeros Energies成立於2010年,資金來自於美國政府資助、獲獎的獎金,以及天使投資人,投資者包括前印度塔塔集團主席Ratan Tata主持的投資公司,如今軟體銀行共襄盛舉,讓高空風力發電進一步得到世人的注意。2011年起,受到311地震以及福島核災影響,軟體銀行執行長孫正義開始注意可再生能源,設立能源事業部軟銀能源(SB Energy)以推動日本的新能源發展,對日本來說,高空風力發電能支應離島用電,成為軟體銀行投資的原因之一。

不只發電也是高空基地台

另一方面,「空中甜甜圈」也不只可以發電,還可以同時將通訊設備一起載上高空,由本身的風力發電機供電,就成為移動式的高空基地台,能提供偏遠地區通訊及網路服務,而這有助於軟體銀行的本業。軟體銀行也不僅只是出資,還將成為 Altaeros Energies 的策略合作夥伴,一同開發相關商機。

Altaeros Energies 目前正在阿拉斯加規劃第一個商業運轉的前導計畫,發電容量為30千瓦,計畫預算為130萬美元,其中約半數將由阿拉斯加州政府出資,目前仍在審核中,Altaeros Energies希望能在2015年底上線。

目前Altaeros Energies的發電成本仍然偏高,每度電18美分,相當於5.6元新台幣,相對於美國陸上風力發電2014年在西德州等地成本已經降到每度電5美分,相當於0.55元新台幣,高空風力發電可說貴上太多,不過Altaeros Energies並不擔心與陸上風力發電競爭,因為高空風力發電主要鎖定集中式電力網路相對不划算的偏遠地區,其電價由於輸配網路成本的因素,可高到每度電25美分,因此高空風力發電仍然有競爭力。另一方面,產業界也預期隨著技術進步與規模量產,高空風力發電的成本也會持續下降。

風力發電的高空競逐

競逐高空風力發電的廠商也不只Altaeros Energies一家,美國太空總署(NASA)正在發展風箏式技術,而Google X也於2013年買下發展風箏式技術的Makani PowerMakani Power計畫在2015年在夏威夷大島測試其技術,除此之外,3M 資助的自然科技系統(Nature Technology Systems)DSM風險創投投資的SkySails、荷蘭皇家航空資助的Ampyx Power,以及Sabic風險創投投資的風箏發電(KiteGen),都積極發展高空風力發電。

史丹佛大學研究指出,高空風力發電的潛力無比巨大,總發電潛力超過全球總用電量的100倍以上。一旦高空風力發電規模化、成本效益提升,可望成為能源領域的重要角色。

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