神奇发明：英国的风好大！这次是无线移动型风动力再生能源船

近年来，风力发电量大幅增长，目前约占世界能源产量的8%。根据国际能源署的数据，到本十年末，它将成为仅次于太阳能的第二大可再生能源，超过水电。

风力涡轮机比太阳能电池板更高效——平均而言，它们利用了大约50%的能量，而太阳能的利用率约为20%，但也更依赖于位置。海上涡轮机受益于更强的风力，比陆地涡轮机更高效，但建造和维护成本也更高。

英国于2024年首次实现把风动力作为最大的能量来源，在这场能源技术的研发中，一家名为Drift的初创公司通过一艘赛艇来追逐海上风电，刚刚取得了实质性的进展。

Drift的创始人兼首席执行官本·梅德兰说：“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已经建造了两个原型，长度略超过5米，第一次亮相是在2022年英国普利茅斯港的Sail GP帆船联赛上。

高性能双体船配备了将其从水中提升出来的水翼，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，当船在水中航行时捕获能量。这种可再生能源被输送到一个名为电解器的装置中，电解器将海水转化为氢气并储存在船上，准备卸载。然后，它可以用作清洁燃料，为工业过程或汽车、飞机和船舶提供动力。

“这是有史以来第一类移动可再生能源。”Medland继续说道，“它不需要电网基础设施。不需要海底电缆。不需要地基、锚或类似的东西。如果你愿意的话，这些是‘自由范围’风力涡轮机。”

一艘价值2400万美元的游艇

数千年来，人类一直使用风能来推动船只，但在工业革命中，风力船被淘汰了。现在，风动力船只作为全球航运脱碳的一种解决方案正在复兴。

Drift技术的一个关键组成部分是一种算法，该算法寻找Medland所说的“水平思维条件”——风力足够强，可以在不危险的情况下产生能量：“水平思维算法可以在0.02秒内完成600万英里的模拟航行，以此为基础来选择下一英里的优化路线——这种做法在10年、15年前根本实现不了，”他说，“当你把所有这些加在一起（加上机载技术），你就得到了一艘有效的能源渔船。”

2022年首次亮相的原型船

目前，原型只产生几千瓦的电力，与小型城市风力涡轮机相当。Drift正在研究一种1.5兆瓦范围内的新设计，与高度约为91米的大型风力涡轮机相当，该涡轮机将在“未来两年”下水，并从中衍生出商业型号。这些船将长58米，每年生产高达15万公斤的氢气。

这一容量仍将低于新安装涡轮机的平均水平，2022年美国的平均水平为3.2兆瓦。但Medland表示，与风力涡轮机相比，这些船只的效率更高，这意味着它们的潜力将“更相当于一个三兆瓦或四兆瓦的涡轮机或一个七兆瓦的太阳能公园”。

由于将投入大量的研发工作，第一艘船的成本将高得令人望而却步，约为2000万英镑。Medland说，按规模计算，价格将降至“个位数的百万”，并补充说，他估计Drift可能会获得40多艘船只的初始订单。

Drift船只将在北大西洋和加勒比海等国际水域航行，会悬挂国旗，并符合海事标准。最初，它们将配备6名左右船员，目的是确保它们能自主运行。平均每周需要在港口卸载一次氢气，如果最佳天气离海岸更远，则最多每10天卸载一次。

目前最新型的Drift风动船

它们的客户可能主要是重工业、希望增加发电量的岛国以及海运公司，包括寻找替代燃料的货运或游轮运营商。他说，第一支商业车队将比“如果你将电解装置连接到英国的电网”更便宜地生产氢气，到2030年，将实现与化石燃料制成的最便宜氢气的平价。

Drift公司表示，这些设备并不仅限于制造氢气，还可以被改造成生产氨或甲醇。它们还可以为机载数据中心或碳捕获提供动力，甚至有助于海洋探索。“它看起来是随机的，但实际上非常有效，”Medand说，它们还可以顺便收集海洋数据，帮助建立天气模型和绘制海洋生物地图。

水平思维的启发

可再生能源和交通领域的学者们，对Drift技术表示谨慎的乐观。

伦敦大学学院能源与交通教授Tristan Smith表示，通过移动的方式让氢气发电，是“令人印象深刻的水平思维”，挑战和关键问题是，Drift的解决方案中是否能实现成本和现有技术持平。

苏格兰工程师斯蒂芬·索尔特（Stephen Salter）过去曾提出一种设计，旨在从海上收集能量，以人工方式增亮云层，应对气候变化；法国公司Farwind也在做一种设计，制造转子帆，为货船增加风力推进，也开发了一种将风能作为氢气储存在船上的设计。

然而，根据英国达勒姆大学工程系教授Simon Hogg的说法，任何此类新技术都需要干得比其他海上可再生能源技术好，才能获得来自销售的长期发展支持，这可能具有挑战性，因为现代风电场由数百台8至15兆瓦的涡轮机组成，效率还在不断提高。他补充道，Drift技术的价值还取决于氢成为主要能源，但目前尚不确定。

他说，扩大技术规模以及与航运和其他海洋用户的整合所面临的挑战意味着它最适合“非常专业的应用，例如偏远地区的氢气生产”。