为什么美国第一个大型海洋风电场意义重大

气候101 是一个 Mashable 系列，回答了有关地球气候变暖的发人深省的突出问题。

美国即将建立第一个大型海上风电场。 这是一件大事。

拜登政府最近开了绿灯对于公司来说，葡萄园风， 到建造 62 座巨型风力涡轮机（超过 800 英尺高）位于马萨诸塞州海岸附近，产生的能源足以为约 400,000 户家庭供电。 该项目是该国利用吹过海洋的强风、产生大量清洁、可再生能源的能力的重大飞跃。

“这对我们来说是当务之急，”约翰·霍普金斯大学土木工程师兼可持续能源研究所所长本·谢弗强调说。 美国必须从某个地方开始，在大多数美国人居住和消耗能源的沿海地区建立可靠的海上风电。

成长就是这样开始的。 “只有当你开始批准这些更大的项目时，规模才会发生，”谢弗说。

目前规划建设的风电场2023年上线，将产生约 800 兆瓦的能源，尽管拜登政府制定了雄心勃勃的计划，要在这十年内推动类似项目的激增，到 2030 年海上风电将产生 30 吉瓦的能源。这意味着葡萄园风电项目实现了其中的约 3.3%十年目标。 尽管如此，它还是产生了有意义的影响人类面临的巨大且仍在加剧的碳问题。

“重要的是，你正在消除传统[化石燃料]技术产生的大部分能源，并用清洁能源取而代之，”纽约大学研究能源网格的电气和计算机工程教授尤里·德沃尔金强调说。

今天，强效温室气体二氧化碳（还有甲烷） 是在地球大气层中涌动. 二氧化碳水平300 万年来从未达到过如此高的高度，海平面温暖得多的时期高约 30 英尺巨型骆驼居住在北极高海拔地区。 （当然，今天的海平面还没有赶上如此迅速飙升的二氧化碳水平，但是海平面逐渐上升.)

第一个大型海上项目的批准可能很快就会引发其他项目的绿灯，例如马里兰州多风的海岸附近有类似的风电场。 杜兰能源研究所能源市场专家兼执行董事皮埃尔·康纳表示：“这确实表明许多规划中的项目得到了相对较快的批准。” “这还减少了批准加速更多海上项目的不确定性。”

陆地风电场和海洋风电场必须共存，以帮助创建一个生产无碳能源的能源系统。 然而海上风电无疑具有独特的优势。 海洋不像森林和地形那样能提供很大的抗风能力。 约翰·霍普金斯大学机械工程师兼风能专家查尔斯·梅尼沃（Charles Meneveau）解释说：“风更好、更快。” 海上风电还可以缓解因庞大的风电项目而造成的潜在“土地利用”问题——不过风力涡轮机可以在农场运行并为农民赚钱，因此不会占用“更多土地”。“一些研究表明，风力发电所需的土地比天然气发电所需的土地多 40 倍，因此，将风力发电厂设在海上可以缓解这一挑战，”杜兰大学的康纳指出。

大型海上风电场的现实可能是美国的一项新发展，但这并不意味着该技术是新技术或处于早期阶段。 恰好相反。 海上风在斯堪的纳维亚半岛、苏格兰和荷兰的海岸“跨越池塘”蓬勃发展。 工程师知道如何利用风来产生丰富的可靠能源。 例如，葡萄园风电项目将拥有间隔一英里的大型涡轮机，因此其他涡轮机“下游”的涡轮机不会受到任何减慢或中断的风。 更重要的是，涡轮机之所以巨大是有原因的：更大的风力涡轮机可以利用更多的风，并使风力加倍（例如，从 10 英里每小时到 20 英里每小时）结果功率增加了八倍。“速度加倍可以使功率增加八倍，”梅内沃说。 “这就是为什么这些涡轮机变得越来越大、越来越高的原因。”

有时，巨型涡轮机会经历极端风暴或飓风。 工程师也针对这些相对罕见的事件制定了计划。 风力涡轮机停止运转，叶片被羽化，这样它们就不会被撕裂。 约翰霍普金斯谢弗解释说：“我们的想法是从一朵高大的花朵变成一丛狭窄的杂草。” 这是否会使海上风电变得不可靠？ 不会。谢弗解释说，陆地上的电池存储对于储存风能以供将来使用和潜在的停电至关重要。 在某些情况下，来自其他来源（例如天然气发电厂）的临时电力可以满足需求。

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随着这些巨大的涡轮机在马萨诸塞州海岸建造，其他州和地区可能会意识到风力发电的未来就在眼前——它会带来就业机会和金钱。 国家可再生能源实验室发现单个600兆瓦项目（比 800 兆瓦的 Vineyard Wind 项目略小）将在建设期间带来 4.45 亿美元的收入并创造数千个就业机会，同时在项目投入使用后还将建立约 150 个永久性工作岗位。

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今天，风能提供了美国约 8.4% 的能源到 2030 年，受海上风电项目推动，这一数字可能会进一步增加。

“我们正在努力对基础设施进行重大变革，”梅内沃说。 “它预示着一个未来，其中许多都可能存在。”

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