4月11日,当一座漂浮式海上风力涡轮机原型平台抵达缅因州西尔斯波特的一个码头时,缅因大学的工程师们已准备好安装一座塔架和一台涡轮机,并将其漂浮在缅因湾。这座名为VolturnUS+的原型机是15兆瓦版本的1:4比例模型,它的部署将标志着第二座漂浮在美国水域的风力涡轮机。
但就在同一天,大学官员收到了美国能源部高级研究计划局(ARPA-E)的一封信,信中称其将“暂停”该项目1260万美元拨款的剩余所有活动。此举导致该大学375吨重的混凝土船体被困在码头边,其建造者们忙于解决这个问题。
VolturnUS+ 是特朗普总统第二次就职以来美国众多被推迟或取消的海上风电项目之一。特朗普上任第一天就签署了一项行政命令,冻结了所有海上风电项目的审批,几乎所有尚未开工的项目都受到了影响。此外,总统还采取了前所未有的举措,于4月16日冻结了纽约海岸一个已在建的海上风电场的建设,并于上周撤回了该命令。
作为回应,风电开发商正在撤回美国项目。跨国风电巨头RWE 暂停了其在美国所有6千兆瓦项目组合的建设,理由是“政治环境”。
这场动荡对像VolturnUS+这样的浮动风电项目来说可能尤其具有破坏性。浮动风力涡轮机的设计目标是在离岸更远的水域运行,这些水域太深,无法将涡轮机塔固定在海底,而这个新兴行业至今尚未在美国海域安装一台商业规模的涡轮机。
特朗普对浮动海上风电的影响
总部位于东京的三菱公司今年3月暂停了一项原本有望成为美国首创的海上风电项目:一个计划在缅因州波特兰以东50公里处建设的、拥有12台涡轮机、发电量为144兆瓦的浮动“研究阵列”。该公司表示,“近期能源格局的变化尤其给海上风电行业带来了不确定性。”
缅因州的政策制定者一直指望三菱的研究阵列能够推动浮动风电的发展,从而确保该州的能源转型并促进沿海经济发展。这些小型浮动阵列可作为试验平台,帮助降低未来千兆瓦级项目的风险,并提供与利益相关者互动的机会。“这很重要,因为这项技术还相对不成熟,”忧思科学家联盟能源研究主任史蒂夫·克莱默说道。“你必须从某个地方开始展示这项技术,研究其对渔业和野生动物的影响,尤其是与系泊系统相关的影响,”他说道。
事实上,加州浮动示范项目Cademo的开发商也一直在密切关注缅因州的进展。由于水域较深,浮动涡轮机是美国太平洋沿岸唯一的海上风电选择。
为了应对联邦政府对风电开发的反对,浮动技术的支持者正在采取各种策略。缅因大学奥罗诺分校先进结构与复合材料中心执行主任兼 VolturnUS+ 联合主任哈比卜·达格尔 (Habib Dagher)表示,对于 VolturnUS+ 团队来说,将他们巨大的混凝土平台固定在码头上既不安全,又会造成经济损失。“如果遇到恶劣天气,码头就会被毁。而且我们为了留在码头还要支付费用——这些费用我们根本负担不起,”他说。
由于无法动用ARPA-E项目剩余的300多万美元拨款,达格尔的团队从行业合作伙伴和州政府基金中凑足了资金,完成了需要做的事情:将塔架和涡轮机安装到平台上,然后将其拖到缅因州卡斯廷海岸约600米处的计划测试地点。达格尔说,这是唯一可行的选择。“我们别无选择,只能寻找应急资金来把它运走,”他说。
达格尔说,这是唯一可行的选择。“我们别无选择,只能寻找应急资金来把它弄出来,”他说。
对三菱而言,挑战似乎比美国的政治气候更为广泛,这家国际企业集团的应对之策是按下暂停键。今年2月,该公司暂停了日本的三个常规海上风电项目,理由是“宏观经济环境发生重大变化”,包括乌克兰战争、日元贬值以及供应链紧张。
然而,加州正在加紧推进。今年2月,加州州长加文·纽瑟姆提议投资2.28亿美元,为预计未来十年内大型海上风电场的建设做好港口准备。今年3月,加州分别向长滩港和洪堡港拨款2000万美元和1800万美元,用于促进公众参与和开展许可证申请所需的研究。
“他们没有撤回之前分配给海上风电的资金。他们坚持目前的方针,”位于加州阿卡塔的非营利组织环境保护信息中心的气候律师马特·西蒙斯说。
当然,如果没有联邦政府的合作,加州能做的也有限。位于加州中部海岸的Cademo示范项目希望将其电力出售给附近的范登堡太空基地。他们还需要美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的批准,该局已于去年10月在Cademo基地范围内划定了一个国家海洋保护区。
VolturnUS+ 的下一步是什么?
缅因州的 VolturnUS+ 浮动涡轮机是其体型小得多的 VolturnUS 测试涡轮机的后续产品,后者是由浮筒梁和浮选柱组成的半潜式组合体。在制造 VolturnUS+ 的过程中,缅因大学简化了设计以降低成本——它本质上是一艘漂浮在水面上的驳船。驳船本身稳定性较差,但达格尔表示,他的团队从高层建筑中用于抵消地震的质量阻尼器中汲取灵感,使该设计变得可行。“通过前后移动质量块来抵消地震运动,可以抵消部分地震运动,”他解释道。
就 VolturnUS+ 而言,船体交叉臂内的质量转移可以抵消风浪带来的倾斜力。根据2023 年的一项专利申请,该质量转移可能是海水。由此产生的稳定性减少了所需浮筒的尺寸。达格尔表示,加上相对简单的建造方式,这些设计变更将平台成本降低了 20% 至 30%。
ARPA-E 致缅因大学的停职信函中称,该校“未能遵守一项或多项”联邦政策。当被要求就此事发表评论时,ARPA-E 的一位发言人将Spectrum转交给了美国能源部 (DOE),但 DOE 并未回应Spectrum的质询。缅因大学表示,其“遵守所有州和联邦法律,以及其联邦拨款和合同的条款”。
得益于这笔紧急资金,已完工的VolturnUS+试验台目前已停泊在21米深的水下。项目负责人的下一步是安装一条连接涡轮机和陆上电网的电缆——他们希望在未来两到三个月内完成该项目。达格尔表示,涡轮机将按计划运行18个月,以评估平台的稳定性。然而,该大学在提供给《光谱》杂志的一份声明中表示,如果不恢复ARPA-E的资金,研究人员将无法分析结果并制定商业化计划。
缅因大学于 5 月中旬宣布,将解雇达格尔先进结构与复合材料中心的 9 名员工,理由是“联邦政府资金意外暂停和延迟”。
原文: https://spectrum.ieee.org/volturnus-floating-offshore-wind-turbine