S4000城市首飞,浮空风电终于飞进了“用电的地方”

源自75位全网作者

09:20

11月6日,全球首台4000米级浮空风力发电系统S4000在湖南岳阳成功试飞,这是4000米级浮空风电系统首次在城市场景完成放飞试验。 这台由北京临一云川能源技术有限公司研制的白色“飞艇”长67米、宽40米、高23米,约相当于一栋七八层楼悬在空中;升空海拔可达4000米,空中有效载荷超过1吨,输出电压覆盖10千伏至35千伏,设计使用寿命20年。 起飞指令下达后,S4000缓缓升空,开展了复杂气流下姿态稳定控制、发电性能验证等多科目试验。央视网新华网微博

单看“试飞成功”,它像是又一个高度纪录;真正值得看的是“城市”二字。今年8月,S4000已在西北某试验基地完成全流程验证,高原、强紫外线、大温差条件下的极限适应性得到检验。 但戈壁靶场只回答“飞得起来、发得出电”,城市场景要回答的是另一道题——能不能安全地飞在人群和建筑之上,把电稳稳送进电网。新华网

首席架构设计师顿天瑞在央视新闻的采访里说得直接:城市才是耗电的核心区域,最终供电系统要向着人口更密集的区域迈进。 中国科学院空天信息创新研究院研究员蔡榕则把这次试验的意义说得更远:打通研发、试验、运行的关键链路,为适航取证、场景示范铺路。从技术验证到工程交付,这一步走的是浮空风电商业化前最难的一段路。微博

为什么要把风机送上4000米

风电最大的对手从来不是风机,而是风本身:近地面风速忽大忽小,低空常有静风间歇。高空则是另一个世界,行业数据显示,高空风能密度可达每平方米10千瓦,约为地面风场的数十倍。 研究测算显示,6000米高空的风能密度均值是地表的20倍以上。 风越稳、越快,同等尺寸机组的发电能力越强。高空风电的概念因此吵了半个世纪,真正稀缺的从来不是想法,而是能把电稳定送下来的装置。新华网微博

我国高空风能开发有陆基和空基两条路线:陆基把发电机留在地面,靠空中组件牵引缆绳往复做功;空基则把发电机组随浮空器送上天空就地发电。S4000走的是后者,其团队研制的平流层浮空风电系统(SAWES)以氦气浮空平台搭载轻量化发电模组升至目标高度,利用涵道引射扩散技术捕获高空风能发电,再通过系留线缆向地面输送电能。 据企业方面介绍,此前全球浮空器风电可查的纪录是升空297米、发电功率30千瓦。 而S4000把作业高度直接推进到4000米级,并完成并网科目验证。新华网央视网

这条路线几十年里被三样东西卡死:蒙皮太重、电机太沉、缆绳拉得住却送不回电。如今恰好是中国的工业体系把这三块短板逐一补上:岳阳总装车间里,蒙皮以液晶纤维纺织并加覆耐候层,同等力学性能下重量只有国外产品的二分之一。 据央视新闻介绍,系留缆绳用超高分子量聚乙烯纤维复合芯替代钢缆,抗拉强度是钢缆的3倍、重量只有四分之一,既拽得住飞艇,也送得回高压电;连顿天瑞自己都承认,电机“重”这个世界性难题“已经被市场或者说我们国家的工业体系所消解了”,如今数百千克就能做到兆瓦级。微博央视网

产业节奏也被这条工业链压缩了。临一云川2023年6月才在北京成立。 创始团队顿天瑞与翁翰钶是1998年出生的高中同学,第一台直径3米的试验气球“S0”曾当场在空中涨破。此后S500、S1500、S2000相继试验成功;2026年1月,S2000在四川宜宾完成2000米高空并网发电,累计发电量385千瓦时。 今年8月S4000拿下4000米级全流程验证,11月就推进到了城市场景。央视网微博

配套布局同步成型:舟山高性能蒙皮材料中心今年5月投产实现关键材料国产化,岳阳超级工厂承担总装,公司形成研发、中试、材料、总装的全链条网络;政策端,高空风电已纳入《可再生能源发展“十五五”规划》,成为新型风能利用技术的重点探索方向。新华网

热闹之下,有三个数字要冷静看

一是度电成本。消息刷屏时,“度电成本一毛钱”“三分钱每度”的说法也在网上流传,这些基本都是测算口径而非商运电价;行业测算给出的方向性结论是,高空风电可节约95%的土地、减少90%的用钢量、降低30%的度电成本。 但S4000目前仍是试验验证机型,官方尚未公布其额定功率与造价,降本的红利要等量产之后才有真数据可对账。微博

二是氦气。浮空平台的命门在地面而不在天上:中国是氦气主要进口国,今年7月,商务部与海关总署还因保障国内供应对氦气实施了临时禁止出口管理。 氦是天然气加工的伴生品,全球约三分之一的氦气来自卡塔尔,且必须经霍尔木兹海峡运出。 据中国新闻网报道,今年4月中东冲突升级以来,部分氦气现货价格一度突破118元/立方米、涨幅超50%;美国能源部也在10月宣布将氦气认定为关键材料。 企业称其氦循环系统能杜绝浮空器漏气,但这套系统至今“只在原理的专利上能够查阅得到”,尚未经历批量部署检验——浮空风电若要大规模建站,氦的供应弹性是绕不开的一道闸。中国新闻网中国新闻网中国新闻网

三是空域与适航。一根缆绳把4000米高度的装置拴在城市上空,民航安全、气象灾害、缆绳长期疲劳、防雷防鸟击,都要求一套尚未成型的监管体系接住它们。这次试飞验证的是“能不能飞”,适航取证解决的才是“允许不允许大量建”。至于网上流传的“大规模高空风电会拖慢地球自转”,从能量尺度上可以放心:全球风电行业当前装机年发电量折算的功率与大气运动的能量通量相差几个数量级,自转影响微乎其微;真正值得长期研究的边界在大气环流层面——若抽取高空风能的规模超过自然补给,西风急流的强度会不会被改变,这仍是停留在模型里的开放课题,与当下的示范阶段相隔甚远。

它不是颠覆者,是补位者

把这三条边界摆正之后,浮空风电的真实定位反而更清楚了:它短期内不是替代地面风场的颠覆者,而是新能源版图里的补位电源——并网之外,优先落在电网末端、海岛矿区、灾害应急这类传统风电架塔不划算的地方,还能凭长效滞空挂载雷达与通信设备,嫁接低空经济。按规划,S4000接下来将承担高海拔长期发电测试与技术验证任务,积累的数据为下一代S6000-5MW机型提供核心支撑。 对普通用户来说,这只会发电的“空中飞艇”暂时还不会改变你家电价;但它把中国新能源竞赛的边界,第一次从地面和近海推进到了数千米高空——下一个值得盯的信号,是城市场景示范项目能否落地、适航取证何时启动。新华网

内容由AI生成
0
扫一下,分享更方便,购买更轻松
0评论

当前文章无评论,是时候发表评论了
提示信息

取消
确认
评论举报

最新文章 热门文章