空中風(fēng)力發(fā)電新創(chuàng)公司發(fā)展得如何？

2017-09-19 15:48:33 Technews科技新報(bào) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

有放過風(fēng)箏的經(jīng)驗(yàn)就知道，越高空的風(fēng)力越強(qiáng)越穩(wěn)定，這也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展往塔座越來越高、扇葉越來越長(zhǎng)方向的原因之一，因?yàn)楦咚由祥L(zhǎng)扇葉可觸及更高空的穩(wěn)定風(fēng)力。在此同時(shí)，Alphabet 旗下馬卡尼（Makani）為首的許多新創(chuàng)團(tuán)隊(duì)，則認(rèn)為塔座越做越高、越做越大，不如干脆直接“放風(fēng)箏”到高空取風(fēng)，于是有了空中風(fēng)力發(fā)電的構(gòu)想，做為終有一日風(fēng)塔無法再更高時(shí)，可更往高空發(fā)展的接班技術(shù)。

如今，這些空中風(fēng)力發(fā)電的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行得如何了呢？

先從 Alphabet 的馬卡尼談起，2017 年 5 月時(shí)馬卡尼發(fā)布影片，試飛一架上有 8 螺旋槳的輕型風(fēng)力發(fā)電小飛機(jī)，以一條纜線連接地面操作站。小飛機(jī)升空后，乘風(fēng)在空中不斷繞圈圈，8 具螺旋槳被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)出電力，經(jīng)纜線傳往地面。像這樣的空中風(fēng)力發(fā)電方式，由于不需要建筑高聳的塔座，材料使用量遠(yuǎn)低于當(dāng)前的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，就成本上來說似乎很有發(fā)展?jié)摿?。然而，領(lǐng)頭的馬卡尼似乎遇上逆風(fēng)，2017 年 8 月初，彭博社報(bào)導(dǎo) Alphabet 對(duì)馬卡尼的資源投注減少，導(dǎo)致許多重要員工離職，只剩下“空殼”。

Alphabet 否認(rèn)放棄馬卡尼，表示仍然全力支持馬卡尼的空中風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃。X 實(shí)驗(yàn)室總裁 Astro Teller 表示馬卡尼已經(jīng)走出草創(chuàng)期，如今每 4~6 周就試飛一次，Alphabet 總裁謝爾蓋&dot;布林（Sergey Brin）也表示，仍對(duì)空中風(fēng)力發(fā)電感到興奮。

馬卡尼就是夏威夷原住民語(yǔ)中“風(fēng)”的意思，馬卡尼創(chuàng)辦人于 2006 年在一場(chǎng) TED 大會(huì)上遇見 Google 共同創(chuàng)辦人謝爾蓋&dot;布林與賴?yán)?amp;dot;佩奇（Larry Page），兩人當(dāng)時(shí)投資 1,000 萬(wàn)美元，2008 年再?gòu)?Google.org 投資 500 萬(wàn)美元。緊接著全球金融風(fēng)暴來襲，馬卡尼資金耗竭，創(chuàng)辦人一一離去，剩下的主導(dǎo)人又于 2012 年 10 月心臟病過世，導(dǎo)致瀕臨倒閉，于是 6 個(gè)月后 Google 收購(gòu)馬卡尼，從危機(jī)中拯救馬卡尼，馬卡尼從此也與 Google X 其他計(jì)劃一樣，變得極為神秘，鮮少再向能源產(chǎn)業(yè)界發(fā)布技術(shù)訊息。

在內(nèi)部，馬卡尼也與其他計(jì)劃一樣接到“10 倍化”的指令，也就是規(guī)模要達(dá)到原本的 10 倍。2014 年，Google 給予馬卡尼的預(yù)算約為 Google X 總預(yù)算 5 億美元的 5%，也就是約 2,500 萬(wàn)美元，馬卡尼在資金挹注下團(tuán)隊(duì)快速成長(zhǎng)，進(jìn)展有時(shí)甚至超前進(jìn)度，2016 年完成商用等級(jí)的空中發(fā)電試飛。

然而，能源市場(chǎng)如今有很大不同，當(dāng)馬卡尼剛開始進(jìn)行研發(fā)時(shí)，風(fēng)能、太陽(yáng)能都還相當(dāng)昂貴，油價(jià)也持續(xù)上升，因此開發(fā)新的發(fā)電方式相當(dāng)具經(jīng)濟(jì)潛力。然而 2011 年美國(guó)啟動(dòng)頁(yè)巖氣革命，加上 311 事件后，德國(guó)為首的各國(guó)大力補(bǔ)貼可再生能源，造成風(fēng)能、太陽(yáng)能產(chǎn)能規(guī)模與技術(shù)上大躍進(jìn)，成本與價(jià)格快速下降；最后一擊是 2014 年中起國(guó)際油價(jià)大跌，以及煤價(jià)也大跌，全球進(jìn)入低能源價(jià)格時(shí)代，這對(duì)新能源開發(fā)極為不利。馬卡尼雖然已完成商用試飛，卻未能與任何電力公司簽下供電合約。

馬卡尼暫時(shí)只能尋求利基市場(chǎng)，如不適合設(shè)置傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的偏遠(yuǎn)崎嶇地帶等，但這樣的市場(chǎng)比起主流風(fēng)機(jī)市場(chǎng)小得多，人員也開始縮編，過去 2 年從超過 100 人縮減到 50 人以下，許多早期員工都已離職。Alphabet 承認(rèn)人員減少，不過表示那是因?yàn)轳R卡尼已從研發(fā)階段進(jìn)入測(cè)試階段，所以不需要那么多研發(fā)人員。

做為分散式能源使用

那么其他空中風(fēng)力發(fā)電團(tuán)隊(duì)又發(fā)展如何呢？

歐盟出資成立的安斐斯電力（Ampyx Power），技術(shù)出自荷蘭臺(tái)夫特理工大學(xué)，形式與馬卡尼類似，較雷同小飛機(jī)，不過發(fā)電方式不是利用飛機(jī)上的螺旋槳，而是利用纜線拉扯。當(dāng)小飛機(jī)汲取風(fēng)力以 8 字形在空中飛行時(shí)，最多可將纜線拉出 750 米，拉出纜線時(shí)帶動(dòng)纜線軸旋轉(zhuǎn)發(fā)電；當(dāng)小飛機(jī)位于 8 字形向下坡段，纜線會(huì)自動(dòng)回收，這個(gè)過程由精密的自動(dòng)飛行系統(tǒng)控制其航線與發(fā)電，其第三代原型機(jī) AP3 可達(dá) 250 千瓦發(fā)電容量，之后的商用機(jī)則預(yù)計(jì)可達(dá) 2 百萬(wàn)瓦。

安斐斯電力成立于 2008 年，如今有 50 名員工、40 名工程師，于 2012 年完成第一次自動(dòng)飛行，2017 年有了重大進(jìn)展，4 月與德國(guó)龍頭電力公司意昂集團(tuán)（EON）簽訂合約，將共同于愛爾蘭測(cè)試最新 2 款發(fā)電小飛機(jī)，并與意昂測(cè)試離岸使用，由于風(fēng)箏塔建設(shè)遠(yuǎn)比一般離岸風(fēng)塔快速、彈性，將做為離岸風(fēng)場(chǎng)建設(shè)過程中的供電來源。在意昂集團(tuán)的背書下，安斐斯電力可說是較有明顯進(jìn)展的空中風(fēng)力發(fā)電企業(yè)。2017 年 7 月安斐斯電力選定山貓軟件（Lynx Software Technologies）的 LynxOS-178 2.2.4 即時(shí)操作系統(tǒng)，安裝于 Abaco 的單機(jī)板電腦系統(tǒng) SBC314 3U VPX，用來作為風(fēng)箏自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

德國(guó)新創(chuàng)公司能箏（EnerKite）所研發(fā)的 30 千瓦發(fā)電容量風(fēng)箏，風(fēng)箏形狀類似滑翔翼，有一條長(zhǎng)桿手臂與地面主機(jī)連接，長(zhǎng)桿頂端伸出操控纜線連接風(fēng)箏，發(fā)電方式也是采纜線軸發(fā)電，風(fēng)箏借由風(fēng)力以 8 字形往高空越飛越高，在此同時(shí)拉出更多纜線，拉動(dòng)纜線軸，借由纜線軸的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。當(dāng)風(fēng)箏飛到纜線最大限度時(shí)，以少量電力將風(fēng)箏快速拉回，之后重復(fù)這樣的循環(huán)。能箏系統(tǒng)可安裝于卡車，或是安裝在一個(gè)貨柜大小主機(jī)，讓風(fēng)能為分散式能源使用。能箏將參加 2017 胡蘇姆風(fēng)能產(chǎn)業(yè)大展，因此可說應(yīng)該還在運(yùn)作，但除此之外沒有太多訊息。

意大利新創(chuàng)公司箏發(fā)（KiteGen）也采用纜線軸發(fā)電方式，其風(fēng)箏設(shè)計(jì)類似特技降落傘，當(dāng)風(fēng)力將風(fēng)箏吹高，就拉動(dòng)纜線軸發(fā)電，之后以少部分電力回收。箏發(fā)曾于 2006 年測(cè)試原型機(jī)，并打算推出 3 百萬(wàn)瓦的陸基空中風(fēng)力發(fā)電，箏發(fā)現(xiàn)仍在積極運(yùn)作，供應(yīng)商航空材料廠 AM Composites 于 2017 年 3 月時(shí)于意大利圣吉廖啟用新廠房設(shè)施，表示該廠就是專為制造箏發(fā)的風(fēng)箏材料設(shè)立。

意大利新創(chuàng)公司箏能（Kitenergy）與箏發(fā)技術(shù)系出同源，也使用纜線軸發(fā)電，箏能采用有如特技風(fēng)箏的雙纜線控制，飛行高度 600~1,000 米，發(fā)電容量 60 千瓦。箏能曾得到數(shù)項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)，并有《福布斯》報(bào)導(dǎo)，但后續(xù)商用化進(jìn)展遲緩，逐漸淡出媒體焦點(diǎn)。

采用類似技術(shù)的還有德國(guó)天帆（SkySails），天帆與意大利對(duì)手采取不同發(fā)展路線，不在陸地上發(fā)展，而是尋求海事利基市場(chǎng)，用來為海上船舶提供電力，減少燃料消耗。2017 年 6 月時(shí)天帆將其風(fēng)箏安裝于一艘帆船上，以空中風(fēng)力發(fā)電提供馬達(dá)電力。除了本身發(fā)電，天帆也會(huì)拖著帆船前進(jìn)，使螺旋槳能回收電力，就這樣順利渡過大西洋。天帆的成功測(cè)試，使其發(fā)展海事利基市場(chǎng)的努力有實(shí)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。

發(fā)展空中風(fēng)力發(fā)電的新創(chuàng)事業(yè)或團(tuán)隊(duì)不只上述 6 家，而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 50 家，除新創(chuàng)企業(yè)外還有各學(xué)研機(jī)構(gòu)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。然而發(fā)展至今，較可能成功的，僅有富爸爸 Alphabet 旗下的馬卡尼、與意昂簽約的安斐斯電力、供應(yīng)商正在擴(kuò)廠的箏發(fā)、發(fā)展海事利基的天帆。塔式風(fēng)力發(fā)電的成本降價(jià)太快速，讓空中風(fēng)力發(fā)電面臨極大考驗(yàn)，暫時(shí)只能在塔式風(fēng)力發(fā)電不及之處，例如需要不斷移動(dòng)的臨時(shí)供電需求，包括偏遠(yuǎn)臨時(shí)性作業(yè)、船舶等，發(fā)展特殊利基，靜待時(shí)機(jī)來臨。

責(zé)任編輯：lixin

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