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海洋工程专业的学子们:机不可失

已有 1842 次阅读 2019-5-7 14:45 |系统分类:海外观察| 海上风电

除了私营造船企业断断续续的倒闭和国营的巨额亏损,这几年来中国海洋工程和造船业的最大亮点是建造航母和包饱子式地建造各类军用舰艇,从而军谜们能够大肆欢呼:我们成为海洋强国了,马上可以超越美国了。不过有一点事实需要知道,美国人之所以每年耗费巨款,供养着一个超级海上武装力量,为的是控制国际石油天然气市场,就是为了让其资本得到最大的回报,可以说美国海军是一个赚钱工具。然而气候变化危机越来越明显,控制碳排放也就越来越迫切,以电动替代汽油柴油为燃料的运输工具已成为发展趋势,由此推导,石油天然气市场将会不断地缩减,自然而然美国海军也会失去赚钱的市场,美国人也就不再会愿意捧着一个耗钱的玩具。

可以说,这几年来的现实对海洋工程专业的学子们是不公正的,从小学,中学到大学,硕士甚至博士毕业,辛辛苦苦寒学十多年,有多少人毕业后能够获得一个学有所用的职位?

地球气候变暖问题引起人类担忧已有几十年的历史,基本上认定过多碳排放是造成气候变化的主要因素,早在1992年6月在巴西里约热内卢举行了里约联合国环境与发展大会,其中一项便是通过了《气候变化框架公约》。这些年来,国际上各国政府勾心斗角,都想在碳排放限制中获得最大利益,真正付出的努力有限,尽管风能太阳能发电容量在相对快速的增长,然而大气层中的碳含量几乎没有减少的趋势。似乎上帝在对人类的不作为不满意,自2015年以来,连续四年全球性气候反常,今年头四个月似乎仍没显示出回归正常的迹象。西方发达国家的不少居民由此得了气候变暖心理恐惧症,很多人担忧气候异常将会变成常态而对日常生活造成严重的负面影响。最近,西欧国家出现了Extinction Rebellion激进运动,参加人士堵塞政府大楼影响正常工作或阻碍交通要道来抗议政府的无所作为。

不管怎样,最近的十多年来风能太阳能利用和生产技术得到了快速的发展。今天风能发电成本已经低于燃煤发电,光伏发电成本也已达到可以接受的水平。因为绝大部分的风电机和光伏发电装置分布在陆地上,困于风能和太阳能在时域上严重缺乏连续性,这二种能源难于替代化石能源,由此巴黎气候协议也不可能得到贯彻。海上风电事实上也进行了相当规模的建设,主要在水深不超过三十米的浅水海域,但是生态环境影响一直是个问题,如果大家去看一下自然影片《我们的地球》中有关海洋的片断就能理解了。

人们早就知道深水海域上空的风能密度比浅海的高得多,加上深水面积占海洋的绝大部份,我的博文系列的第一篇的题目是"地球上的风能资源可以远远满足今天和未来人类对能源的需求",讲的就是海上风能资源。当然,要开发利用此类资源就必须运用海上浮动式风能发电技术。在我的愽文系列中对国际上在该技术领域的发展不时有解绍,有兴趣者可自己阅读。深水海域的风能资源还有一个优点是持续性強,就现有的风电技术,风电容量因数可以高达65%,也就是说百分之八十至九十的时间能提供电能,如果海上的风浪能能够同时得到一定规模的利用,那就随时都有电能可用,只是多少的问题。

海上浮动式风电技术基本上由风电技术和用于承载风电机的浮动式平台技术组成。当然,架在浮动式平台上的风电机在技术指标上要比固定塔架上的严格,十年来所建成的浮动式风电机的运行显示现有的技术可以满足实际要求。海上石油天然气开采已有四,五十年的历史,期间积累了丰富的设计和建造经验,可以直接用于设计建造用于承载风电机的浮动式平台,关键是怎样达到商业性运行所要求的性价比,也就是说要赚钱。

至今所建造的海上浮动式风电机不是在西欧就是日本。因为人工皍贵导致建造成本过高,自然发电成本也高。要知道建造浮动平台就目前单个建造需要大量的人工量,而那些国家的工人小时工资在五百元左右。今年以来西方国家掀起了一股海上浮动式风电热潮,所以以后量产的话势必要转移到低工资国家去建造,这样才能将建造成本大幅度地降低。也许中国将会成为这样的国家之一。海洋工程专业的学子们,你们愿意成为低段制造业的管理者,为洋人打工吗!

实际上,如果想消除环境污染,让中国成为一个宜居的美丽家园,就必须建造足够多的浮动式海上风电机以替代现有的燃煤发电厂。在长江流域分布着十万左右家化工厂,危害着长江的生态环境。如果你们能够设计建造一类浮动平台,即能承载风电机也能容纳一家中小型化工厂,同时建立一套完整的固体液体污染监督,收集和处理体系,把陆地上的所有的化工厂转移到海上生产,这样即可消除环境污染,也可以达到发电二氧化碳零排放,并且不需要再化费巨额外汇每年进口近一亿吨的天然气。

海洋工程专业的学子们:你们的机会来了!




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1 周昊

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