在減少碳排放、應對氣候變化的問題上，歐盟各國一向不遺余力。它們制定了世界上最嚴格的汽車排放標準，又第一個設計了可行的碳交易和清潔發展機制法規體系，甚至還不顧與世界各國鬧翻的風險，要求進入和離開歐盟領土的航班必須交納碳排放費。
在推動新能源應用這件事上，它們也是急先鋒。歐洲并不像美國那樣以地廣人稀著稱，但它們就是愿意拿出寶貴的土地來建設風力發電站。如果乘飛機到德國和丹麥等歐洲北部的國家，在天氣晴朗的時候，不難看到這些國家的田野中星星點點地出現風力發電機組。
在這個核能的安全性飽受質疑、允許開發水電的地方越來越少的時代，風力發電還算是一種比較理想的可持續能源。
但最近在英國的懷特島建設風力發電站的提案遭到的反對，集中地體現了人們對風力發電的擔心。懷特島是英吉利海峽北側的一個小島，風景宜人，是英國傳統的度假勝地。島上的居民擔心風力發電將使島上的風光不再，而最近島上房地產市場的低迷也印證了這種擔心的理由。
雖然高科技的風力發電機組從空中和遠處看上去很美，但在近處，它巨大的身軀就足以讓人感到壓迫，更不用說巨大的葉片在空中劃過時產生的噪音。對于鳥類來說，風力發電機組不斷高速旋轉的巨大葉片如果出現在自己飛行的路線上，就會難以逃過死亡。
此外，每個稍具規模的風力發電機組都需要建立在一個標準游泳池大小的水泥基礎上，而光是生產這些水泥的能耗和產生的二氧化碳排放就非常可觀。
從經濟角度上說，風力發電的成本也還是太高，而風電本身的特性決定了風力發電的輸出功率不穩定，還需要電網內傳統發電方式的補充，這一切都讓人懷疑風力發電到底是否能擔當起可持續新能源這個角色的重任。
面對不斷高漲的反對聲音和對風力發電潛力的質疑，以風力發電為主營業務的幾家公司都在探索，想辦法克服這種發電方式的缺點。面對風力發電噪音大、占地多和影響周邊居民生活的指責，最自然的應對措施是把風力發電場搬到遠離人煙的地方，比如沙漠當中。而歐洲沒有沙漠，也沒有真正人煙稀少的地區，所以他們選擇了把風力發電機搬進海里。
到2011年，已經有49個離岸風力發電場在9個國家的海域中建立起來，總裝機容量從幾十兆瓦到300兆瓦不等。2012年，英國的瓦爾內海上風力發電場二期并網發電，使它成為世界上最大的海上風力發電場，總裝機容量達到367兆瓦。
海上風力發電的優勢，除了基本不占用土地、對景觀和生態影響比較小以外，還在于海上沒有各種地形的影響，風力資源比地上要豐富得多，因此發電的經濟性和穩定性也高于陸地上的風力發電，甚至可以在經濟性上和傳統的發電方式一較短長。
很多從事風力發電的公司都認為風力發電在海上的發展會更快。據專門從事風電行業咨詢的 BTM 公司估計，從2010年到2014年，海上風力發電的裝機容量將增加15000兆瓦。
但這樣大規模的海上風電擴張也有隱憂。仍以瓦爾內風電場為例，它有100多臺風力發電機組，占據了73平方公里的海域，都是水深不到30米的淺海。這樣的海區往往也是重要的航道和漁場，而且處于各國的領海或專屬經濟區內，大量地用來做風電場不免有些可惜，間接地增加了發電的成本。
所以，就像海上石油開采業一樣，人們也把目光投向了深海地帶。
目前海上風力發電機組的建設方式，都需要在水中建立固定的基礎，再搭建支撐柱或者支撐平臺。深海區域的風力發電機組，將采用類似深海鉆井平臺的浮動式設計。挪威在2010年啟動了一個試驗性項目，在水深達到200米的水域建設風力發電機組。他們的做法是用壓艙物穩定一個直徑6米的空心鋼柱，使它直立在水中，再用3個錨點將其固定在海床上。從試驗開始以來，這個機組已經發電1500萬度，如果它順利地挺過2012年而沒有出現傾覆和起火等嚴重事故，將證明深海浮動式風力發電平臺是可行的。
這將意味著風力發電不再限于水深較淺的北海等水域，在水深超過百米的地中海、美國東西海岸和日本以東海域都可以建設，大大擴展能夠利用風力的范圍。
和必須建立永久式基礎的陸上和淺海風力發電平臺相比，深海浮動式平臺還有一個優勢，就是比較容易支撐起更大的機組，而不需要占用大量土地或材料建造，而這能使發電變得更加經濟。地上的風力發電單個機組的旋翼直徑不過100米，發電能力約3兆瓦，而深海風力發電機組的旋翼直徑可以達到150米以上，單臺發電能力達到7兆瓦。旋翼直徑達到200米的設計也正在論證階段。在同樣的面積上，深海風力發電將產生比地面上多得多的電力。
同時，風力發電機組本身的設計也在改變。新的直驅式設計采用永磁體發電機，去掉了傳統的變速箱，理論上可以提高機組的可靠性。這對于遠離海岸的深海風力發電機組來說是非常重要的特性。不過直驅式電機需要的稀土元素的量十倍于傳統發電機，而95%的稀土元素生產被中國控制，這不能不讓國外的風電設備生產企業有所顧慮。
海上風力發電剛剛展現出它的潛力，更有野心的工程師已經把目光投向天空。德國一家公司提出了一個“放風箏”的方案，風箏的尾巴就是一根纏繞在卷線盤上的長繩，隨著風箏飛遠，長繩帶動卷線盤轉動，這樣的轉動就能用來發電。而繩子用完后，可以給風箏發出信號，讓它找順風的方向再飛回來。
隨著需求的增加和技術的發展，我們還將看到各式各樣的風力發電設備在我們意想不到的地方出現。風力發電還將不斷擴展它的疆域，也許能源問題的解決之道，就在這些對可持續能源的創造性利用之中。
(本文作者系英國諾丁漢大學地理系博士)
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本文標題：風力發電新疆域
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